DE102012218955A1 - Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung - Google Patents
Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012218955A1 DE102012218955A1 DE201210218955 DE102012218955A DE102012218955A1 DE 102012218955 A1 DE102012218955 A1 DE 102012218955A1 DE 201210218955 DE201210218955 DE 201210218955 DE 102012218955 A DE102012218955 A DE 102012218955A DE 102012218955 A1 DE102012218955 A1 DE 102012218955A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- natural gas
- gas
- hydrogen
- carbon dioxide
- compressor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
- F23K5/00—Feeding or distributing other fuel to combustion apparatus
- F23K5/002—Gaseous fuel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/0005—Catalytic processes under superatmospheric pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/08—Production of synthetic natural gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00008—Controlling the process
- B01J2208/00539—Pressure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/08—Drying or removing water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/46—Compressors or pumps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/60—Measuring or analysing fractions, components or impurities or process conditions during preparation or upgrading of a fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/106—Removal of contaminants of water
Abstract
Zur Entfernung von im Erdgas vorhandenem Kohlendioxid und/oder Wasserstoff und zur Verwertung von Wasserstoff, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde, wird ein Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid vorgeschlagen, welches sich einer für andere Zwecke, insbesondere für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas ohnehin vorhandenen Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter bedient, wobei im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator (7) und nach dem Katalysator (7) ein Trockner (9) angeordnet ist. Der ohnehin vorhandene Gasverdichter erzeugt beim Verdichten des Erdgases Wärme, sodass das verdichtete Erdgas ohne Zufuhr von externer Wärme bereits Temperaturen im Bereich zwischen 200°C und 400°C aufweist, sodass es erfindungsgemäß lediglich eines Katalysators (7) und eines Trockners (9) bedarf, um das Kohlendioxid und den Wasserstoff zu Methan und Wasserdampf umzusetzen und den Wasserdampf aus dem Erdgas zu entfernen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas, mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung einer Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas.
- Natürliches Erdgas besteht zum größten Teil aus Methan und anderen gasförmigen Kohlenwasserstoffen, kann aber je nach Herkunft auch beträchtliche Anteile von Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf enthalten. Diese Anteile sind schädlich und können insbesondere Korrosion an Rohrleitungen und Anlagenteilen der Erdgasverteilungsanlagen verursachen. Es ist deshalb erforderlich das geförderte Erdgas zu reinigen, bevor es in ein Leitungsnetz eingespeist wird. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Entfernung von Wasserstoff und Kohlendioxid aus dem natürlichen Erdgas und kann daher zur Verbesserung der Gasqualität beitragen.
- Im Rahmen der Nutzung von Elektrizität aus erneuerbarer Energie tritt das Problem auf, dass sich das Angebot an Elektrizität nicht mit der Nachfrage deckt. Insbesondere liefern Fotovoltaik-Anlagen nur dann Strom, wenn die Sonne scheint und Windenergieanlagen nur dann, wenn der Wind weht. Es besteht daher das dringende Bedürfnis der Speicherung der so gewonnenen Energie. Eine Möglichkeit besteht darin, die Elektrizität aus erneuerbarer Energie zur Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse von Wasser zu nutzen. Allerdings ist die Speicherung und Verteilung von Wasserstoff selbst wieder problematisch. Eine Möglichkeit der Nutzung von Wasserstoff besteht darin, die für die Verteilung von Erdgas vorhandenen Anlagen und Leitungsnetze zu nutzen, indem man dem Erdgas bis zu 5% Wasserstoff beimischt. Die für die Bevorratung und Verteilung von Erdgas eingerichteten Anlagen sind aber im Allgemeinen nicht für Wasserstoff geeignet, insbesondere nicht wasserstoffdicht.
- Man hat daher vorgeschlagen, den unter Verwendung von erneuerbaren Energien hergestellten Wasserstoff zusammen mit aus Verbrennungsprozessen, Gärprozessen oder einfach aus der Luft stammendem und gut verfügbaren Kohlendioxid zu Methan und Wasserdampf umzusetzen. Dieser Prozess ist als Sabatierprozess zur künstlichen Methanerzeugung bekannt. Er läuft bei Temperaturen zwischen 200°C und 400°C und unter Verwendung eines Katalysators nach der Formel
4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O - Die künstliche Methanerzeugung mittels Sabatierprozess, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, erfordert aber eigens errichtete Prozessanlagen zur Durchführung des Sabatierprozesses, die einen hohen finanziellen Aufwand mit sich bringen. Zudem muss für die Durchführung des Sabatierprozesses Wärmeenergie zugeführt werden, was weitere Kosten verursacht.
- Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur künstlichen Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid und eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben, die eine kostengünstigere Methanherstellung ermöglicht als bekannte Vorrichtungen und Verfahren.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas mit einem Gasverdichter, indem im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator und nach dem Katalysator ein Trockner angeordnet ist. Durch den Verdichter wird das Erdgas und die im Erdgas enthaltenen Anteile von Wasserstoff und Kohlendioxid so stark erhitzt, dass im nachfolgend angeordneten Katalysator der Sabatierprozess ablaufen kann, durch welchen Methan und Wasserdampf entsteht. In dem nach dem Katalysator angeordneten Trockner wird der Wasserdampf entfernt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher zur Herstellung von Methan aus den im Erdgas vorhandenen Anteilen von Kohlendioxid und Wasserstoff. Dabei wird das Erdgas gleichzeitig gereinigt. Insbesondere bei Vorhandensein von Wasserdampf wirkt das im Erdgas enthaltene Kohlendioxid sehr korrosiv und beschädigt die mit dem Erdgas in Berührung kommenden Anlagen und Leitungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich daher auch zur Reinigung von Erdgas.
- Die Hauptanwendung der Erfindung besteht jedoch darin, einen an sich für andere Zwecke, etwa für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas ohnehin vorhandenen Gasverdichter zur Herstellung von Methan zu verwenden, wobei Wasserstoff eingespeist wird, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde. Für diesen Zweck sieht eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor, dass eine in den Eingang des Verdichters mündende Zuführleitung für das Erdgas mit mindestens einem Einspeiseanschluss zum Einspeisen von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid versehen ist.
- Noch vorteilhafter ist eine Weiterbildung der Erfindung, wonach die Zuführleitung mit einem Mischer versehen ist, in dem Wasserstoff und Kohlendioxid eingespeist und gemischt werden können, bevor das Gasgemisch in den Erdgasstrom gelangt.
- Mit der so ausgestalteten Vorrichtung lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren besser an die vorhandenen Mengen von Wasserstoff bzw. Kohlendioxid anpassen, indem in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter Wasserstoff im stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Kohlendioxid eingespeist wird.
- Für den Fall, dass mehr Wasserstoff aus erneuerbaren Energien in den Gasstrom eingespeist werden sollen, als mit dem im Erdgasstrom vorhandenen Kohlendioxid umgesetzt werden kann, wird vorgeschlagen, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter zusätzliches Kohlendioxid eingespeist wird.
- Die Erfindung wird noch verbessert durch die Maßnahme, dass der Mischer mit einem Gaschromatographen versehen ist. Hierdurch lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren noch besser an die vorgefundenen Verhältnisse anpassen, indem die Zusammensetzung des Erdgases mittels des Gaschromatographen bestimmt wird und Wasserstoff und/oder Kohlendioxid in Abhängigkeit von der vorgefundenen Konzentration dieser Gase im Erdgas eingespeist werden.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann noch einfacher und kompakter ausgestaltet werden, indem der Katalysator innerhalb des Verdichters angeordnet ist. Möglich ist auch eine Beschichtung der Innenseite von Verbindungsleitungen mit dem Katalysatormaterial.
- Die Maßnahme, dass im Gasstrom nach dem Trockner ein Kühler angeordnet ist, ermöglicht die Abkühlung des getrockneten Erdgases nach der Erzeugung zusätzlichen Methans insbesondere für die Speicherung und in einer Kaverne, denn bei gegebenem Maximaldruck ist die speicherbare Erdgasmenge höher, wenn das Erdgas kühler ist.
- Wenn das Erdgas für andere Zwecke verwendet werden soll und eine Abkühlung nicht erforderlich ist, wird eine Ausführungsform empfohlen, bei der eine Bypassleitung parallel zum Kühler angeordnet ist. Durch Öffnen der Bypassleitung kann das Erdgas am Kühler vorbeigeleitet werden.
- Um die Ausbeute des Sabatierprozesses noch zu erhöhen, ist eine erste Rückführleitung vorgesehen, mittels der ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Trockners oder des Kühlers zum Eingang des Gasverdichters rückführbar ist. Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann daher ein Teil des getrockneten Erdgases über diese Rückführleitung zum Eingang des Gasverdichters geführt werden, wo es erneut verdichtet, somit erhitzt und verdichtet wird und den Katalysator und den Trockner durchläuft.
- In einer Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine zweite Rückführleitung vorgesehen, mittels der ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Gasverdichters zum Eingang des Gasverdichters rückführbar ist. Diese Maßnahme erlaubt eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, wonach ein Teil des verdichteten Erdgases über die zweite Rückführleitung vom Ausgang des Gasverdichters zum Eingang des Gasverdichters geführt wird, um erneut verdichtet und erhitzt zu werden. Dadurch bleibt das rückgeführte Gas länger im Bereich hoher Temperaturen, sodass der Sabatierprozess mit höherer Effektivität ablaufen kann.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
- Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
-
1 : Ein Diagramm mit einer schematischen Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas und zur Herstellung von Methan. - In der
1 erkennt man einen Gasverdichter1 , der von einem Motor2 angetrieben wird. Erdgas wird über eine Zuführleitung3 in den Einlass4 des Gasverdichters1 geleitet, wo es verdichtet und erhitzt wird. Das verdichtete Erdgas tritt aus dem Auslass5 des Gasverdichters1 aus und gelangt über eine Zwischenleitung6 in einen Katalysator7 . Der Katalysator7 ist über eine Verbindungsleitung8 mit einem Trockner9 verbunden. Im Trockner9 wird aus dem Erdgasstrom Wasserdampf abgeschieden, der über Wasserdampfleitung10 abgeleitet wird. Nach dem Trockner9 gelangt das getrocknete Erdgas über eine weitere Verbindungsleitung11 in den Eingang12 eines Kühlers13 , wo es abgekühlt wird. Danach tritt es aus dem Ausgang14 des Kühlers13 in eine Versorgungsleitung15 ein, durch die das getrocknete und mit dem künstlich erzeugten Methan angereicherte Erdgas einer Nutzung zugeführt wird, insbesondere in ein Gasverteilungsnetz oder in einen Gasspeicher eingeleitet wird. - Am Ausgang
14 des Kühlers13 ist eine erste Rückführleitung16 angeschlossen, durch die gekühltes und getrocknetes Erdgas in die Zuführleitung3 vor dem Gasverdichter1 zurückgeleitet werden kann. Des Weiteren ist am Ausgang14 des Kühlers13 ein Bypass17 angeschlossen, dessen anderes Ende mit dem Eingang12 des Kühlers13 verbunden ist. Der Bypass17 kann geöffnet werden, um das getrocknete Erdgas am Kühler13 vorbeizuleiten. - Eine weitere Bypassleitung
18 führt von der Zuführleitung3 vor dem Gasverdichter1 zur Versorgungsleitung15 . Diese weitere Bypassleitung18 dient zum Vorbeileiten des Erdgases am Gasverdichter1 , dem Katalysator7 , dem Trockner9 und dem Kühler13 . - Eine zweite Rückführleitung
19 mit einem Ventil20 führt vom Auslass5 des Gasverdichters1 zu seinem Einlass4 . - In der Zuführleitung
3 ist ein Mischer21 angeordnet, in den einerseits das von außen zugeführte Erdgas eingeleitet wird und der außerdem einen ersten Einspeiseanschluss22 für das Einspeisen von Kohlendioxid und einen zweiten Einspeiseanschluss23 für das Einspeisen von Wasserstoff aufweist. - Das aus einer Erdgasquelle stammende Erdgas wird über die Zuführleitung
3 zunächst in den Mischer21 geführt, wo Wasserstoff oder Kohlendioxid oder beides eingespeist werden kann. Je nachdem wieviel Kohlendioxid oder Wasserstoff im natürlichen Erdgas vorhanden ist, wird zusätzlich Wasserstoff oder Kohlendioxid eingespeist, sodass die beiden Gaskonzentrationen möglichst nahe an einem stöchiometrischen Verhältnis zum Ablauf des Sabatierprozesses stehen. Soll zusätzlich Wasserstoff, insbesondere aus erneuerbaren Energien gewonnener Wasserstoff dem Erdgas zugemischt werden, muss auch der zusätzlich einzuspeisende Kohlendioxidanteil erhöht werden. Entsprechendes gilt für den Fall, dass etwa vorhandenes Kohlendioxid verwertet werden soll. Dann muss ein entsprechender Anteil von Wasserstoff zugemischt werden. - Wasserstoff und Kohlendioxid werden im Mischer
21 vorgemischt und dem Erdgasstrom hinzugefügt. Zur Bestimmung der erforderlichen Anteile an Kohlendioxid und Wasserstoff ist ein nicht gezeigter Gaschromatograph vorgesehen, der die entsprechenden Konzentrationen von Wasserstoff und Kohlendioxid im eingeleiteten Erdgas bestimmt. - Das gegebenenfalls mit zugemischtem Wasserstoff und Kohlendioxid angereicherte Erdgas gelangt weiter über die Zuführleitung
3 in den Einlass4 des Gasverdichters1 , wo es stark verdichtet und dabei auch stark erhitzt wird, bis es eine Temperatur im Bereich zwischen 200°C und 400°C erreicht. Das verdichtete und heiße Gasgemisch tritt aus dem Auslass5 des Verdichters1 aus und gelangt in den Katalysator7 , wo der Sabatierprozess abläuft und die im Gasgemisch enthaltenen Anteile von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan und Wasserdampf umgesetzt werden. Das so künstlich erzeugte Methan verbleibt im Erdgas und erhöht den ohnehin enthaltenen Methananteil. Der Wasserdampfanteil muss jedoch noch aus dem Erdgas entfernt werden. - Hierfür gelangt das Gasgemisch aus dem Katalysator
7 über die Verbindungsleitung8 in den Trockner9 , wo der enthaltene Wasserdampf abgeschieden und über die Wasserdampfleitung10 abgeführt wird. Das getrocknete Erdgas gelangt über die Verbindungsleitung11 in den Kühler13 , wo es abgekühlt wird, um dann in die Versorgungsleitung15 zu gelangen. Die Versorgungsleitung15 führt beispielsweise zu einem Gasspeicher, insbesondere einer unterirdischen Kaverne, oder es kann auch direkt in ein Gasverteilungsnetz eingespeist werden. - Zur Verbesserung der Effektivität der künstlichen Methanherstellung kann das verdichtete Erdgas vom Auslass
5 des Gasverdichters1 über die zweite Rückführleitung19 zum Einlass4 des Gasverdichters1 zurückgeführt werden. Hierfür wird das Ventil20 geöffnet. Es kann auch eine Rückführung von umgesetztem, getrocknetem und gegebenenfalls gekühlten Erdgas vom Ausgang14 des Kühlers13 über die erste Rückführleitung16 zur Zuführleitung3 zurückgeführt und im Gasstrom zwischen dem Mischer21 und dem Gasverdichter1 in die Zuführleitung3 eingespeist werden. Umgekehrt kann über die Bypassleitung18 Erdgas aus der Zuführleitung3 vor dem Gasverdichter1 zu der Versorgungsleitung15 umgeleitet werden, sodass es nicht durch Gasverdichter1 , Katalysator7 , Trockner9 und Kühler13 fließt. - In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nur ein Teilstrom aus dem zugeführten Erdgas durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet, wenn dadurch erreicht werden kann, dass die Sabatier Reaktion stöchiometrisch abläuft.
- Die Erfindung kann mit wirtschaftlichem Vorteil schon vorhandene Erdgasverdichter, die zum Einspeisen des Erdgases in ein Gasverteilungsnetz oder in einen Gasspeicher, insbesondere eine unterirdische Kaverne dienen, für die künstliche Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid nutzen. Dabei müssen diese Erdgasverdichter nur mit wenigen zusätzlichen Anlagenteilen, insbesondere einem Katalysator und einem Trockner versehen werden. Die für den Ablauf des Sabatierprozesses erforderliche Temperatur wird durch die Verdichtung erreicht, ohne dass zusätzliche Wärmeenergie zugeführt werden müsste. Auf die erfindungsgemäße Weise wird nicht nur das natürliche Erdgas von Kohlendioxid- und Wasserstoffbeimischungen gereinigt und so seine agressive Wirkung auf Anlagenteile beseitigt, sondern es kann darüber hinaus Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen zur Herstellung künstlichen Methans verwendet werden, wobei ein Teil der ursprünglich erzeugten erneuerbaren Energie wirkungsvoll gespeichert und einer späteren Nutzung zugeführt werden kann.
- Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gasverdichter
- 2
- Motor
- 3
- Zuführleitung
- 4
- Einlass
- 5
- Auslass
- 6
- Zwischenleitung
- 7
- Katalysator
- 8
- Verbindungsleitung
- 9
- Trockner
- 10
- Wasserdampfleitung
- 11
- Verbindungsleitung
- 12
- Eingang
- 13
- Kühler
- 14
- Ausgang
- 15
- Versorgungsleitung
- 16
- erste Rückführleitung
- 17
- Bypass
- 18
- Bypassleitung
- 19
- zweite Rückführleitung
- 20
- Ventil
- 21
- Mischer
- 22
- erster Einspeiseanschluss
- 23
- zweiter Einspeiseanschluss
Claims (19)
- Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas, mit einem einstufigen oder mehrstufigen Gasverdichter (
1 ), dadurch gekennzeichnet, dass im Gasstrom des verdichteten Erdgases ein Katalysator (7 ) und nach dem Katalysator (7 ) ein Trockner (9 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator innerhalb des Verdichters (
1 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Gasstrom nach dem Trockner (
9 ) ein Kühler (13 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bypass (
17 ) parallel zum Kühler (13 ) angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Rückführleitung (
16 ) vorgesehen ist, mittels derer ein Teil des Gasstromes vom Ausgang des Trockners (9 ) oder vom Ausgang (14 ) des Kühlers (13 ) zum Eingang (4 ) des Gasverdichters (1 ) rückführbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Rückführleitung (
19 ) vorgesehen ist, mittels derer ein Teil des Gasstroms vom Ausgang (5 ) des Gasverdichters (1 ) zum Eingang (4 ) des Gasverdichters (1 ) rückführbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in den Eingang (
4 ) des Gasverdichters (1 ) mündende Zuführleitung (3 ) für das Erdgas mit mindestens einem Einspeiseanschluss (22 ,23 ) zum Einspeisen von Wasserstoff und/oder Kohlendioxid versehen ist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführleitung (
3 ) mit einem Mischer (21 ) versehen ist, in dem Wasserstoff und Kohlendioxid eingespeist und gemischt werden können, bevor das Gasgemisch in den Erdgasstrom gelangt. - Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischer (
21 ) mit einem Gaschromatographen versehen ist. - Verfahren zur Herstellung von Methan aus Wasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung einer Vorrichtung zum Verdichten von Erdgas nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: – das Erdgas wird in einem Gasverdichter (
1 ) verdichtet und erhitzt sich dabei auf eine Temperatur zwischen 200°C und 400°C; – das heiße Erdgas wird über einen Katalysator (7 ) geleitet, wobei das im Erdgas enthaltene Kohlendioxid mit dem im Erdgas enthaltenen Wasserstoff zu Methan und Wasserdampf umgesetzt wird; – der Wasserdampf wird in einem Trockner (9 ) aus dem Erdgas entfernt. - Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das getrocknete Erdgas in einem Kühler (
13 ) abgekühlt wird. - Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des getrockneten Erdgases über eine erste Rückführleitung (
16 ) zum Eingang (4 ) des Gasverdichters (1 ) geführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des verdichteten Erdgases über eine zweite Rückführleitung (
19 ) vom Ausgang (5 ) des Gasverdichters (1 ) zum Eingang (4 ) des Gasverdichters (1 ) geführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter (
1 ) Wasserstoff eingespeist wird, vorzugsweise im stöchiometrischen Verhältnis zum vorhandenen Kohlendioxid. - Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in den Erdgasstrom vor dem Gasverdichter (
1 ) zusätzliches Kohlendioxid eingespeist wird. - Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass Wasserstoff und Kohlendioxid vor der Einspeisung in den Erdgasstrom in einem Mischer (
21 ) gemischt werden. - Verfahren nach einer der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung des Erdgases mittels eines Gaschromatographen bestimmt wird und dass Wasserstoff und/oder Kohlendioxid in Abhängigkeit von der vorgefundenen Konzentration von Wasserstoff und Kohlendioxid im Erdgas eingespeist werden.
- Verfahren nach einer der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstrom aus dem zugeführten Erdgas durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geleitet wird.
- Verwendung eines für andere Zwecke, insbesondere für die Speicherung oder Verteilung von Erdgas vorhandenen Gasverdichters zur Herstellung von Methan gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere unter Einspeisung von Wasserstoff, der durch Elektrolyse mittels Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen gewonnen wurde.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210218955 DE102012218955A1 (de) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung |
PCT/EP2013/069283 WO2014060168A2 (de) | 2012-10-17 | 2013-09-17 | Vorrichtung zur erdgasverdichtung und verfahren zur methanherstellung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210218955 DE102012218955A1 (de) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012218955A1 true DE102012218955A1 (de) | 2014-05-15 |
Family
ID=49226154
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210218955 Withdrawn DE102012218955A1 (de) | 2012-10-17 | 2012-10-17 | Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012218955A1 (de) |
WO (1) | WO2014060168A2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11732934B2 (en) | 2018-12-20 | 2023-08-22 | AG Equipment Company | Heat of compression energy recovery system using a high speed generator converter system |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3018190A1 (de) * | 2014-11-04 | 2016-05-11 | Haldor Topsøe A/S | Verfahren zur Herstellung von methanreichem Gas |
CN114320671A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-12 | 中船动力镇江有限公司 | 可调流量天然气加压系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011101137A1 (de) * | 2010-02-17 | 2011-08-25 | Meissner, Jan A. | Verfahren und anlage zur herstellung von cbm (compressed biomethane) als treibhausgasreduzierter kraftstoff |
DE102010032709A1 (de) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Lurgi Gmbh | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Erdgas |
DE102011105934A1 (de) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Solarfuel Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Methanisierungsreaktors und Methanisierungsreaktor |
WO2013034130A2 (de) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Karl Werner Dietrich | Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie |
DE102011051250A1 (de) * | 2011-06-22 | 2013-04-04 | Jan A. Meissner | Verfahren und Anlagen zur Treibhausgasreduzierung von Kraft- und Heizstoffen |
EP2607303A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Verfahren zur Einspeicherung von Energie, die in Form von elektrischer Energie oder Wärme vorliegt, in ein Eduktgasgemisch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
DE102012200221A1 (de) * | 2012-01-10 | 2013-07-11 | Highterm Research Gmbh | Verfahren zur Erzeugung eines methanreichen Gases |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE520222C (de) * | 1925-02-21 | 1931-03-09 | Marcus Brutzkus | Verfahren zur synthetischen Herstellung leichter OEle und Alkohole, die als Brennstoff fuer Verbrennungsmotoren Verwendung finden koennen, aus Wassergas oder aehnlichen Gasen |
NL2002756C2 (nl) * | 2009-04-16 | 2010-10-19 | Stichting Energie | Werkwijze en systeem voor het vervaardigen van een brandbaar gas uit een brandstof. |
FR2948352B1 (fr) * | 2009-07-24 | 2012-06-22 | Dalkia France | Procede et dispositif de reformage, machine de conversion energetique impliquant une combustion et/ou une oxydation comprenant un tel dispositif de retournage |
-
2012
- 2012-10-17 DE DE201210218955 patent/DE102012218955A1/de not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-09-17 WO PCT/EP2013/069283 patent/WO2014060168A2/de active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011101137A1 (de) * | 2010-02-17 | 2011-08-25 | Meissner, Jan A. | Verfahren und anlage zur herstellung von cbm (compressed biomethane) als treibhausgasreduzierter kraftstoff |
DE102010032709A1 (de) * | 2010-07-29 | 2012-02-02 | Lurgi Gmbh | Verfahren zur Herstellung von synthetischem Erdgas |
DE102011051250A1 (de) * | 2011-06-22 | 2013-04-04 | Jan A. Meissner | Verfahren und Anlagen zur Treibhausgasreduzierung von Kraft- und Heizstoffen |
DE102011105934A1 (de) * | 2011-06-29 | 2013-01-03 | Solarfuel Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Methanisierungsreaktors und Methanisierungsreaktor |
WO2013034130A2 (de) * | 2011-09-09 | 2013-03-14 | Karl Werner Dietrich | Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie |
EP2607303A1 (de) * | 2011-12-22 | 2013-06-26 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Verfahren zur Einspeicherung von Energie, die in Form von elektrischer Energie oder Wärme vorliegt, in ein Eduktgasgemisch sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
DE102012200221A1 (de) * | 2012-01-10 | 2013-07-11 | Highterm Research Gmbh | Verfahren zur Erzeugung eines methanreichen Gases |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11732934B2 (en) | 2018-12-20 | 2023-08-22 | AG Equipment Company | Heat of compression energy recovery system using a high speed generator converter system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014060168A3 (de) | 2015-02-19 |
WO2014060168A2 (de) | 2014-04-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2382028A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von kohlendioxid aus einem abgas einer fossilbefeuerten kraftwerksanlage | |
DE102011002320B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Strom aus schwefelwasserstoffhaltigen Abgasen | |
DE102009034551A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Methanol | |
EP2562237A1 (de) | Verfahren zur Bereitstellung eines Gases mit sehr hohem Methangehalt und dazu ausgelegte Anlage | |
EP2532729B1 (de) | Verfahren zum bereitstellen eines in ein gasnetz einspeisbaren gasgemisches und dafürgeeignete anlage | |
DE102012218955A1 (de) | Vorrichtung zur Erdgasverdichtung und Verfahren zur Methanherstellung | |
DE102006019100A1 (de) | Verfahren zur Produktion von Exportdampf in Dampfreformern | |
WO2014000737A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur speicherung von elektroenergie | |
EP2598464B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines methanhaltigen gases aus synthesegas sowie methangewinnungsanlage zur durchführung des verfahrens | |
EP3115336B2 (de) | Verfahren und anlage zur kühlung von synthesegas | |
DE102010049792B4 (de) | Kleinkraftwerk sowie Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von hochreinem Wasserstoff | |
DE2828001A1 (de) | Verfahren zur herstellung von wasserstoff | |
EP1726352A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Biogas oder Faulgas | |
DE102006019699A1 (de) | Dampferzeugung in Dampfreformierungsprozessen | |
DE102012208223A1 (de) | Anlage und Verfahren zur Kohlenstoffdioxid- und Wasserabscheidung | |
DE102015214943A1 (de) | Verfahren und Anlage für eine chemische Synthese | |
DE102010049444A1 (de) | Verfahren zum Abkühlen eines kryogenen Gaszerlegers | |
DE2440456C3 (de) | Verfahren zur Reinigung eines mit Kohlendioxid verunreinigten methanreichen Gases | |
DE102020200235A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Herstellung von Salpetersäure | |
EP3020696A1 (de) | Verfahren und anlage zur herstellung eines oder mehrerer oxygenate | |
DE3802555A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer synthesegasanlage und anlage zur durchfuehrung des verfahrens | |
EP2416869A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur behandlung von rauchgasen | |
DE102015117683B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung und Behandlung von Schutz- und/oder Reaktionsgasen zur Wärmebehandlung von Metallen | |
DE102016122083A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Direktreduktionsreaktors zur Herstellung von direkt reduziertem Eisen aus Eisenerz | |
DE1230407B (de) | Verfahren zur Abscheidung von Ammoniak aus dem Kreislaufgas der Ammoniaksynthese |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |