DE102004038460A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratstank - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratstank Download PDF

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Abstract

Bei einem bekannten Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratstank wird flüssiges Gas aus dem Vorratstank über eine Flüssigzuleitung in den zu befüllenden Behälter gepumpt, gleichzeitig wird dem Behälter Gas im gasförmigen Zustand entnommen, in einem innerhalb des Vorratstanks angeordneten Wärmetauscher gekühlt, dadurch verflüssigt und mittels einer Venturidüse in die Flüssigzuleitung eingespeist. DOLLAR A Beim Einsatz der Venturidüse besteht die Möglichkeit, dass das in die Flüssigkeit eingespeiste Gas nicht vollständig verflüssigt ist, sondern noch teilweise im gasförmigen Zustand vorliegt (Kavitation). Dadurch wird die Förderung des Flüssiggases in den zu befüllenden Behälter erschwert. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird die zur Befüllung eingesetzte Fördereinrichtung dazu verwendet, den Druck im zu befüllenden Behälter und damit auch in der Gasleitung, durch die das gekühlte Flüssiggas in die Flüssigzuleitung eingespeist wird, zu erhöhen. In der Gasleitung selbst ist eine Sperrarmatur angeordnet, mittels der die Gasleitung erst bei einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen zwei Punkten vor und hinter der Sperrarmatur freigegeben wird. Die Höhe der Druckdifferenz bestimmt sich dabei nach der jeweils eingesetzten Hardware. DOLLAR A Die Bildung von Kavitationen kann damit auf ein Maß reduziert werden, dass die Förderung des Flüssiggases nicht mehr beeinträchtigt wird. Auf den Einsatz einer Venturidüse kann verzichtet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratsbehälter, bei dem verflüssigtes Gas dem Vorratsbehälter entnommen und mittels einer Fördereinrichtung über eine Flüssigzuleitung dem Behälter zugeführt wird und gasförmiges Gas dem zu befüllenden Behälter entnommen, durch Abkühlung in einem Wärmetauscher wenigstens teilweise verflüssigt und das verflüssigte Gas dem zu befüllenden Behälter zugeführt wird.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratsbehälter, mit einer an den Vorratsbehälter angeschlossenen und mit dem Behälter verbindbaren Flüssigzuleitung, die mit einer Fördereinrichtung zum Fördern von Flüssiggas in den Behälter ausgerüstet ist, und mit einer mit dem Behälter verbindbaren Gasableitung, die einen Wärmetauscher durchläuft und an einer Verbindungsstelle mit der Flüssigzuleitung in Strömungsverbindung steht.
  • Üblicherweise erfolgt die Betankung eines Flüssigas- Behälters in der Weise, dass das Flüssiggas in flüssiger Form aus einem Vorratstank in den Behälter gepumpt wird. Um einen Druckausgleich zwischen Vorratstank und Behälter herbeizuführen, sind zugleich die Gasphasen des Flüssiggases im Behälter und im Vorratstank über eine separate Gasleitung miteinander strömungsverbunden. Auf diese Weise gelangt eine Gasmenge, die dem Volumen des dem Behälter zugeführten Flüssiggases entspricht, in den Vorratstank.
  • Nachteilig bei diesem vorbekannten Befüllungsverfahren ist, dass im Falle einer Kontaminierung des zu befüllenden Tanks auch die Gasphase des Vorratstanks kontaminiert wird. Werden weitere Behälter aus diesem Vorratstank befüllt, kann es zur Kontaminierung auch dieser Behälter kommen. Außerdem besteht während einer darauf folgenden Neubetankung des Vorratstanks auch die Gefahr der Kontaminierung des Haupttanks der Produktionsstätte des Flüssiggases.
  • Eine derartige sogenannte Kreuzkontamination kann mit Betankungssystemen vermieden werden, die nur eine Verbindungsleitung für Flüssiggas zwischen Vorratstank und dem zu befüllenden Behälter aufweisen. Es findet dabei also kein Druckausgleich zwischen den Gasphasen von Vorratstank und Behälter mehr statt. Um einen zu starken Druckaufbau im Behälter zu vermeiden, ist es erforderlich, entweder den zu befüllenden Behälter von oben zu beladen, um eine hinreichende Wiederverflüssigung der Gasphase zu erreichen, oder aber die im Behälter befindliche Gasphase in die Umgebung entweichen zu lassen. Beide Möglichkeiten sind nur mit einem erheblichen apparativen Aufwand zu realisieren. Beim Ablassen der Gasphase in die Umgebung kann es zudem zu erheblichen Geräuschemissionen und zu lokalen Luftverschmutzungen kommen. Zudem ist der starke Gasverlust von bis zu 5 % der Gesamtmenge wirtschaftlich kaum zu vertreten.
  • Aus der WO 01/65168 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratstank bekannt, bei dem das Flüssiggas in einer Flüssiggaszuleitung mittels einer mehrstufigen Fördereinrichtung aus dem Vorratstank in den Behälter überführt wird. Die Gasphase des zu befüllenden Behälters ist mit einer Gasrückleitung verbunden, die im Bereich zwischen zwei Pumpenstufen der Fördereinrichtung in die Flüssiggaszuleitung aus dem Vorratstank einmündet. Beim Betrieb der Vorrichtung wird Gas im Volumen des aus dem Vorratstank zugeführten Flüssiggases dem Behälter entnommen, verflüssigt und in flüssiger Form, zusammen mit Flüssiggas aus dem Vorratstank, wieder in den Behälter eingespeist. Dadurch erfolgt eine selbsttätige Druckregulierung im Behälter. Die Gasphasen von Behälter und Vorratstank stehen nicht in Strömungsverbindung, wodurch eine Kreuzkontamination ausgeschlossen wird. Nachteilig bei diesem Verfahren ist gleichfalls der hohe apparative Aufwand und die praktische Schwierigkeit, die Pumpleistungen der einzelnen Förderstufen an die jeweiligen Erfordernisse anzupassen.
  • In der WO 02/081963 A1 ist ein anderes Verfahren zur Befüllung eines Behälters mit Flüssiggas aus einem Vorratstank beschrieben, bei dem gleichfalls zur Vermeidung einer Dekontamination des Vorratstanks lediglich eine Flüssiggaszuleitung zur Verbindung der Flüssigphasen beider Behälter, jedoch keine Verbindung der Gasphase des zu betankenden Behälters mit dem Vorratstank besteht. Über die Flüssiggaszuleitung wird in bekannter Weise mittels einer geeigneten Pumpe Flüssiggas aus dem Vorratstank in den zu befüllenden Behälter gefördert. Um im Behälter einen Druckausgleich herbeizuführen, mündet eine mit der Gasphase des Behälters verbundene Leitung über einen Wärmetauscher, in dem das Gas abgekühlt und weitgehend verflüssigt wird, in eine in der Flüssiggaszuleitung, strömungsaufwärts zur Pumpe angeordnete Venturidüse ein. In der Venturidüse wird der aus dem Wärmetauscher strömende, noch nicht verflüssigte Gasanteil verflüssigt und dem in der Flüssiggaszuleitung strömenden Flüssiggas beigemischt. Der Wärmetauscher ist nach der Lehre der WO/081963 bevorzugt im Innern des Vorratstanks angeordnet; die Abkühlung des dem zu befüllenden Behälter entnommenen Gases führt also gleichzeitig zur Verdampfung von Flüssiggas im Vorratstank und damit zu einer die Befüllung begünstigenden Druckerhöhung im Vorratstank.
  • Das in dieser Druckschrift beschriebene System verhindert wirksam eine Kreuzkontamination beim Befüllvorgang. Unabhängig von den Anfangsbedingungen in den Behältern führt dieses System zu einem Fließgleichgewicht, bei dem der Druck im zu befüllenden Druckbehälter um ein Geringes größer ist, als der Druck im Vorratsbehälter. Der Druckunterschied in beiden Behältern hängt lediglich von der Kapazität des Wärmetauschers und der Menge des zugeführten Flüssiggases ab.
  • Nachteilig bei diesem System ist jedoch, dass es in der Regel nicht gelingt, das in der Venturidüse eingeleitete Gas vollständig zu verflüssigen. Es verbleibt ein mehr oder weniger großer Teil gasförmiger Substanz, die als Kavitation die Pumpleistung der Fördereinrichtung erheblich mindert. Dadurch ist der Einsatz vergleichsweise starker und damit teurer und im Einsatz energieintensiver Pumpen erforderlich. Insbesondere beim Einsatz in mobilen Befülleinrichtungen, beispielsweise Straßentankwagen, zu einem erheblich höheren Aufwand in der Ausführung der Fahrzeuge.
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Befüllung eines Tanks mit Flüssiggas aus einem Vorratstank anzugeben, das mit einem geringeren apparativen Aufwand auskommt und dennoch zuverlässig eine Kreuzkontamination zwischen Kundenbehälter und Vorratsbehälter verhindert.
  • Gelöst ist dieser Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch, dass das Gas im zu befüllenden Behälter komprimiert wird, der Differenzdruck zwischen dem Druck im Behälter und dem Druck des Vorratsbehälters direkt oder indirekt erfasst wird und das im Wärmetauscher verflüssigte Gas erst bei Vorliegen einer vorgegebenen, minimalen Differenzdrucks der Flüssigzuleitung zugeführt wird.
  • Erfindungsgemäß wird also der Druck im Behälter und somit in der Gaszuleitung, in der das verflüssigte Gas der den Vorratstank mit dem zu befüllenden Behälter verbindenden Flüssigzuleitung zugeführt wird, gegenüber dem Druck im Vorratstank erhöht. Hierdurch wird die Entstehung von Kavitationen in der Flüssigzuleitung unterdrückt. Die genaue Höhe des minimalen Differenzdrucks hängt dabei von der Wahl der eingesetzten Ausrüstung ab, insbesondere von der Charakteristik des Wärmetauschers, die Förderleistung der Pumpe und der Fähigkeit der Pumpe, einen gewissen Gasanteil im geförderten Strom ohne erheblichen Abfall der Pumpleistung zu tolerieren. Der für die jeweilige Ausrüstung zu wählende minimale Differenzdruck kann beispielsweise vor der Inbetriebnahme oder der Auslieferung einer erfindungsgemäß arbeitenden Betankungseinheit empirisch bestimmt werden.
  • Die Erfindung kann insbesondere auch auf den Einsatz eines Injektors verzichten. Die Erfassung der Druckdifferenz erfolgt kontinuierlich oder in regelmäßigen Zeitabständen. Die Erfassung der Druckdifferenz oder des Druck kann in den Behältern selbst oder im Bereich der Zu- und Ableitungen oder an einer sonstigen Stelle erfolgen, sofern von der Messung eindeutig auf den Differenzdruck an der Sperrarmatur geschlossen werden kann.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung macht von der aus der WO 02/081963 A1 bekannten und bewährten Anordnung Gebrauch, den Wärmetauscher derart auszuführen, dass ein Wärmetausch zwischen dem zu verflüssigendem Gas und dem Flüssiggas im Vorratsbehälter erfolgt. Die bei der Kondensation des Gases frei werdende Wärme wird dazu eingesetzt, Gas im Vorratsbehälter zu verdampfen und auf diese Weise den Gasdruck im Vorratsbehälter auch während der Entnahme des Flüssiggases zu erhalten.
  • Insbesondere bei der Befüllung mit Kohlendioxid sollte der Druck des verflüssigten Gases mindestens um das 1,5 fache, besonders bevorzugt mindestens das Doppelte des Drucks in der Flüssigzuleitung betragen.
  • Um die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens weiter zu erhöhen, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, das aus dem zu befüllenden Behälter entnommene Gas vor seiner Zuführung an einen Wärmetauscher zu verdichten. Dies kann beispielsweise mittels eines in der Gasableitung angeordneten Kompressors erfolgen.
  • Gelöst ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe auch bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, dass eine Kontrolleinrichtung (21) vorgesehen ist, die eine in der Gasableitung (17) strömungsabwärts zum Wärmetauscher (19) angeordnete Sperrarmatur sowie eine Einrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks vor und nach der Sperrarmatur umfasst.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst also eine Einrichtung, die eine Sperrarmatur in der Gaslableitung, strömungstechnisch hinter dem Wärmetauscher, vorsieht sowie eine Messeinrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks vor und hinter der Sperrarmatur, die bei Erreichen einer vorgegebenen Druckbedingung die Sperrarmatur betätigt. Anstelle der Erfassung des Differenzdrucks an der Sperrarmatur kann auch die Druckdifferenz zwischen dem Vorratstank und dem zu befüllenden Tank erfasst und zur Ansteuerung der Sperrarmatur eingesetzt werden.
  • Als Sperrarmatur kann jede geeignete Armatur eingesetzt werden mittels der eine Druckdifferenz aufrechterhalten werden kann, also beispielsweise eine Drossel, eine Klappe oder ein Ventil. Besonders bevorzugt kommt jedoch ein kalibriertes oder kalibrierbares Ventil zum Einsatz, das bei einem fest vorgegebenen oder individuell einstellbaren Wert des Differenzdrucks öffnet oder schließt.
  • Um die Effizienz der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiter zu erhöhen, sieht einer weiterführende Ausgestaltung der Erfindung vor, in der Gasableitung, vorzugsweise im Bereich zwischen dem zu befüllenden Behälter und dem Wärmetauscher, einen Kompressor anzuordnen.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung sieht vor, im Bereich zwischen dem Vorratstank und der Verbindungsstelle eine Einrichtung zum Verhindern des Rückflusses von Flüssiggas in den Vorratstank vorzusehen, beispielsweise ein Rückschlagsventil.
  • Eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Vorratstank und oder der Behälter in einer mobilen Versorgungseinheit angeordnet sein, wie beispielsweise einem Straßentankwagen oder einem Eisenbahn-Kesselwagen.
  • Die einzige Zeichnung (1) zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit Flüssiggas.
  • 1 zeigt einen Behälter 1, der für die Speicherung von Flüssiggas, beispielsweise Kohlendioxid, bestimmt ist. Im thermischen Gleichgewicht liegt das im Behälter 1 gespeicherte Flüssiggas sowohl in einer flüssigen Phase 2 als auch in einer Gasphase 3 vor. Der Behälter 1 ist des weiteren in hier nicht interessierender und daher nicht gezeigter Weise mit Anschlüssen zur Versorgung von Verbrauchern mit Gas im flüssigen oder gasförmigen Zustand versehen. Für die Zwecke der Befüllung ist der Behälter 1 mit jeweils einer Flüssig-Anschlussleitung 4 sowie mit einer Gas-Rückführleitung 5 ausgerüstet.
  • Der Behälter 1 wird mit frischem Flüssiggas aus einem Vorratstank 6 versorgt. Der Vorratstank 6 ist Teil einer Betankungsanlage 10, die beispielsweise auf einer mobilen Tankeinheit, etwa einen Straßentankwagen oder einen Eisenbahn-Kesselwagen, aufmontiert ist. Bei der Betankungsanlage 10 kann es sich aber auch um eine ortsfest, etwa in der Nähe einer Produktionsstätte für das Flüssiggas aufgebaute Anlage handeln, die zur Befüllung eines mobilen, also auf einem Straßentankwagen oder einem Eisenbahnkesselwagen montierten Behälters oder Betankungsanlage bestimmt ist; auch kann es sich beim Behälter 1 um einen Vorratsbehälter zur Flüssiggasversorgung weiterer Behälter oder Kundentanks handeln, der seinerseits Teil einer Betankungsanlage der hier beschriebenen Art ist. Außer dem Vorratstank 6 weist die Betankungsanlage 10 die im folgenden beschriebenen Einrichtungen auf. Zur Befüllung eines Behälters ist an dem Vorratstank 6 eine Flüssiggasleitung 7 angeordnet. Ebenso wie im Behälter 1 liegt auch im Vorratstank 6 das Flüssiggas in einer flüssigen Phase 8 und einer Gasphase 9 vor. Die Flüssiggasleitung 7 mündet in einem unteren Bereich in den Vorratstank 6 ein ist somit mit der flüssigen Phase 8 des im Vorratstank 6 gespeicherten Flüssiggases verbunden.
  • Die Flüssiggasleitung 7 mündet an ihrem vom Vorratstank 7 entgegen gesetzten Ende in einem Anschlussstück 11 aus, mittels dessen eine lösbare Verbindung mit einem entsprechenden Anschlussstück 12 an der Flüssig-Anschlussleitung 4 herstellbar ist. In der Betankungseinheit 10 ist weiterhin eine Gasleitung 13 vorgesehen, die gleichfalls mit einem Anschlussstück 14 mit einem Anschlussstück 15 der Gas-Rückführleitung verbindbar ist.
  • In der Flüssiggasleitung 7 ist, strömungsabwärts vom Vorratsbehälter 6, eine Pumpe 16 angeordnet, die zur Förderung von Flüssiggas (im flüssigen Zustand) aus dem Vorratstank 6 in den Behälter 1 bestimmt ist. Zur Erfassung des Mengendurchflusses ist strömungsabwärts zur Pumpe 16 ein Durchflussmesser 20 vorgesehen.
  • Die Gasleitung 13 mündet auf ihrer dem Anschluss 14 entgegen gesetzten Ende in einen Wärmetauscher 19 ein, der im Innern des Vorratstanks 6 angeordnet ist und einen thermischen Kontakt zwischen dem aus der Gasleitung 13 in den Wärmetauscher 19 einströmenden Gas und dem Flüssiggas im Innern des Vorratstanks 6 herstellt. Der Wärmetauscher ist im Vorratstank 6 bevorzugt so angeordnet, dass die Zuführung des Gases in den Wärmetauscher 19 von oben, also durch die Gasphase 9 hindurch erfolgt und die Wärmetauscherflächen so weit wir möglich in die flüssige Phase 8 eintauchen. Der Wärmetauscher 19 mündet an seinem von der Gasleitung strömungstechnisch gesehen entgegen gesetzten Ende, also bevorzugt im unteren Bereich des Vorratstanks 6, in eine Leitung 17 ein, die wiederum an einer Verbindungsstelle 18 mit der Flüssigleitung 7 verbunden ist. In der Leitung 17 ist, strömungstechnisch vor der Verbindungsstelle 18 eine Kontrolleinrichtung 21 vorgesehen. Die Kontrolleinrichtung 21 umfasst eine Sperrarmatur, etwa ein Ventil, eine Klappe oder eine Drossel, mittels der der Durchfluss durch die Leitung 17 beeinflusst werden kann. Zudem weist die Kontrolleinrichtung 21 eine Differenzdruckmesseinrichtung auf, mittels der die Druckdifferenz strömungstechnisch vor und hinter der Sperrarmatur bestimmt werden kann, und die auf die Sperrarmatur in Abhängigkeit von der Druckdifferenz einwirkt, also beispielsweise bei einem bestimmten Wert der Druckdifferenz die Sperrarmatur öffnet oder schließt. Die Kontrolleinrichtung 21 kann im einfachsten Falle beispielsweise durch ein kalibriertes oder kalibrierbares Druckventil realisiert werden, das die Leitung 17 oberhalb einer bestimmten Druckdifferenz freigibt, darunter aber schließt. Die Erfassung der Druckdifferenz kann im übrigen auch durch Erfassung des Differenzdrucks zwischen den Leitungen 7 und 13 oder den Behältern 1 und 6 erfolgen, oder aber indirekt, durch die Messung der jeweiligen absoluten Drücke und Berechnung der Differenz hieraus.
  • Beim bestimmungsgemäßen Einsatz der Vorrichtung werden die Anschlussstücke 11 und 12 miteinander verbunden uns somit eine Strömungsverbindung zwischen dem Vorratstank 6 und dem zu befüllenden Behälter 1 hergestellt. Zugleich werden die Anschlussstücke 14 und 15 miteinander verbunden. Mittels der Pumpe 16 wird Flüssiggas im flüssigen Zustand in den Behälter 1 gepresst, wodurch sich der Druck im Behälter 1 erhöht. Gas strömt im gasförmigen Zustand aus der Gasphase 3 des im Behälter 1 vorliegenden Flüssiggases über die Gasleitungen 5 und 13 in den Wärmetauscher 19 ein. Durch den Wärmetausch mit der flüssigen Phase 8 des Flüssiggases im Vorratstank 6 wird das Gas soweit abgekühlt, dass es kondensiert und in der in der Leitung 17 im flüssigen Zustand vorliegt. Die bei diesem Wärmetausch in den Vorratstank 6 eingetragene Wärme führt zur Verdampfung eines kleineren Teils der flüssigen Phase 8 und trägt dazu bei, den Druck im Innern des Vorratstanks 6 trotz der laufenden Entnahme von flüssigem Gas aufrecht erhalten.
  • Die Kontrolleinrichtung 21 gewährleistet, dass erst oberhalb einer bestimmten Druckdifferenz vor und hinter der Kontrolleinrichtung 21 eine Strömung des verflüssigten Gases aus der Leitung 17 in die Flüssiggasleitung 7 erfolgt; der Druck strömungsaufwärts zur Kontrolleinrichtung 21 ist dabei beispielsweise um einen Faktor 1,5 bis 2 größer als der Druck strömungsabwärts zur Kontrolleinrichtung 21. Kavitationen in der Flüssiggasleitung 7, durch die die Leistungsfähigkeit der Pumpe 16 herabgesetzt werden, werden so auf ein Maß reduziert, das die Förderung des Flüssiggases durch die Pumpe 16 nicht beeinträchtigt. Der Wert für die minimale Druckdifferenz hängt von verschiedenen Größen der eingesetzten Ausrüstung ab, insbesondere von der Charakteristik des Wärmetuschers, der von der Pumpe zu bewältigenden Durchflussmenge und der Fähigkeit der Pumpe, einen gewissen Gasanteil im geförderten Strom ohne einen erheblichen Abfall der Förderleistung zu tolerieren. Dies gelingt umso leichter, als nur ein geringer Anteil des von der Pumpe 16 insgesamt geförderten Flüssiggases aus der Leitung 17 stammt. Beispielsweise beträgt der Anteil des verflüssigten Gases aus der Leitung 17 etwa 5% der insgesamt von der Pumpe 16 geförderten Gasmenge. Die Entspannung des Gases nach Öffnung der Leitung 17 um beispielsweise 2 bar führt zu einer Kavitation von 2-3% des aus der Leitung 17 zugeführten Gases, damit liegt nur insgesamt lediglich 0,1 bis 0,15 % der von der Pumpe geförderten Gasmenge als Kavitation, also im gasförmigen Zustand vor. Eine derart niedrige Kavitation ist von der Mehrzahl der handelsüblichen Pumpen problemlos zu verkraften. Das aus der Leitung 17 einströmende Gas mischt sich in der Flüssiggasleitung 7 mit dem aus dem Vorratstank 6 entnommenen Flüssiggas und wird der flüssigen Phase 2 im Behälter 1 zugeführt.
  • Je höher die Pumpe 16 den Druck im Behälter 1 – und damit im Wärmetauscher 19 – steigert, desto zuverlässiger wird gewährleistet, dass das Flüssiggas im Bereich der Verbindungsstelle zumindest weitgehend in flüssiger Form vorliegt. Zur Erhöhung der Druckdifferenz an der Kontrolleinrichtung 21 ist es daher sinnvoll, jedoch nicht unbedingt notwendig, in der Gasleitung 13, strömungsaufwärts zum Wärmetauscher 19, einen Kompressor 22 vorzusehen.
  • Um bei einem raschen Öffnen der Sperrarmatur der Kontrolleinrichtung 21 einen Rückfluss von verflüssigtem Gas aus dem Wärmetauscher 19 in den Vorratstank 6 zu vermeiden, ist im Ausführungsbeispiel nach 1 in der Flüssiggasleitung 7, strömungstechnisch zwischen Vorratstank 6 und Verbindungsstelle 18, eine entsprechende Einrichtung zur Verhinderung des Rückflusses, beispielsweise ein Rückschlagventil 23, eingebaut. Die gleiche Funktion erfüllt der Einsatz einer mehrstufigen Pumpe, sofern die Verbindungsteile 18 zwischen zwei Pumpenstufen angeordnet ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das dem Behälter 1 entnommene Gas in einem Kreislauf in den Behälter 1 zurückgeführt. Somit kann der Behälter 1 befüllt werden, ohne dass die Gefahr einer Dekontamination des Flüssiggases im Vorratsbehälter 6 besteht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zur Befüllung von Behältern mit beliebigen Flüssiggasen oder Gasgemischen.
    •
    • 1
    Behälter
    2
    flüssige Phase (im Behälter 1)
    3
    Gasphase (im Behälter 1)
    4
    Flüssig-Anschlussleitung
    5
    Gas-Rückführleitung
    6
    Vorratstank
    7
    Flüssiggasleitung
    8
    Flüssige Phase (im Vorratstank 6)
    9
    Gasphase (im Vorratstank 6)
    10
    Betankungsanlage
    11
    Anschlusstück (an der Flüssiggasleitung 7)
    12
    Anschlusstück (an der Flüssig-Anschlussleitung 4)
    13
    Gasleitung
    14
    Anschlusstück (an der Gasleitung 13)
    15
    Anschlusstück (an der Gas-Rückführleitung 5)
    16
    Pumpe
    17
    Leitung
    18
    Verbindungsstelle
    19
    Wärmetauscher
    20
    Durchflussmesser
    21
    Kontrolleinrichtung
    22
    Kompressor
    23
    Rückschlagventil

Claims (10)

  1. Verfahren zum Befüllen eines Behälters (1) mit Flüssiggas aus einem Vorratsbehälter (6), bei dem – verflüssigtes Gas dem Vorratsbehälter (6) entnommen und mittels einer Fördereinrichtung (16) über eine Flüssigzuleitung (7) dem Behälter (1) zugeführt wird und – gasförmiges Gas (3) dem zu befüllenden Behälter (1) entnommen, durch Abkühlung in einem Wärmetauscher (19) wenigstens teilweise verflüssigt und das verflüssigte Gas dem zu befüllenden Behälter (1) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gas im zu befüllenden Behälter (1) komprimiert wird, – der Differenzdruck zwischen dem Druck im Behälter (1) und dem Druck des Vorratsbehälters (6) direkt oder indirekt erfasst wird und – das im Wärmetauscher verflüssigte Gas erst bei Vorliegen eines vorgegebenen, minimalen Differenzdrucks der Flüssigzuleitung (7) zugeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das der Druck im zu befüllenden Behälter (1) mindestens um einen Faktor 1,5 größer ist als der Druck im Vorratsbehälter (6).
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verflüssigung des Gases im Wärmetauscher (19) durch Wärmeaustausch mit dem Flüssiggas im Vorratsbehälter (6) erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas aus dem zu befüllenden Behälter (1) vor seiner Zuführung an den Wärmetauscher (19) verdichtet wird.
  5. Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters (1) mit Flüssiggas aus einem Vorratsbehelter (16), mit einer an den Vorratsbehälter (16) angeschlossenen und mit dem Behälter (1) verbindbaren Flüssigzuleitung (7), die mit einer Fördereinrichtung (16) zum Fördern von Flüssiggas in den Behälter (1) ausgerüstet ist, und mit einer mit dem Behälter (1) verbindbaren Gasableitung (13,17), die einen Wärmetauscher (19) durchläuft und an einer Verbindungsstelle (17) mit der Flüssigzuleitung in Strömungsverbindung steht, gekennzeichnet durch eine Kontrolleinrichtung (21), die eine in der Gasableitung (17) strömungsabwärts zum Wärmetauscher (19) angeordnete Sperrarmatur sowie eine Einrichtung zur Erfassung des Differenzdrucks vor und nach der Sperrarmatur umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das als Kontrolleinrichtung (21) ein kalibriertes oder kalibrierbares Ventil vorgesehen ist, das die Gasableitung (17) bei Erreichen eines vorgegebenen oder einstellbaren Differenzdrucks öffnet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Gasableitung (13) eine Einrichtung zum Verdichten des Gases, etwa ein Kompressor (22), angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigzuleitung (7), zwischen dem Vorratstank (6) und der Verbindungsstelle (18), eine Einrichtung (23) zum Verhindern des Rückflusses von Flüssiggas in den Vorratstank (6) vorgesehen ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fördereinrichtung (16) eine mehrstufige Pumpe zum Einsatz kommt und die Verbindungsstelle (18) in der Flüssigzuleitung (7) zwischen zwei Pumpenstufen angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (6) und/oder der Behälter (1) in einer mobilen Versorgungseinheit, etwa einem Tankwagen angeordnet ist.
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