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Verfahren und Anlage zum Entwässern von Naturgas Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Anlage zum Entwässern von Naturgas oder von Kohlenwasserstoffe
und Wasser enthaltenden, unter Druck stehenden Gasströmen.
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Es ist ein Verfahren zum Entwässern von Naturgas oder von Kohlenwasserstoffe
und Wasser enthaltenden, unter Druck stehenden Gasströmen bekannt, bei dem der Gas
strom zum Entfernen bestimmter adsorbierbarer Fraktionen eine erste Trockenmittelpackung
durchströmt, während eine zweite Trockenmittelpackung regeneriert wird, und bei
dem der Gasstrom nach Sättigung der ersten Trockenmittelpackung zyklisch so umgeleitet
wird daß er die jeweils regenerierte Packung durchströmt.
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Das neue Verfahren kennzeichnet sich den bekannten Verfahren gegenüber
dadurch, daß dem Gasstrom vor dem Durchströmen der ersten Trockenmittelpackung in
einer besonderen Kammer ein Strom aus erwärmtem Regenerierungsgas zugemischt wird,
das zum Regenerieren der zweiten Trockenmittelpackung verwendet wird.
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Die Anlage zur Ausführung des Verfahrens zum Entwässern von Naturgas
mft zwei Trockenmittelpackungen kennzeichnet sich durch einen Einheitskesselaufbau,
der zwischen zwei Auslaßenden einen Einlaß für einen Hauptgasstrom hat, wobei eine
Trockenmittelpackung zwischen dem Einlaß und jedem Auslaßende eingesetzt ist, durch
eine Vorrichtung, die den Hauptgasstrom über die eine oder die andere der Trockenmittelpackung
richtet, durch eine Scheidekammer, die zwischen diesen Trockenmittelpackungen angeordnet
ist, und durch eine Vorrichtung, die einen erwärmten Regenerierungsgasstrom in den
Kessel über dasjenige Auslaßende leitet, das nicht als Hauptgasstromauslaß dient.
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Auf diese Weise wird ein Verfahren und eine An lage geschaffen, die
im Arbeiten und im Aufbau sehr einfach ist; die eine Mindestzahl von Kesseln und
Regelvorrichtungen verwendet und die infolgedessen nicht nur die Anlagekosten, sondern
auch die Unterhaltungskosten wesentlich verringert.
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Bei den bekannten Verfahren ist eine größ Trockenmittelpackung und
ein länger dauernder Entwässerungszyklus erforderlich, da kein Vermischen des Hauptgasstroms
mit dem aus Regenerierungsgas bestehenden Gasstrom erfolgt, so daß Flüssigkeiten
aus demRegenerierungsstrom entfernt werden. Bei der neuen Anlage ist es möglich,
einen einzigen Kessel zu verwenden.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt sind, näher erläutert. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine
Ansicht der erfindungsgemäßen Anlage zur Ausführung des Verfahrens mit den schematisch
dargestellten Regelvorrichtungen, Ventilen usw.;
Fig. 2 ist ein Schnitt eines einzigen
Kessels, der die bei den Trockenmittelpackungen enthält; Fig. 3 ist ein Schnitt
nach Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. 4 ist eine Ansicht des Kessels einer Abänderung,
und Fig. 5 ist eine Ansicht eines abgeänderten Kessels, der zur Ausführung des Verfahrens
verwendet werden kann.
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Der zylindrische Kessel 10 hat in seinen entgegengesetzten Enden
ringförmige Flansche 11 und 12, an denen mittels Schraubenbolzen 15 die geflanschten
Deckel 13 und 14 befestigt werden, die die Stirnenden dieses Kessels abschließen.
Der Kessel 10 ist in einer waagerechten Ebene aufgestellt und kann von lotrechten
Trägern oder Stützen 16 getragen werden. Ein Einlaß rohr 17, das den zu entwässernden
oder zu behandelnden Hauptgasstrom zuführt, ist in der Wand des Kessels 10 an einer
zwischen den Stirnenden des Kessels befindlichen Stelle befestigt. Vorzugsweise
erfolgt die Befestigung des Rohres 17 im wesentlichen im Mittelabschnitt des Kessels.
Vom Deckel 13 geht eine Auslaßleitung 18 aus, während eine ähnliche Auslaßleitung
19 vom Deckel 14 abzweigt. Wie später noch ausführlich beschrieben, verläuft der
Strom über
den KessellO abwechselnd vom Einlaß 17 zu dem einen oder
dem anderen Auslaß 18 oder 19. Wenn der Strömungslauf vom Einlaß 17 zum Auslaß 18
führt, arbeitet der Auslaß 19 als Einlaß für den Regenerierungsgasstrom. Wenn der
Gasstrom vom Einlaß 17 zum Auslaß 19 strömt, arbeitet die Leitung 18 als Einlaß
für einen Regenerierungsgasstrom.
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Das Einlaßrohr 17 mündet in eine Mittelkammer 20 im Mittelabschnitt
des Kessels 10. In dieser Kammer befindet sich nahe dem Mündungsende des Rohres
17 eine V-förmige Prallwand21. Diese Prallwand bildet den üblichen Strömungsbrecher
und begünstigt die Scheidung aller Flüssigkeiten oder flüssigen Fraktionen aus dem
einströmenden Gas strom. Die geschiedenen Flüssigkeiten fallen- in die Kammer 20
und in einen Flüssigkeitsspeicher 22. Dieser Flüssigkeitsspeicher 22 hat vorzugsweise
die Form eines zylindrischen Gehäuses23, das mit seinem oberen Ende mit der Einlaßkammer
20 in Verbindung steht, so daß ein freier Flüssigkeitsdurchlaß aus der Kammer in
den Flüssigkeitsspeicher 22 erfolgen kann. Ein Wasserablaßrohr 24 geht vom unteren
Ende des Gehäuses 23 aus, während ein Flüssigkeitsstandregler 25 mit einem Schwimmer
26 das Arbeiten eines Motorventils 27 steuert, das in das Wasserablaßrohr eingeschaltet
ist, um auf diese Weise den Abstand zwischen Wasser und den flüssigen Kohlenwasserstoffen
im Flüssigkeitsspeicher 22 zu regeln. Die Einzelheiten des Motorventils 27 und des
Standreglers 25 sind nicht dargestellt, da diese Teile von bekannter Ausführung
sind.
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Ein Auslaßrohr 28 für flüssigen Kohlenwasserstoff geht von dem Gehäuse
23 an einer Stelle aus, die in der Mitte der Höhe dieses Gehäuses liegt und dazu
verwendet wird, um die flüssigen Kohlenwasserstoffe aus dem Flüssigkeitsspeicher
abzuleiten. Ein Standregler29 mit einem Schwimmer30 regelt das Arbeiten eines Ventils
31 in dem Auslaßrohr 28 für flüssigen Kohlenwasserstoff. Beim Ansammeln der Flüssigkeiten
in dem Flüssigkeitsspeicher 22 wird der Spiegel dieser Flüssigkeiten von Standreglern
aufrechterhalten, und die Flüssigkeiten werden selbsttätig in den Auslaßrohren 24
und 28 abgeleitet.
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Der die flüssigen Fraktionen und die Flüssigkeiten enthaltende Gasstrom
strömt in den Kessel über das Einlaßrohr 17 ein und trifft zuerst auf die Prallwand
21, so daß Flüssigkeiten und flüssige Fraktionen aus dem Gasstrom getrennt werden.
Die abgeschiedenen Flüssigkeiten fallen nach unten in die Kammer 20, während das
Gas in der einen Richtung oder in der anderen Richtung in Längsrichtung des Kessels
geleitet wird. Im Innenraum des Kessels befinden sich nahe der Kammer 20 zwei zusammengefaßte
Siebgruppen oder Einsatzgruppen 32 und 33, die als Gaswäscher dienen. Beim Abströmen
des Gasstromes aus der Kammer 20 strömt der Gasstrom - über die eine oder die andere
dieser Packungsgruppen, so daß zusätzliche Flüssigkeit aus dem- Strom abgeschieden
wird. Die auf diese Weise abgeschiedene Flüssigkeit fließt nach unten in den Flüssigkeitsspeicher
22, aus dem sie schließlich in den Rohren 24 und 28 abgeleitet wird.
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Jenseits der Packungsgruppe 32 befindet sich eine Trockenmittelpackung
34> die aus einem trockenen Adsorptionsmaterial besteht. Wenn der Gas strom vom
Einlaßrohr 17 zum Auslaßrohr 18 strömt, durchströmt der Gas strom die Trockenmittelpackung
34, die den Feuchtigkeitsgehalt aus dem Gasstrom aufnimmt und entfernt. An dem entgegengesetzten
Ende des Kessels befindet sich jenseits der Packungsgruppe 33 eine
zweite Trockenmittelpackung,
die ein Trockenmittel enthält und die im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die
Trockenmittelpackung 34 hat. Strömt der Gasstrom vomEinlaßrohr 17 zumAuslaßrohr
19, dann durchströmt der Gasstrom die Trockenmittelpackung 35, die in bekannter
Weise die Flüssigkeit aus dem Gas strom entfernt.
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Trockenmittelpackungen aus Adsorptionsmaterial sind sehr wirkungsvoll
beim Entwässern von Gasströmen. Wenn jedoch die Packung gesättigt ist, muß der über
diese Packung strömende Gasstrom abgeschaltet und das Trockenmittel regeneriert
werden.
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Dies kann auf verschiedene Weise geschehen, wird aber üblicherweise
dadurch ausgeführt, daß ein warmes Mittel, beispielsweise ein Gas, in die gesättigte
Trockenmittelpackung eingeleitet wird, um diese Pakkung auf diese Weise gründlich
zu trocknen und zu regenerieren. Die erfindungsgemäße Anlage ist so ausgeführt,
daß der in dem Einlaß strom strömende Gasstrom abwechselnd in die Trockenmittelpackungen
34 und 35 so gerichtet werden kann, daß die eine Trokkenmittelpackung in einem Trockenzyklus
verwendet wird, um die Feuchtigkeit aus dem zur Zeit zu entwässernden Gasstrom zu
entfernen, während gleichzeitig die andere Trockenmittelpackung regeneriert wird.
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In Fig. 2, die den Kessel 10 und seine zugehörenden Teile zeigt,
wird angenommen, daß der einströmende Hauptgasstrom zuerst in die Trockenmittelpackung
34 geleitet wird. In diesem Falle fließt der einströmende Gasstrom von dem Einlaßrohr
17 über Packung 32, Trockenpackung34 und aus dem Rohr 18 nach außen ab. Der einströmende
Gas strom, der sich unter einem verhältnismäßig hohen Druck befindet und in welchem
Flüssigkeiten sowie flüssige Fraktionen erhalten sind, trifft zuerst auf die Prallwand21,
die das Abscheiden der Flüssigkeiten und flüssigen Fraktionen aus- diesem Strom
begünstigt. Die Flüssigkeiten fallen nach unten in den Flüssigkeitsspeicher22, aus
dem sie anschließend unter Steuerung der Standregler 25, 29 entfernt werden. Der
Gas strom enthält Wasser und auch flüssige Kohlenwasserstofffraktionen. Der Einbau
von zwei Ablaß rohren 24 und 28 in den Flüssigkeitsspeicher 22 macht es möglich,
das Wasser und die Kohlenwasserstoffe getrennt voneinander abzuleiten.
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Nachdem der Gasstrom um die Prallwand 21 herumgeströmt ist, strömt
er aus der Kammer 20 über die Packung 32, die zusätzliche Fraktionen abscheidet,
und strömt dann über die Trockenmittelpackung 34, die die Restflüssigkeit aus dem
Strom adsorbiert. Das trockene Gas wird dann in der Rohrleitung 18 abgeleitet.
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Zur gleichen Zeit, in der der Hauptgasstrom entwässert oder behandelt
wird und aus dem Einlaß rohr 17 über Kammer 20, Packung 32, Packung 34 zum Auslaßrohr
18 strömt, wird ein Regenerierungsgasstrom, der mit Heizvorrichtungen erwärmt worden
ist, in der Leitung 19 in den Kessel über die Trockenpackung 35 eingeführt, die
in einem vorhergehenden Trockenzyklus mit Feuchtigkeit gesättigt worden ist.
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Das heiße Regenerierungsgas trocknet oder regeneriert das in der Packung
35 befindliche Trockenmittel dadurch Aufsaugen des Feuchtigkeitsgehaltes. Nach dem
Durchströmen der Packung 35 wird der Regenerierungsgasstrom, der jetzt mehr oder
weniger gesättigt ist, in die Kammer 20 geleitet, in der er gründlich mit dem aus
dem Einlaßrohr 17 strömenden Hauptgasstrom gemischt wird. Der einströmende Hauptgasstrom
ist im Vergleich zum Regenerierungsgasstrom verhältnismäßig kühl, so daß ein Wärmeaustausch
bei
der unmittelbaren Berührung und der gründlichen Mischung der
beiden Ströme erfolgt. Der Regenerierungsgasstrom, der im Vergleich zu dem Hauptgasstrom
ein verhältnismäßig kleines Volumen hat, wird abgekühlt, so daß sich bei dieser
Temperatursenkung das in dem Regenerierungsgasstrom befindliche Wasser und die anderen
Flüssigkeiten kondensieren. Da diese Kondensation in der Kammer 20 erfolgt, fallen
die kondensierten Flüssigkeiten aus der Kammer 20 in den Flüssigkeitsspeicher 22.
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Nachdem der Regenerierungsgasstrom infolge der Kondensation und der
Ausfällung von Wasser nicht mehr gesättigt ist, vermischt sich das Regenerierungsgas
mit dem Hauptgasstrom und wird mit diesem Hauptgasstrom über die Packung 32 und
die Trockenmittelpackung 34 geleitet und wird schließlich aus dem Kessel zusammen
mit dem Hauptgasstrom im Rohr 18 abgeführt.
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Es kann eine geringe Temperaturerhöhung des Hauptgasstromes bei seinem
Vermischen mit dem wärmeren Regenerierungsstrom innerhalb der Kammehr 20 erfolgen,
so daß das über die Trockenmittelpackung 34 strömende Stromgemisch einen etwas höheren
Wassergehalt hat. Da jedoch der Regenerierungsgasstrom ein sehr viel kleineres Volumen
als der Hauptgasstrom hat, kann die geringe Erhöhung der Wasseraufnahmefähigkeit
des Stromgemisches dadurch leicht kompensiert werden, daß die Zeit des Trocknungszyklus
in der Trockenmittelpackung vermindert wird.
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Wenn die Trockenmittelpackung 34 gesättigt ist, wird die Strömungsrichtung
des Gasstromes umgekehrt, so daß der Hauptgasstrom vom Einlaß rohr 17 zum Auslaßrohr
19 strömt. In diesem Falle wird das Rohr 18 der Einlaß für den Regenerierungsgasstrom.
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Nach der Umkehrung der Strömungsrichtung strömt der Hauptgasstrom
aus dem Einlaßrohr 17 in die Kammer 20 und strömt nach Berührung mit der Prallwand
21 über die Packung 33 und dann über die regenerierte Trockenmittelpackung 35. Gleichzeitig
damit wird der warme Regenerierungsgasstrom in Rohr 18 eingeleitet und durchströmt
die Trockenmittelpackung 34, um das Trockenmittel zu regenerieren. Der gesättigte
warme Regenerierungsgasstrom, der die Feuchtigkeit aus der Trockenmittelpackung
34 aufgenommen hat, berührt gründlich den verhältnismäßig kühlen einströmenden Hauptgasstrom
und vermischt sich mit diesem Hauptgasstrom in der Kammer 20, so daß zwischen diesen
Strömen ein Wärmeaustausch stattfindet.
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Hierbei wird das verhältnismäßig kühle große Volumen des Hauptgasstromes
verwendet, um die Temperatur des warmen Regenerierungsstromes kleinen Volumens herabzusetzen.
Durch das Kühlen des Regenerierungsgases erfolgt eine Kondensation des Wassers und
der Flüssigkeiten im Regenerierungsstrom, so daß das Wasser und die Flüssigkeiten
in die Speicherkammer 22 fallen. Der aus dem Hauptstrom und dem Regenerierungsstrom
gebildete gemischte Strom strömt dann über die Packungsgruppe33 und die Trockenmittelpackung
35, worauf das getrocknete Gas über den Auslaß 19 strömt.
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Da der einzige Kessel beide Trockenmittelpackungen enthält, kann
er verhältnismäßig klein gemacht werden, so daß er einem hohen Druck widersteht
und unter hohem Druck betrieben werden kann. Bekanntlich ist die Wasserdampfaufnahmefähigkeit
eines Gasstromes bei hohen Drücken kleiner, so daß die Scheidung von Wasser und
flüssigen Fraktionen leichter ausgeführt werden kann. Da nur ein einziger Kessel
in dieser Anlage erforderlich ist, kann die Anlage als
Anbau zur Verwendung bei einer
einzigen Gasquelle verwendet werden, so daß es möglich ist, das Entwässern des Gases
vor seinem Einströmen in eine Röhrenleitung vorzunehmen, so daß die Schwierigkeiten,
die durch das Vorhandensein von Wasser entstehen, wegfallen. Bei den üblichen Anlagen
war die Verwendung eines doppelten Trockenmittelturmes zusammen mit Wärmeaustauschern,
Wasserabscheidern, Wäschern und dergleichen Vorrichtungen praktisch nicht möglich,
da hierdurch große Anlagen entstanden, die wirtschaftlich nicht für einzelne Gasquellenanlagen
oder für hohen Druck betrieben werden konnten.
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Die Regelung der Gasströme und die Änderung der Strömungsrichtung
der Gas ströme zwecks Wechsel von Trocknungszyklus auf Regenerierungszyklus in jeder
Trockenpackung kann in beliebiger Weise ausgeführt werden. In Fig. l ist jedoch
eine Anordnung dargestellt, die diesen Vorgang selbsttätig regelt, um eine Strömungsverschiebung
oder einen Wechsel von dem einen Zyklus auf den anderen Zyklus zu bewirken. In dieser
Anlage ist das Einlaßrohr 17 von einer Gasquelle, beispielsweise einem Gaskondensator,
abgezweigt. Es kann erwünscht sein, den in dem Rohr strömenden Gasstrom zu kühlen,
wobei in diesem Falle ein Wärmeaustauscher36 in das Rohr vor den Kessel 10 eingebaut
ist. Ein vorzugsweise motorbetätigtes Ventil 37 im Rohr 17 begrenzt oder regelt
den Durchfluß in gewünschter Weise.
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Vorteilhaft wird ein Teil des im Rohr strömenden Hauptgasstromes
als Regenerierungsgasstrom verwendet. Zu diesem Zweck ist in Rohr 17 eine Kammer
38 eingebaut, von der eine Leitung 39 abzweigt. In dieser Kammer 38 wird die gesamte
freie Flüssigkeit, die in dem eingeleiteten Gas enthalten ist, abgeschieden, und
strömt dann in die Leitung 39. Die Leitung 39 führt durch eine Heizvorrichtung 40,
die von einem Brenner 41 erwärmt wird. Die Leitung 39 a aus der Heizvorrichtung
verbindet die Rohrleitungen 39 c und 39 d, die mit den Auslaßrohren 18 bzw. 19 des
Kessels verbullden sind. In Rohrleitung39c ist ein Ventil 42 eingebaut, während
in Rohrleitung 39d ein ähnliches Venteil 43 eingebaut ist. Diese Ventile sind vorzugsweise
motorbetätigte Ventile und regeln den Durchfluß in den Leitungen 39c und 39d. Derjenige
Teil des Gases, der aus dem Rohr 17 abgezogen wird, bildet den Regenerierungsgasstrom,
welcher mittels der Heizvorrichtung 40 erwärmt und dann entweder in der Rohrleitung
39 c oder der Rohrleitung39d zum Auslaß 18 bzw. Auslaß 19 in den Stirnenden des
Kessels 10 gerichtet wird. Das wahlweise Strömen in beiden Richtungen in den Rohrleitungen
39c und 39d wird durch Öffnen und Schließen der Ventile 42 bzw. 43 geregelt.
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Um erwünschterweise die Strömungsgröße des Regenerierungsgasstromes
auf gleicher Höhe zu halten, ist eine Lochplatte 44 mit feststehender Öffnung in
Rohrleitung 39 eingebaut. Das an dieser Öffnung herrschende Druckgefälle betätigt
einen Geschwindigkeitsregler45 üblicher Ausführung. Der Auslaßdruck aus dem Geschwindigkeitsregler
45 wird in der Leitung 46 zu dem Motorventil 37 geleitet, das sich im Haupteinlaß
rohr 17 befindet. Das Ventil 37 drosselt den im Haupteinlaßrohr 17 fließenden Strom
so stark, so daß ein gewünschter Gegendruck in der Kammer 38 aufrechterhalten wird
und infolgedessen ein vorbestimmter Gasstrom in der Rohrleitung39 fließt. Eine Änderung
der in der Leitung 39 strömenden Gasmenge ergibt eine Änderung des an der Lochplatte
44 auftretenden Druckgefälles und eine über den Geschwindigkeitsregler 45 erfolgende
entsprechende Verstellung
des Motorventils 37. Bei dieser Anordnung
wird also eine im wesentlichen gleichbleibende Gasmenge in die Rohrleitung 39 zu
Regenerierungszwecken abgezweigt.
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Der für den Brenner 41 der Heizvorrichtung40 benötigte Brennstoff
wird von einer Brennstoffleitung 47 zugeführt, in der sich das Motorventil 48 befindet.
Das Motorventil 48 hat eine Regelleitung 49.1)as Arbeiten des Ventils 48 wird von
einer Zeitregel- und Brennerabschaltvorrichtung 50 beliebiger Ausführung geregelt.
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Der Brenner 41 kann thermostatisch von einem Thermostat41a geregelt
werden, der sich in der von der Heizvorrichtung 41 ausgehenden Auslaßleitung 39a
befindet. Der Thermostat41a spricht auf die Temperatur des aus der Heizvorrichtung
40 abströmenden Regenerierungsgasstromes an und stellt selbsttätig den Brenner 41
ein, um den Regenerierungsgasstrom auf der gewünschten Temperatur zu halten.
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Zur Regelung des Abflusses von Trockengas aus den Auslaßrohren 18
und 19 ist ein Motorventil 53 in das Auslaßrohr 18 und ein Motorventil 54 in das
Auslaß rohr 19 eingebaut. Eine Steuerdruckleitung 53a erstreckt sich vom Ventil
53 zur Zeitregelvorrichtung, während eine ähnliche Druckleitung 54a sich vom Ventil
54 zur Regelvorrichtung 50 erstreckt, so daß die Ventile 53 und 54 in einem vorbestimmten
Zeitzyklus geöffnet und geschlossen werden. Der Zeitzyklusregler50 regelt auch das
Betätigen der in den Rohrleitungen 39c und 39d befindlichen Motorventile 42 und
43 über die Druckleitungen42a und 43«. Sind die Ventile 42 und 54 geschlossen und
die Ventile 43 und 53 offen, dann wird der in den Kessel 10 in der Einlaß leitung
17 strömende Hauptgasstrom über das Auslaßrohr 18 abgeleitet. Gleichzeitig wird
warmes Regenerierungsgas über die Zweigleitung 39 d in den Kessel über das Rohr
19 eingeführt. Nach Betätigen der Ventile mittels des Zeitzyklusreglers 50 werden
die Ventile 43 und 53 geschlossen, während die Ventile 42 und 54 geöffnet werden,
so daß der in dem Kessel 10 strömende Gas strom in der beschriebenen Weise umgeleitet
wird.
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Das Trockengas, das aus Rohr 18 oder aus Rohr 19 ausströmt, kann
unmittelbar einer Förderleitung zugeführt werden, jedoch wird es in einzelnen Fällen
erwünscht sein, das Gas einer zusätzlichen Scheidestufe zu unterwerfen. In diesem
Falle münden die Rohre 18 und 19 in eine gemeinsame Rohrleitung20a, die das Gas
nach dem Durchleiten über einen Wärmeaustauscher55 zum oberen Ende eines Scheidekessels
56 zuführt. Ein Reduzierventil 57 kann in der Nähe des Einlasses zum Scheidekessel
56 vorgesehen sein, um eine Druckverminderung herbeizuführen, die einen Temperaturfall
des Gases bewirkt. Bei diesem Sinken der Temperatur kondensieren weitere flüssige
Fraktionen aus dem Gasstrom. Das kalte Trockengas wird aus dem Scheidekessel 56
in einer Leitung 58 dem Wärmeaustauscher 55 und dann dem Wärmeaustauscher 36 zugeführt,
um schließlich in einer Abströmleitung 59 abgeleitet zu werden, die vom Wärmeaustauscher36
ausgeht. Ein im Scheidekessel 56 eingebauter Standregler 60 regelt das Ableiten
der Flüssigkeiten in einer vom unteren Ende des Scheidekessels ausgehenden Abströmleitung
61.
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Die aus der Flüssigkeitsspeicherkammer 22 des Kessels 10 in der Auslaßleitung
28 abgeleiteten flüssigen Kohlenwasserstoffe werden entweder einer Zweigleitung28a,
die mit der zum Scheidekessel 56 führenden gemeinsamen Rohrleitung20a verbunden
ist, zugeleitet, oder die flüssigen Kohlenwasserstoffe werden in einer Zweigleitung
28 b unmittelbar dem unteren
Teil - des Scheidekessels 56 zugeführt. Bei Nichtverwendung
des Scheidekessels 56 werden die flüssigen Kohlenwasserstoffe aus der Leitung-28a
zu einer beliebigen Stelle geleitet.
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Die Anlage arbeitet in folgender Weise: Der zu entwässernde oder
zu behandelnde Gas strom, der aus irgendeiner Quelle herstammen kann, vorzugsweise
aber aus einer Gasquelle zugeführt wird, wird im Rohr 17 der Mittelkammer 20 des
Kessels 10 zugeführt. Es sei angenommen, daß der Gasstrom die Pakkung 32 und dieTrockenmittelpackung
34 durchströmt.
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Hierbei erfolgt eine Trennung der Flüssigkeiten und ein Entwässern
des Gases, so daß Trockengas aus dem Kessel im Rohr 18 abgeleitet wird. An diesem
Zeitpunkt hat der Zeitzyklusregler 50 die Regelventile so eingestellt, daß das in
der Rohrleitung 39 c befindliche Ventil 42 und das in der Rohrleitungl9 befindliche
Ventil 54 geschlossen, das in der Rohrleitung 39 d befindliche Ventil 43 und das
in der Rohrleitung 18 befindliche Ventil 53 aber offen sind. Zur gleichen Zeit,
während der der Hauptgasstrom die Trockenmittelpackung 34 durchströmt, strömt ein
warmer Regenerierungsgasstrom von der Heizvorrichtung 40 in den Rohrleitungen39a,
39d und 19 und durchströmt in der bereits beschriebenen Weise die zweite Trockenmittelpackung
35. Die Menge des warmen Regenerierungsgasstromes wird im wesentlichen gleich hoch
mittels der Lochplatte 44, Geschwindigkeitsregler 45 und Motorventil 37 gehalten.
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Nach Verlauf einer vorbestimmten Zeit und nach Sättigen der Trockenmittelpackung
34 arbeitet der Zeitzyklusregler 50 und betätigt die Ventile 42, 43, 53 und 54.
Bei diesem Vorgang werden die Ventile 42 und 54 geöffnet und die Ventile 43 und
53 geschlossen, so daß die Richtung des Hauptstromes und des Regenerierungsgasstromes
im Kessel 10 gewechselt wird.
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In diesem Falle durchströmt der Hauptgasstrom die regenerierte Trockenmittelpackung
35 und wird in der Rohrleitung 19 abgeleitet, während das warme Regenerierungsgas
in der Rohrleitung39c strömt und in der Leitung 18 in den Kessel 10 einströmt. Dieses
Gas durchströmt dann die Trockenmittelpackung 34 und regeneriert diese Packung.
Nach Ablauf des Zeitzyklus betätigt der Zeitzyklusregler 50 wieder die Ventile 42,
43, 53 und 54, um wieder den im Kessel 10 strömenden Gasstrom umzukehren.
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Der Kessel 10 bildet eine einheitliche Anlage, die es dem Hauptgasstrom
ermöglicht, bei seinem Durchströmen der einen Trockenmittelpackung in einem Trockenzyklus
zu strömen, während die zweite Trokkenmittelpackung regeneriert wird. Die in dem
Gas vorhandenen freien Flüssigkeiten und Flüssigkeitsfraktionen werden in der Mittelkammer
20 abgeschieden und fallen in die Speicherkammer 22, aus der sie in der üblichen
Weise über die Rohre 24 und 28 entfernt werden. Da nur ein einziger Kesselaufbau
verwendet Mrd, kann dieser Kesselaufbau wirtschaftlich günstig ausvgeführtwerden,
so daß er mit hohen Drükken arbeitet, die das Entwässern des Gases erleichtern.
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Da der größte Teil der Flüssigkeiten in der Kammer 20 abgeschieden
wird, können verhältnismäßig kleine Trockenmittelpackungen verwendet werden, wobei
eine größte Kapazität hinsichtlich des Gewichtes und der Größe der Gesamtvorrichtung
geschaffen wird.
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Fig. 4 zeigt eine abgeänderte Form der Anlage. In einigen Fällen
ist es erwünscht, den warmen Regenerierungsgasstrom nach dem Durchströmen der Trokkenmittelpackung
und vor seinem Einströmen in die Mittelkammer20, in der er auf den Hauptgasstrom
auftrifft, zu kühlen. In diesem Falle kann ein-Wärmeaustauscher
70
zwischen der Trockenmittelpackung34 und der Packung 32 sowie ein ähnlicher Wärmeaustauscher
71 zwischen der Trockenmittelpackung 35 und der Packung 33 aufgestellt werden. Ist
die Trokkenmittelpackung 34 in einem Regenerierungszyklus eingeschaltet, so berührt
der warme Regenerierungsgasstrom nach dem Durchströmen der Trockenmittelpackung
34 die Kühlschlangen des Wärmeaustauschers 70 und durchströmt diese Kühlschlangen.
Hierdurch wird eine erste Kühlung des warmen gesättigten Regenerierungsgasstromes
bewirkt, aus dem jetzt Wasser und andere Flüssigkeiten kondensieren. Der Regenerierungsgasstrom
wird dann in die Mittelkammer 20 geleitet, in der er mit dem Hauptgasstrom vermischt
und in der beschriebenen Weise stärker gekühlt wird. Ist die Trockenmittelpackung
35 in einen Regenerierungszyklus eingeschaltet, so berührt in ähnlicher Weise der
warme Regenerierungsstrom die Schlange des Wärmeaustauschers 71, so daß der Strom
bei seinem Einströmen in die Mittelkammer20 vorgekühlt wird.
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Das in den Wärmeaustauschern 70 und 71 umlauf fende Kühlmittel kann
zwar aus einer beliebigenKühlmittelquelle zugeführt werden, doch wird erwünschterweise
das verhältnismäßig kühle Trockengas verwendet, das bei dem Trockenzyklus des Kessels
erhalten wird. In einem derartigen Falle wird das Auslaßrohr 18 mit der Schlange
71« des Wärmeaustauschers 71 verbunden, so daß das aus dem Kessel 10 in das Rohr
18 abströmende verhältnismäßig kühle Trockengas, wenn die Trockenpackung 34 in einen
Trockenzyklus eingeschaltet ist, in den Wärmeaustauscher 71 a eingeleitet wird,
um das warme Regenerierungsgas zu kühlen. An die Schlange 70« des Wärmeaustauschers
70 kann das Auslaßrohr 19 angeschlossen sein. Wenn die Trockenpackung35 in einem
Trockenzyklus eingeschaltet ist, so wird das aus dem Rohr 19 abgeleitete verhältnismäßig
kühle Trockengas in die Schlange 70a geleitet und befindet sich dann im Wärmeaustausch
mit dem Gasstrom, der die Packung 34 regeneriert.
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In den Fig. 1 bis 4 sind die Trockenmittelpackungen in den Enden
eines waagerechten Kessels aufgestellt.
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Die Erfindung umfaßt jedoch auch einen in Fig. 5 dargestellten Kesselaufbau.
Bei dieser Ausführung wird an Stelle des Kessels 10 ein verhältnismäßig kurzer waagerechter
Kessel 10« verwendet, dessen Mittelkammer20a mit der Einlaßkammer der ersten Ausführung
vergleichbar ist. Die Siehpackungen 32 und 33 befinden sich an jeder Stirnseite
der Kammern 20a.
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Jenseits dieser Packungen32 und 33 sind zwei lotrechte Trocknungstürme34a
und 35a vorhanden, die mit dem Innenraum des Kessels 10a in Verbindung stehen. Die
Trockenmittelpackungen 34 und 35 befinden sich in diesen Türmen, von denen die Auslaßrohre
18 und 19 ausgehen. An Stelle der Speicherkammer 22 steht mit der Kammer 20a eine
Aufnahmekammer 22 in Verbindung, deren Flüssigkeitsauslaß vom Flüssigkeitsstandregler
25a geregelt wird. Das Einlaß rohr 17 ist an die Kammer 20« angeschlossen.
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Die Arbeitsweise dieser Ausführungen entspricht genau der Arbeitsweise
der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführung. Der einzige Unterschied im Aufbau
liegt darin, daß sich die Trockenmittelpackungen nicht in den Enden des Hauptkessels
befinden, sondern daß lotrechte Trocknungstürme für das Trockenmittel vorgesehen
sind. Bei dieser Ausführung wird ebenfalls eine besondere Flüssigkeitsspeicherkammer
vorgesehen. Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung ergibt eine verhältnismäßig kleine
Anlage, die bei Gas-
bohrlochanlagen verwendbar ist und unter hohen Drücken arbeitet.
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PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zum Entwässern von Naturgas oder von
Kohlenwasserstoffe und Wasser enthaltenden, unter Druck stehenden Gasströmen, bei
dem der Gasstrom zum Entfernen bestimmter adsorbierbarer Fraktionen eine erste Trockenmittelpackung
durchströmt, während eine zweite Trockenmittelpackung regeneriert wird, und bei
dem der Gasstrom nach Sättigung der ersten Trockenmittelpackung zyklisch so umgeleitet
wird, daß er die jeweils regenerierte Packung durchströmt, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Gas strom vor dem Durchströmen der ersten Trockenmittelpackung in einer
besonderen Kammer ein Strom aus erwärmtem Regenerierungsgas zugemischt wird, das
zum Regenerieren der zweiten Trockenmittelpackung verwendet worden ist.