DE2002552A1 - Method and device for the intermediate storage of a normally gaseous substance, in particular natural gas - Google Patents
Method and device for the intermediate storage of a normally gaseous substance, in particular natural gasInfo
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Description
"Verfahren und Vorrichtung zum Zwischenlagern eines normalerweise gasförmigen Stoffs, insbesondere Erdp;as" " Method and device for the intermediate storage of a normally gaseous substance, in particular Erdp; as "
Die Erfind.ung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung . zum Zwischenlagern eines normalerweise gasförmigen Stoffs, insbesondere Erdgas, bei dem das Gas wenigstens teilweise verflüssigt und in diesem Zustand gelagert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder verflüssigt wird. Das verflüssigte Gas kann auch in diesem Zustand nur gelagert werden.The invention relates to a method and a device. for the intermediate storage of a normally gaseous substance, in particular natural gas, in which the gas is at least partially liquefied and stored in this state and at a later date Time is liquefied again. Even in this state, the liquefied gas can only be stored.
Der Verbrauch der von Anlagen zur Erzeugung von Energie aus Kohle, Öl und. Gas gelieferten Energie schwankt zwischen weiten Grenzen. Aus diesem Grunde muß während der Perioden niedrigen Verbrauchs erzeugte überschüssige Energie gespeichert und während übergroßer Nachfrage zusätzlich geliefert werden können. Hierbei bereitet eine solche Zwischen-* lagerung große Schwierigkeiten, wenn der Energieträger ein . gasförmiger Stoff ist, weil für die Zwischenlagerung gasförmiger Stoffe 'große Behältnisse erforderlich sind, da der Verbraucher lediglich an ein GasvertGilungsnetz angeschlossen ist, aber nicht selbst Gas speichert. Um die bestmögliche undConsumption of energy from plants producing energy Coal, oil and. Energy supplied by gas fluctuates between wide limits. This is why it must be used during periods Excess energy generated at low consumption is stored and additionally supplied during excessive demand can be. Such an intermediate * storage great difficulty when the energy source is one. Gaseous substance is gaseous because it is used for interim storage Substances' large containers are required as the Consumers only connected to a gas distribution network is, but does not store gas itself. To get the best possible and
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BADBATH
damit wirtschaftlichste Ausnutzung einer Gasquelle und der Gasleitungen eines Erdgasverteilungssystems, d.h. eines Systems zur Verteilung der Gase, die häufig, Jedoch nicht ausschließlich bei Erdölvorkommen vorgefunden werden und hauptsächlich aus Methan bestehen, zu ermöglichen, ist es üblich, den zu deckenden Verbrauch zu bestimmen und die Gasleitungen bzw. das Leitungsnetz derart auszulegen, daß die Gaserzeugungsrate konstant gehalten werden kann, daß aber der Gasleitungsdruck mit dem Verbrauch schwankt, jedoch nicht den zulässigen Gasleitungsdruck übersteigt.thus the most economical use of a gas source and the Gas pipelines of a natural gas distribution system, i.e. a system for distributing the gases that often, but not can only be found in petroleum deposits and consist mainly of methane It is customary to determine the consumption to be covered and to design the gas lines or the pipeline network in such a way that the rate of gas generation can be kept constant but the gas line pressure fluctuates with consumption, however does not exceed the permissible gas line pressure.
In einem Erdgasverteilungssystem ist es üblich, eine Hochdruckleitung von der Erdgasquelle in das Hauptverbrauchsgebiet zu legen. In dem Hochdruckleitungszug können an verschiedenen Stellen Pumpen vorgesehen sein, die den Druckabfall ausgleichen. An einer solchen Hauptleitung zweigen Mitteldruckzweigleitungen zu den einzelnen Verbrauchern ab. Der Druck an der Gasquelle schwankt in weiten Grenzen, weshalb es üblich ist, den Druck des in die Hauptleitung eintretenden Gases zu regeln. Z.Zt. werden die Hauptleitungen üblicherweise mit einem maximalen Betriebsdruck von etwa 30 Atm. betrieben. Diese Drucke treten während der Perioden niedrigen Verbrauchs auf, während bei ansteigendem Verbrauch der Druck bis auf etwa 12 Atm. abfallen kann. Diese angegebenen Werte stellen Durchschnittsworte dar und können je nach Gasquelle, örtlichen Bedingungen usw., schwanken. Das der Erfindung zugrundeliegende, noch zu erläuternde Prinzip lä^t sich jedoch auch auf solche Gasverteilungsnetze anwenden. Die Zahlenangaben sollen daher lediglich a Beispiele verstanden werden. Wegen der Gasdruekcchwankun'-... aufgrund der unterschiedlichen Verbrauchsrate wird häufig Vorsorge getroffen, um Spitzen der Ergasanlieferung während der Perioden niedrigen Verbrauchs, wenn also der Gasdruck hoch ist, abzuschneiden, wobei ein Teil des Gasen aus der Lei-In a natural gas distribution system, it is common to use a high pressure line from the natural gas source to the main consumption area. In the high pressure pipeline can at different Provide pumps that compensate for the pressure drop. Branch off at such a main line Medium pressure branch lines to the individual consumers. The pressure at the gas source fluctuates within wide limits, which is why it is common practice to regulate the pressure of the gas entering the main line. Currently become the main lines usually with a maximum operating pressure of about 30 atm. operated. These pressures occur during periods low consumption, while with increasing consumption the pressure down to about 12 atm. can fall off. These The values given are average words and may vary depending on the gas source, local conditions, etc. The principle on which the invention is based and yet to be explained can, however, also be applied to such gas distribution networks use. The figures given should therefore only be understood as examples. Because of the gas pressure fluctuations ... Due to the different consumption rate, precautions are often taken to avoid peaks in natural gas delivery during of the periods of low consumption, i.e. when the gas pressure is high, with part of the gas from the pipe
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tung abgezogen, üblicherweise durch Verflüssiguhgjund bis zur Wiederverdaiapfung oder -vergasung und Verteilung in das Rohrleitungsnetzwerk zu Zeiten höhen Verbrauchs zwischerigelagert wird-. Bei Zwischenlagerung von Erzeugungsspitzen wird üblicherweise ein Kühlsystem verwendet', bei welchem auf Hochdruck verdichtet und durch Absieden bei Bedarf wiederverdampft wird. Eine derartige Zwischenlagerung ist verhält- ' nisEiä3ig. kostspielig.deduction, usually by liquefaction up to for re-gasification or re-gasification and distribution into the Pipeline network temporarily stored at times of high consumption will-. In the case of intermediate storage of generation peaks usually a cooling system used ', in which on High pressure compressed and re-evaporated by boiling if necessary will. Such interim storage is nisEiä3ig. expensive.
Es wurde nun festgestellt, daß ein verhältnismäßig einfaches Lagerverfahren, insbesondere zur. kurzzeitigen Zwischenlagerung von Erdgas angegeben werden «,kann, das selbsttätig auf den Verbrauch anspricht und durch diesen geregelt werden kann* -W, Bas Verfahren macht von deia bekannten Umstand Gebrauch, daß der Siedepunkt eines verflüssigten Gases·keine Konstante ist, sondern da3 dieser vielmehr von dem auf der Flüssigkeit lastenden Druck bzw. dessen Druck abhängt. Das Verfahren nach der Erfindung besteht daher im wesentlichen darin, das Gas einer solchen Temperatur auszusetzen, daß bei dem hohen, in der Gasleitung zu Zeiten niedrigen Verbrauchs vorliegenden Druck ein Teil verflüssigt, aber bei dem niedrigen, während der Zeiten hohen Verbrauchs vorherrschenden Druck das verflüssigte Gas wieder verdampft und zum Verbraucher geleitet wird. '■■■■-■■■■.-■ '■■ . , It has now been found that a relatively simple storage method, especially for. short-term interim storage of natural gas ", which automatically responds to consumption and can be regulated by this * -W, The method makes use of the well-known fact that the boiling point of a liquefied gas is not a constant, but rather that it is depends on the pressure on the liquid or its pressure. The method according to the invention therefore essentially consists in exposing the gas to such a temperature that at the high pressure present in the gas line at times of low consumption a part is liquefied, but at the low pressure prevailing during times of high consumption the liquefied part Gas is evaporated again and sent to the consumer . '■■■■ - ■■■■ .- ■' ■■. ,
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Wie oben ausgeführt, werden Hauptgasleiturigen bei niedrigen Gasverbrauch mit einem Drück von etwa 30 Atm. betrieben. Bei diesem Druck liegt der Siedepunkt von Erdgas, das im wesentlichen aus Methan und zu einem kleineren Teil aus anderen Kohlenwasserstoffen, höheren Molekulargewichts, hauptsächlich Kohl env.rasser stoff en mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen, besteht, bei etwa 17-50K· Wird, das Erdgas -auf eine Temperatur von 165-K bei einem Druck von 30 Atm. abgekühlt, liegt ' seine Temperatur unterhalb des Siedepunkts der Kohlenwasserstoffbestandteile und verflüssigt sich demzufolge* Steigt nunAs stated above, main gas ducts are used at low gas consumption with a pressure of about 30 atm. operated. At this pressure is the boiling point of natural gas, which consists essentially of methane and to a lesser extent from other hydrocarbons of higher molecular weight, mainly cabbage approx. R ater substances with 2 to 5 carbon atoms, consists, at about 17-5 0 K · the natural gas - to a temperature of 165-K at a pressure of 30 atm. cooled, its temperature is below the boiling point of the hydrocarbon components and therefore liquefies * Now rising
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der Gasverbrauch an, so daß der Druck in der Gasleitung auf eine solche Höhe fällt, daß sich der Siedepunkt des Flüssiggases unterhalb der Temperatur von 165°K befindet, verflüssigt sich das Gas; das so erzeugte Gas kann in die zum Verbraucher führende Leitung abgegeben werden. Bei 12 Atm. beträgt der Siedepunkt von Erdgas beispielsweise etwa 155 K.the gas consumption increases, so that the pressure in the gas line drops to such a level that the boiling point of the liquefied gas below the temperature of 165 ° K is liquefied the gas; the gas generated in this way can be released into the line leading to the consumer. At 12 atm. is the Boiling point of natural gas, for example, about 155 K.
Die Aufrechterhaltung einer Temperatur zwischen dem oberen und dem unteren Siedepunkt bei den im Gasverteilungsnetz vorliegenden Druckbedingungen kann beispielsweise durch entsprechend geregelte Kühlanlagen erfolgen. Gemäß der Erfindung wird aber die Verwendung einer Substanz als eines Kältemittels bevorzugt, die eine Phasenübergangstemperatur, vorzugsweise die Temperatur beim Übergang von der festen in die flüssige Phase, also den Schmelzpunkt, zwischen den beiden zuvor erwähnten höchsten und niedrigen Siedetemperaturen aufweist. Die Phasenübergangstemperatur dieses Kältemittels, das im folgenden als cryogenisches Mittel (cryogenic medium) bezeichnet wird, liegt vorzugsweise etwa in der Mitte zwischen den Siedepunkten des Erdgases bei den höchsten und dem niedrigsten wahr scheinlich auftretenden Drucken. Durch die Verwendung eines solchen cryogenischen Mittels wird eine im wesentlichen reversible Lage geschaffen, bei der die Wärme- bzw. Kältegewinne und -abgaben, die mit den physikalischen Zustandsänderungen bei konstanter Temperatur verbunden sind, die sog. latenten Wärmeänderungen, derart ausgenützt werden können, daß bei niedrigem Verbrauch, wenn der Gasleitungsdruck hoch ist, Gas aus der Leitung, das sich mit dem cryogenischen Mittel der einen Phase im Wärmeaustausch befindet, verflüssigt werden kann, wobei es seinen Wärmeinhalt an das cryogenische Mittel abgibt, so daß dieses in die andere Phase übergeht. Wenn anschließend der Gasleitungsdruck während Zeiten hohen Gasverbrauchs abfällt, verdampft wenigstens ein Teil des gelagerten verflüssigten Gases, indem es dem cryogenischen Mittel Wärme entzieht und es aufgrund des Wärmeentzugs wieder"Maintaining a temperature between the upper and lower boiling points for those in the gas distribution network existing pressure conditions can take place, for example, by means of appropriately regulated cooling systems. According to the invention however, the use of a substance having a phase transition temperature as a refrigerant is preferred the temperature at the transition from the solid to the liquid phase, i.e. the melting point, between the two previously mentioned has the highest and low boiling temperatures. The phase transition temperature of this refrigerant, which is in the hereinafter referred to as cryogenic medium, is preferably about halfway between the boiling points of the natural gas at the highest and lowest pressures likely to occur. By using such a cryogenic medium creates an essentially reversible position in which the heat or Cold gains and losses associated with the physical changes in state at constant temperature, the so-called. latent heat changes can be exploited in such a way that with low consumption, when the gas line pressure is high, Gas from the line, which is in heat exchange with the cryogenic agent of one phase, can be liquefied can, whereby it gives off its heat content to the cryogenic agent, so that this passes into the other phase. If the gas line pressure then drops during periods of high gas consumption, at least some of the gas will evaporate stored liquefied gas by extracting heat from the cryogenic agent and recovering it due to the heat extraction "
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37 382 ·' — 5 in den ursprünglichen Phasenzustand überführt.37 382 · '- 5 transferred to the original phase state.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, nämlich ein Verfahren zum Zwischenlagern eines normalerweise gasförmigen Stoffes,.d.h. eines Stoffes, der bei Umgebungstemperatur und -druck gasförmig ist, insbesondere zum Zwischenlagern von Erdgas anzugeben, das sich ohne großen Kostenaufwand ■ durchführen läßt, ist ausgehend von einem Verfahren, bei dem das Gas wenigstens teilweise verflüssigt und in diesem Zustand gelagert und zu einem "späteren Zeitpunkt wieder verdampft -wird,r~ dadurch gemäß der Erfindung gelöst, daß das Gas bei einem ersten, höheren Druck zum Wärmeaustausch mit einem cryogenischen Mittel bei einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts, des Gases bei diesem höheren Druck gebracht wird, so daß wenigstens ein Teil des Gases verflüssigt wirdj und daß zu dem späteren Zeitpunkt der Druck des wenigstens teilweise verflüssigten Gases auf einen zweiten, niedrigeren Druck gesenkt wird, bei dem dessen Siedepunkt unterhalb der Temperatur des cryogenischen Mittels, liegt, so daß der verflüssigte Teil des normalerweise gasförmigen GasesThe object on which the invention is based, namely a method for the interim storage of a normally gaseous substance, ie a substance that is gaseous at ambient temperature and pressure, in particular for the interim storage of natural gas, which can be carried out without great expense, is based on a process wherein the gas at least partly liquefied and stored in this state and a "later time r ~ of the invention evaporates -is, characterized achieved, according to that the gas at a first, higher pressure to the heat exchange with a cryogenic agent at a Temperature below the boiling point, the gas is brought at this higher pressure, so that at least part of the gas is liquefied and that at the later point in time the pressure of the at least partially liquefied gas is lowered to a second, lower pressure at which its boiling point is below the temperature of the cryogenic agent, so that de r liquefied part of the normally gaseous gas
verdampft und die Verdampfungswärme dem eryogenischen Mittel entzieht.evaporates and removes the heat of evaporation from the eryogenic agent.
Vorzugsweise wird ein cryogenisches Mittel verwendet, dessen Phasenübergangstemperatur zwischen der Siedetemperatur des Gases beim ersten, höheren Druck (Verflüssigungsdruck) und der Siedetemperatur bei dem zweiten, niedrigeren Druck (Veräampfungsdrück) liegt. Als besonders vorteilhaft hat sich die Wahl des Schmelzpunktes des cryogenischen Mittels als Phasenübergangstemperatur erwiesen. ,Preferably, a cryogenic agent is used, its Phase transition temperature between the boiling point of the gas at the first, higher pressure (condensing pressure) and the boiling temperature at the second, lower pressure (evaporation pressure) lies. The choice of the melting point of the cryogenic agent has proven to be particularly advantageous Phase transition temperature proven. ,
Wenn auch bisher die Anwendung der Erfindung im wesentlichen mit Bezug auf Erdgas, d.h. Kohlenwasserstoffgas-Verteilungßsysteme erläutert wurde, wobei es sich insbesondere um sehr große Ga ßv'erteilungs systeme handeln kann,- läßt sich die Erfindung mit gleichem Vorteil bei federn anderen Gseverteilungssystem anwenden, bei dem das Gas bei ausreichend unter«Even if so far the application of the invention essentially with respect to natural gas, i.e. hydrocarbon gas distribution systems has been explained, which can in particular be very large Ga ßdistribution systems, - the Invention with the same advantage in other springs distribution system use, in which the gas is sufficiently under «
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schiedlichen Temperaturen je nach Druck kondensiert bzw. verdampft. Die Auswahl eines cryogenischen Mittels mit einer Phasenübergangstemperatur zwischen den entsprechenden Siedepunkten bereitet dem Durchschnittsfachmanri keine Schwierigkeiten. Ist das Gas Erdgas, werden die erwähnten Siedepunkte normalerweise diejenigen sein, die einem Druck von 30 und 12 Atm. entsprechen, und diese Siedepunkte des Methananteils liegen bei etwa 175°K und 1ß5°K. Aus diesem Grunde eic neb sich "für die Erdgaszwischenlagerung gemäli der Erfindung insbesoiidere ein cryogenisches Mittel mit einem Schmelzpunkt bei etwa 160° bis 1700K. Ein solches geeignetes cryogenisches Mittel ist Isooctan.condenses or evaporates at different temperatures depending on the pressure. The selection of a cryogenic agent with a phase transition temperature between the appropriate boiling points presents no difficulty to those of ordinary skill in the art. If the gas is natural gas, the boiling points mentioned will normally be those at a pressure of 30 and 12 atm. correspond, and these boiling points of the methane portion are around 175 ° K and 15 ° K. For this reason, EIC "neb for natural gas intermediate storage gemäli the invention insbesoiidere a cryogenic medium having a melting point at about 160 ° to 170 0 K. Such a suitable cryogenic agent is isooctane.
Damit dem cryogenischen Mittel während des Verfahrens nicht zuviel Kälte entzogen werden muß, ist es zweckmäßig, das Gas vorzukühlen, bevor es mit ihm zum Wärmeaustausch gebracht wird.So that the cryogenic agent does not have to be removed too much cold during the process, it is useful that To pre-cool gas before it is brought to heat exchange with him.
Der Erfindung liegt auch das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Zwischenlagern eines normalerweise gasförmigen Stoffs anzugeben, die insbesondere zur Durchführung des angegebenen Verfahrens geeignet ist. Eine solche Vorrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Einrichtung, in welcher das Gas zum Wärmeaustausch mit einem cryogenischen φ Mittel gebracht v/erden kann, und durch einen Speicherraum für die Lagerung von verflüssigtem Gas. Durch den Wärmeaustausch soll das Gas in die flüssige Phase überführt werden, indem das cryogenische Mittel diesem die Verdampfimgswärme. entzieht. Das cryogenische Mittel soll seinerseits derart beschaffen sein, daß es selbst als Folge der Wärraeübertrag. ö bzw. Wärmeaufnahme von einer Phase in eine andere übergeht, vorzugsweise von der festen in die flüssige.The invention is also based on the problem of a device for the intermediate storage of a normally gaseous Specify the substance that is particularly suitable for carrying out the specified process. Such a device according to the invention is characterized by a device in which the gas for heat exchange with a cryogenic φ means brought v / earth, and through a storage room for the storage of liquefied gas. Through the heat exchange If the gas is to be converted into the liquid phase, the cryogenic means transfer the heat of evaporation to this. withdraws. The cryogenic agent should for its part be such that it is itself a consequence of the heat transfer. ö or heat absorption passes from one phase to another, preferably from the solid to the liquid.
Bei einer speziellen Ausführungsform einer solchen Vorrichtung umfaiit eine solche für die Lagerung oder Speicherung von Brenn-In a special embodiment of such a device, such a device for the storage or storage of burning
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gas in. Abhängigkeit vom Verbraucherbedarf, die durch den Gasdruck in dem Verteilungssystem geregelt wird, einen Speicher-' raum für das verflüssigte Gas, beispielsweise in Form eines oder mehrerer von einer Hauptleitung abzweigenden Rohren, vorzugsweise abwärts gerichtet, so daß sich das verflüssigte Gas aufgrund der Schwerkraft in ihnen sammelt. Der Speicherraum ist dabei wenigstens zum Teil durch ein sich oberhalb seines Gefrierpunktes befindenden cryogenisehen Mittels umgeben. Der Gefrierpunkt des cryogenischen Mittels, das beispielsweise ein Kohlenwasserstoff sein kann, liegt etwa in der Mitte zwischen den Siedepunkten des in dem' Gasverteilungssystem enthaltenen Gases bei den in der Hauptleitung an der Stelle auftretenden Höchst- und Niedrigdrucken. Damit so wenig wie irgend möglich von der zwischen dem Gas und dem cryogenischen Mittel ausgetauschten Wärme verlorengeht, sollen die Außenwände des Behälters für das cryogenische Mittel wärmeisoliert sein. Der Behälter selbst kann dazu aus wärmeisolierendem Werkstoff, z.B. Polyurethanschaum/ oder einem anderen Isolationswerkstoff bestehen, der für das cryogenische Mittel undurchlässig ist oder undurchlässig gemacht wurde. Der Behälter kann auch aus einem Mantel, beispielsweise aus Metall,gas as a function of consumer demand caused by the gas pressure is regulated in the distribution system, a storage 'space for the liquefied gas, for example in the form of a or several pipes branching off from a main line, preferably directed downwards, so that the liquefied gas collects in them due to the force of gravity. The storage room is at least partly due to a self above its freezing point surrounded cryogenic agent. The freezing point of the cryogenic agent, which can for example be a hydrocarbon, is approximately in the middle between the boiling points of the in the 'gas distribution system contained gas in the main line to the The highest and lowest pressures that occur. So so little as possible of the one between the gas and the If the heat exchanged by the cryogenic agent is lost, the outer walls of the container for the cryogenic agent should be thermally insulated be. The container itself can be made of heat-insulating material Material, e.g. polyurethane foam / or another insulation material, which is used for the cryogenic agent is impermeable or has been made impermeable. The container can also consist of a jacket, for example made of metal,
da,s auf dem ein Wärmeisolationsmittel aufgebracht oder mit diesem beschichtet wurde, umgeben sein. Da erhebliche Druckunterschiede in der Hauptleitung und dem Speicherraum auftreten, m muß Sorge dafür getroffen sein, daß ein Leckageaustritt des gespeicherten Gases so niedrig wie möglich gehalten, vorzugsweise völlig verhindert ist. Der Speicherraum wird daher vor-zugsweise von einem gasdicht hergestellten Behältnis gebildet.because s on which a thermal insulation agent was applied or coated with this, be surrounded. Since considerable differences in pressure in the main line and the storage space occur, m care must be taken that a leakage outlet of the stored gas kept as low as possible, preferably completely prevented. The storage space is therefore preferably formed by a container made gas-tight.
Das Gasverteilungssystem wird sich normalerweise auf einer etwa der Umgebungstemperatur entsprechenden Temperatur befinden, so daß die Differenz zwischen dieser Temperatur und ■ der des· cryogenischen Mittels normalerweise s.o groß sein wird, daß dieses seinen Phasenübergang bereits ganz "beendet "■"-.'■'The gas distribution system will usually be based on one approximately the ambient temperature are located, so that the difference between this temperature and ■ that of the cryogenic agent should normally be as large is that this has already completely "ended" its phase transition "■" -. '■'
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haben wird, wenn das Gas gerade auf dessen Temperatur abgekühlt, aber noch nicht viel kondensiert ist. Um die Temperaturdifferenz zwischen dem Gas und dem cryogenischen Mittel, mit dem sie zum Wärmeaustausch gebracht werden, zu erniedrigen, erfolgt vorzugsweise eine Vorkühlung des Gases mittels einer zwischen der Hauptleitung und dem Behälter für das cryogenische Mittel vorgesehenen Speicher-ikistausch-Einrichtung oder System für Wärme (Wärme-Speicher/Austauschsystem).when the gas has just cooled to its temperature but has not yet condensed much. To the temperature difference between the gas and the cryogenic agent with which they are brought into heat exchange to lower, the gas is preferably pre-cooled by means of a between the main line and the container for the cryogenic Means provided storage ikis exchange device or System for heat (heat storage / exchange system).
Eine Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zur Lagerung von Gas in Abhängigkeit vom Verbraucherbedarf, die durch den Druck im Gasverteilungssystem kontrolliert wird, umfaßt eine erste Kühleinrichtung, mit welcher die Temperatur einer Teilmenge des Gases des Verteilimgssystems so weit erniedrigt werden kann, daß dessen Verflüssigung durch eine zweite Kühleinrichtung ermöglicht ist, welche als Wärmeaustauschsystem mit einem cryogenischen Mittel ausgebildet ist, das eine Einrichtung umfaßt, mittels welcher das vorgekühlte Gas zum Wärmeaustausch mit einem geeigneten cryogenischen Mittel bei einer Temperatur unterhalb dessen Phasen-Übergangstemperatur gebracht v/erden kann, welche etwa in der Mitte zwischen den Siedepunkten des Gases bei dem höchsten und niedrigsten an dem Punkt des Gasverteilungssystems herrschenden Druck liegt. Wenn als Folge einer Drucksenkung das verflüssigte Gas wieder verdampft, indem es die dazu erforderliche V/ärme dem cryogenischen Mittel entzieht .und jenes dabei wieder in die ursprüngliche "kalte" Phase übergeht, soll das Gas wieder zurück durch den Vorkühler strömen, um selbst aufgewärmt zu werden und gleichzeitig den Vorkühler abzukühlen. An embodiment of the device according to the invention for Storage of gas depending on consumer needs, which is controlled by the pressure in the gas distribution system, comprises a first cooling device with which the temperature of a subset of the gas in the distribution system is lowered so far can be that its liquefaction by a second cooling device is enabled, which as a heat exchange system is formed with a cryogenic means comprising a device by means of which the precooled Gas for heat exchange with a suitable cryogenic agent at a temperature below its phase transition temperature brought v / earth, which is approximately in the middle between the boiling points of the gas at the highest and is the lowest pressure prevailing at that point in the gas distribution system. If the liquefied as a result of a pressure drop Gas evaporates again by withdrawing the required V / arm from the cryogenic agent. And that at the same time returns to the original "cold" phase, the gas should flow back through the pre-cooler to warm itself up and at the same time to cool down the pre-cooler.
Es wurde bereits erwähnt, daß im Erdgas teilweise Kohlenwasserstoffanteile mit höherem Molekulargewicht vorhanden sind, die bei höheren Temperaturen als Methan, das den llauptanteil des Erdgases stellt, sieden. Das hat zur Polge, daß in derIt has already been mentioned that some hydrocarbons are present in natural gas The higher molecular weights are present at higher temperatures than methane, which is the main component of the natural gas, boil. The reason for this is that in the
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Verdampfungsstufe des erfindungsgemäßen,Verfahrens Methan schneller verdampft, als es diese höher-siedenden Bestandteile tun. Diese'haben daher die Tendenz, in der flüssigen Phase zu verbleiben und können so die spätere einwandfreie Punktion der Lagervorrichtung stören. Aus diesem Grunde kann es von Vorteil sein, wenn ein unerwünschte höher-siedende Bestandteile aufweisendes Erdgas einer Vorbehandlung unterworfen wird, in welcher diese entfernt werden. Eine solche Vorbehandlung kann beispielsweise im Rahmen einer Abkühlung erfolgen.Evaporation stage of the methane process according to the invention evaporates faster than these higher-boiling components to do. These'have therefore the tendency to remain in the liquid phase and can thus be used later properly Interfere with the puncture of the bearing device. For this reason it can be advantageous if an undesirable higher-boiling point Natural gas containing constituents is subjected to a pretreatment in which these are removed. Such Pretreatment can take place, for example, as part of cooling.
Bei der Durchführung einer Vorbehandlung des Erdgases wurde Hfl mit Erfolg eine': erste Kühleinrichtung, wie sie oben angegeben wurde, angewandt, welche vor dem Teil der Anlage angeordnet ist, die das cryogenische Mittel enthält. Die erste Kühleinrichtung, beispielsweise in Form eines (Kiesel-) Steinbetts ist so ausgebildet, daß die kondensierten höher-siedenden Bestandteile in einen Sumpf oder in einen anderen !Flüssig- ■ keitssammler abfließen, während das gekühlte Methan wie zuvor vielter zum Wärmeaustausch mit dem eryogenischen Mittel weiterströmt. Der Vorküliler kann auch andere Jj1IUs sigkeitssammler ^ beispielsweise tassenförmige Gebilde,,aufweisen, oder er,kann aus gewellten Metallstreifen, die auf Flüssigkeitssammelböden vorgesehen sind (z.B. ffranld-Packung)!bestehen, oder. Λ er kann schließlich ein poröses Material enthalten,, .welches die kondensierten höheren Kohlenwasserstoffe absorbiert.In carrying out a pretreatment of the natural gas, Hfl has successfully used a first cooling device as indicated above, which is arranged in front of the part of the plant which contains the cryogenic agent. The first cooling device, for example in the form of a (pebble) stone bed, is designed so that the condensed higher-boiling components flow off into a sump or into another liquid collector, while the cooled methane, as before, is used to exchange heat with the eryogenic Fund flows on. The Vorküliler may also include other Jj having 1 IUs sigkeitssammler ^ for example cup-shaped structure ,, or it may be made of corrugated metal strips which are provided on liquid collection floors (eg ffranld Pack) composed!, Or. Λ he can eventually contain a porous material ,, .What absorbs the condensed higher hydrocarbons.
Wie ebenfalls bereits angegeben, kann, sofern dies für .'zweckmäßig oder notwendig erachtet wird, die ganze oder ein Teil der Anlageteile der Zwischenlagervorrichtung wärmeisoliert sein. Da die einzelnen Anlageteile verhältnismäßig klein und gedrängt aufgebaut werden können, kann die ganze Vorrichtung transportabel ausgebildet werden und damit ausreichend mobil, um einen nur zeitweise auftretenden Bedarf zu befriedigen und möglicherweise zur Erleichterung des Schifftransports As also already indicated, if this is deemed appropriate or necessary, the whole or a part of the plant parts of the intermediate storage device are thermally insulated be. Because the individual parts of the system are relatively small The whole device can be built up in a compact manner be designed to be transportable and thus sufficient mobile in order to satisfy a need that only occurs occasionally and possibly to facilitate transport by ship
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von Gasen in verflüssigter Form und der Wiederverdampfung beim Entladen zu dienen.of gases in liquefied form and re-evaporation during Unload to serve.
So ist beispielsweise vorgesehen, eine Vorrichtung nach der Erfindung auch zur Verflüssigung von Gas an der Gasquelle, beispielsweise am Bohrlochkopf, zu verwenden, so daß das verflüssigte Gas dann zu einer Stelle zur Verteilung an die Verbraucher transportiert werden kann, wo durch Druckerniedrigung die Verdampfung des Flüssiggases und als Folge davon die Kühlung des cryogenischen Mittels erfolgt, welches seinerseits anschließend zur Verflüssigung einer nächsten Ladung von Hochdruckgas verwendet werden kann.For example, a device according to the invention is also provided for liquefying gas at the gas source, for example at the wellhead, to use so that the liquefied gas then to a point for distribution to the Consumers can be transported, where the evaporation of the liquefied gas and, as a result, the Cooling of the cryogenic agent takes place, which in turn is then used to liquefy a next charge high pressure gas can be used.
Der am Bohrkopf auftretende Gasdruck liegt häufig in der Größenordnung von etwa 70 Atm. und darüber, so daß ein cryogenisches Mittel verwendet v/erden kann, dessen Phasenübergangstemperatur oberhalb des Siedepunkts des Erdgases bei diesem Druck, aber unterhalb des Siedepunkts bei dem Druck liegt, mit welchem das Gas an den Verbraucher geliefert wird; dieser Druck kann innerhalb weiter Grenzen schwanken und zwar u.a. je nach der Entfernung des Verbrauchers von der Verdampfungsstelle und dem erforderlichen Gasanlieferungsdruck .The gas pressure occurring at the drill head is often of the order of about 70 atm. and about it, so that a Cryogenic agent used can have a phase transition temperature above the boiling point of the natural gas at this pressure, but below the boiling point at the pressure with which the gas is delivered to the consumer will; this pressure can fluctuate within wide limits depending, inter alia, on the distance of the consumer from the evaporation point and the required gas delivery pressure.
Die Konstruktion der Einrichtung, in welcher die Verflüssigung und Lagerung des Gases erfolgen soll, übt einen Einfluß auf den Gesamtwirkungsgrad bzw. die Gesamtwirtschaftlichkeit · des Lager- oder Zwischenlagersystems aus, da einige Ausführungsforraen von Wärmeaustauschern wirksamer als andere den Bchnellen Wärmeübergang zum und vom cryogenischen Mit:;e~ bewirken kann, indem sie eine größere Oberfläche darbieten und es ermöglichen, daß das cryogenische Mittel mit dieser während und nach dem Phasenübergang bzw. der Phasenumwandlung in Berührung bleibt. Es gelten hier insoweit die üblichen Ge-• setzmäßigkeiten des Wärmeaustausche. Aus diesem Grunde sollThe construction of the device in which the liquefaction and storage of the gas is to take place exerts an influence the overall efficiency or the overall economy · of the storage or interim storage system, as some execution forms of heat exchangers more effective than others the rapid heat transfer to and from the cryogenic With:; e ~ can effect by presenting a larger surface area and allowing the cryogenic agent to interact with it remains in contact during and after the phase transition or phase transition. The usual rules apply here. regularities of heat exchange. This is why it should
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der Werkstoff der Membran oder Wärmeaustauschfläche zwischen dem Gas und dem cryogenischen Mittel eine möglichst hohe Wärmeleitfähigkeit haben, um den Wärmedurchgang zu erleichtern. " Es muß außerdem in bekannter Weise berücksichtigt werden, daß Druckdifferenzen zwischen.dem Gas und dem cryogenischen Mittel auftreten können, um eine Zerstörung oder Durchlöcherung des Wärmeaustausches mit der Folge von Verunreinigungen zu vermeiden. Beispiele von Wärmeaustauschern, die diese Be- ■ dingungen voll erfüllen, haben vorzugsweise Wärmeaustauschflächen zwischen dem Gas und dem cryogenischen Mittel aus Metall, wie Kupfer, und umfassen solche, bei denen das Gas in einem vom cryogenischen Mittel"weitgehend ganz umgebenen Raum enthalten ist, oder, bei denen umgekehrt das Gas über und W the material of the membrane or the heat exchange surface between the gas and the cryogenic agent have the highest possible thermal conductivity in order to facilitate the passage of heat. "It must also be taken into account in a known manner that pressure differences between the gas and the cryogenic agent can occur in order to avoid destruction or perforation of the heat exchange with the result of contamination. Examples of heat exchangers which fully meet these conditions , preferably have heat exchange surfaces between the gas and the cryogenic agent made of metal, such as copper, and include those in which the gas is contained in a space largely completely surrounded by the cryogenic agent, or in which, conversely, the gas above and W
um die Oberfläche eines Behälters oder von Behältern, in denen das cryogenische Mittel enthalten ist, strömt. Die Ausbildung soll unter Umständen auch derart sein, daß Kondensat, und zwar entweder unerwünschtes Kondensat oder getrennt zu speicherndes Flüssiggas, aus dem Speicherraum oder dem Vorkühler abgezogen v;erden kann.around the surface of a container or containers in which the cryogenic agent is contained flows. The training should also be such that condensate, and either unwanted condensate or condensate to be stored separately LPG, withdrawn from the storage space or the pre-cooler v; can earth.
Aufgrund der niedrigen Arbeitstemperatur des Verfahrens und der Vorrichtung nach .der Erfindung und der Tatsache, daß eine perfekte Wärmeisolierung nicht erreichbar ist und schließlich aufgrund des Umstandes., daß die Phasenübergänge aus thermodynaiaischen Gründen nicht vollständig reversibel sein können, Jj wird das hier beschriebene System zum Abschneiden von Erzeugerspitzen den Kälteinhalt des cryogenischen Mittels langsam aufbrauchen, indem das in das Versorgungssystem aus . der Lagervorrichtung ausströmende Gas kalter sein wird, als es beim Eintreten war. Aus diesem Grunde muß das cryogenische Mittel und gegebenenfalls auch der Vorkühler von Zeit zu Zeit auf eine unterhalb der Phasenübergangstemperatur liegende Temperatur'wieder, abgekühlt werden» Dieses Abkühlen kann zweck-·' mäßigerweise durch die Einleitung von Flüssiggas von einer Fremdquelle in den-Speieherraum erfolgen, so daß das cryogeni- ,Due to the low working temperature of the method and the device according to. The invention and the fact that a perfect thermal insulation is not achievable and ultimately due the fact that the phase transitions from thermodynamic Reasons cannot be completely reversible, Jj becomes the system for cutting off producer tips described here Slowly use up the cold content of the cryogenic agent by adding it to the supply system. the gas escaping from the storage device will be colder than it was when entering. For this reason, the cryogenic means and possibly also the precooler must be used from time to time be cooled again to a temperature below the phase transition temperature. moderately by the introduction of liquefied gas from one External source in the storage room, so that the cryogenic,
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sehe Mittel auf die erforderliche niedrige Temperatur sich dadurch abkühlt.see means to the required low temperature yourself thereby cools down.
Obwohl die Auswahl des cryogenisehen Mittels von dem zu verwendenden Phasenübergang und der Temperatur des erforderlichen Phasenübergangs abhängt, die seinerseits von der Art des zu lagernden Gases und dem Bereich, in welchem der Gasdruck schwanken kann, abhängt, wurde festgestellt, daß für den Ausgleich von Erdgaserzeugungsspitzen im Rahmen eines Verteilungsnetzes, dessen Leitungsdruck zwischen einem Höchstdruck von 30 Atm. und einem Niedrigstdruck von 12 Atm. schwankt, Isooctan, das einen Schmelzpunkt von etwa 165°K hat, besonders geeignet ist.Although the selection of the cryogenic agent depends on the too phase transition used and the temperature of the required phase transition depends, which in turn depends on the Type of gas to be stored and the range in which the gas pressure can fluctuate depends, it has been found that for the compensation of natural gas generation peaks within the scope of a distribution network, the line pressure of which is between a maximum pressure of 30 atm. and a minimum pressure of 12 atm. fluctuates, isooctane, which has a melting point of about 165 ° K, is particularly suitable.
Wenn die gewählte Phasenübergangstemperatur des cryogenischen Mittels sein Siedepunkt ist, kann die Phasenübergangs temperatur auch geändert oder den besonderen Bedingungen des Systems angepaßt werden, indem sein Behälter unter Druck gesetzt wird. Werden geeignete Druckeinrichtungen vorgesehen, kann beispielsweise das Erdgas selbst als cryogenisches Mittel verwendet werden.If the chosen phase transition temperature of the cryogenic agent is its boiling point, the phase transition can temperature also changed or the special conditions of the system can be adjusted by pressurizing its container. If suitable pressure equipment is provided, For example, the natural gas itself can be used as a cryogenic agent.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind anhand einer Zeichnung an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention and advantageous details of the invention are based on a drawing of several exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigt:It shows:
Pig. 1 schematisch Teile eines Gasverteilungssystems mit einer Vorrichtung zum Abschneiden von Erdgaserzeugung sspitζen durch Zwischenlagerung von Gas gemäß der Erfindung;Pig. 1 schematically parts of a gas distribution system with a device for cutting off natural gas generation sspitζen through intermediate storage of gas according to the invention;
Pig. 2 einen senkrechten Schnitt durch eine Speicher-Aus-Pig. 2 a vertical section through a memory outlet
00 9831/156400 9831/1564
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
1A-3? 382 ■■;-■- ■■·■■-■1A-3? 382 ■■; - ■ - ■■ · ■■ - ■
tausch-Einrichtung für latente Wärme gemäß der , Erfindung; . ; ■exchange device for latent heat according to the invention; . ; ■
Fig. 3 einen Schnitt durch e,irt-e Fig. 2: entsprechende aber abgewandelte Sp ei eher-Aus tausch-Einrich--■' ■ tung für latente Wärme; . ■ <Fig. 3 shows a section through e, irt-e Fig. 2: corresponding but modified game exchange facility - ■ ' ■ device for latent heat; . ■ <
Fig. 4 einen senkrechten Schnitt durch eine weitere ^.■Ausführungsform einer Speieher-Austausch-Einrichtung für latente Wärme;4 shows a vertical section through another ^. ■ Embodiment of a storage exchange device for latent heat;
: ::-· ■■ ■-■■ : .: ■■■' ■'■ ':■. ι : :: - · ■■ ■ - ■■:.: ■■■ '■' ■ ': ■. ι
Fig» 5 einen über einem einer Küste vorgelagertemFIG. 5 shows an upstream of a coast
Erdgasvorkommen verankerten Flüssiggastanker, "- teilweise zm Schnitt; und ■ ■ /Natural gas deposits anchored liquefied gas tankers, "- partly in section; and ■ ■ /
Fig. 6 eine Draufsicht auf einen Teilschnitt längs der .Linie -I-I in Fig. 4>Fig. 6 is a plan view of a partial section along the Line -I-I in Fig. 4>
- Fig. 1 zeigt ein GasVerteilungsrohrleitungssystem 1, das eine Gasquelle A- mit einem Verbraucher oder Verbrauchergebiet 5 verbindet und an das ein Vorkühler 2 und eine Speicher-Austausch-Einrichtung für latente Wärme angeschlossen sind. '- ■ - : ■ ' -.'"■■ V- ■■ " ^ 1 shows a gas distribution pipeline system 1 which connects a gas source A to a consumer or consumer area 5 and to which a precooler 2 and a storage exchange device for latent heat are connected . '- ■ -: ■' -. '"■■ V- ■■" ^
Bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 dient die Wärmeaustauschfläche 6 sowohl als Behälter für verflüssigtes Gas als auch " als eine V/and eines Behälters 9 für cryogenisches Mittel. Durch ein Ventil 7 kann unerwünschtes Kondensat aus dem Speicherraum abgezogen und Flüssiggas in den Speicherraum in~ gev/issen Intervallen eingelassen vierden, um das cryogenisohe Mittel zum Ausgleich von Kälteverlusten abzukühlen. Mit 8 ist das cryogenische Mittel, das in dem mittels einer Wärmeisolierung 10 isolierten Behälter 9 enthalten ist,; bezeichnet.In the device according to FIG. 2, the heat exchange surface is used 6 both as a container for liquefied gas and " as a V / and a container 9 for cryogenic agent. A valve 7 can remove unwanted condensate from the storage space withdrawn and liquefied gas admitted into the storage space at ~ given intervals to allow the cryogenic Means to compensate for cold losses to cool down. With 8 is the cryogenic agent that is in the by means of a thermal insulation 10 insulated container 9 is included; designated.
00 8 8 31/156 400 8 8 31/156 4
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1A-37 3821A-37 382
- 14 -- 14 -
Die Ausführungsform gemäß Pig. 3 weicht von der gemäß Fig. 2 insofern at), als das eryogenische Mittel in kleinen Hohlkörpern 11 von etwa Kugelform enthalten ist. Die. Hohlkörper können aus Gelatine-Kugeln-Kissen oder -Kapseln "bestehen, die vom Gas über- und umströmt werden. Teile» die mit denen der Fig. 3 übereinstimmen, wurden mit gleichen Bezugszeichen versehen.The embodiment according to Pig. 3 differs from that according to Fig. 2 in so far as the eryogenic agent is contained in small hollow bodies 11 of approximately spherical shape. The. Hollow body can consist of gelatine ball cushions or capsules, which the gas flows over and around with those of FIG. 3 correspond to have been provided with the same reference numerals.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ein Vorkühler 22 und ein Behälter 29 für verflüssigtes Gas als getrennte Einheiten innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 23 vorgesehen und von einer Perlitwärmeisolation 24 umgeben. In den Vorkühler 22 ist poröses Gestein 30 (z.B. Bimsgestein) gefüllt. Der Flüssiggas-Speicherraum besteht aus Kupferrohren 25, die von einem (Rohr-) Boden 34- in einern Kopfraum 26, zu dem hin sie offen sind} nach unten reichen. Der die Rohre 25 umgebende Behälter 29 ist mit einem cryogenisehen Mittel 27 gefüllt. Der Raum mit dem eryogenischen Mittel ist gegen überdruck mit einer Platzscheibe 28 gesichert. Die anfc'v^iiuhe Abkühlung des cryogenischen Mittels 27 erfolgt durch Einleitung eines geeigneten Kältemittels in die Rohre 25 über ein Füllrohr 31· Eine Leitung 32 dient zur Verbindung der Einrichtung mit einer nicht dargestellten Gasleitung. Die Leitung 33 verbindet den Vorkühler 22 mit dem Kopfraum 26.In the embodiment according to FIG. 4, a precooler 22 and a container 29 for liquefied gas are provided as separate units within a common housing 23 and are surrounded by perlite thermal insulation 24. Porous rock 30 (for example pumice rock) is filled into the precooler 22. The liquid-storage space is made of copper tubes 25 by a (tubular) Soil 34- rich in an N headspace 26, towards which they are open} downwards. The container 29 surrounding the tubes 25 is filled with a cryogenic agent 27. The space with the eryogenic agent is secured against overpressure with a space disk 28. The initial cooling of the cryogenic agent 27 takes place by introducing a suitable refrigerant into the tubes 25 via a filling tube 31. A line 32 is used to connect the device to a gas line (not shown). The line 33 connects the precooler 22 to the head space 26.
In der Ausführung3form gemäß Fig. 5 wird Erdgas von der Erdgasquelle über eine Abzugsleitung 21 in eine Verteilungsrohrleibung 42 und dann durch innerhalb einer Isolierung vorgesehene Vorkühler 43 in von einem cryogenischen Mittel 46, das in einem isolierten Behälter 47 enthalten ist, umgebeno Rohre 45 eingeleitet. .In the embodiment according to FIG. 5, natural gas is taken from the natural gas source via a discharge line 21 into a distribution pipe soffit 42 and then through within insulation provided precooler 43 in by a cryogenic means 46 contained in an insulated container 47 surrounded o Pipes 45 initiated. .
Im Rahmen eines Vorouehs zur Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Prin'/'ipb wurde das iiohlenv/assorstorf^asAs part of a preliminary to the presentation of the underlying principle of the invention Prin '/' ipb became the iiohlenv / assorstorf ^ as
- 15 00983W1584 - 15 00983W1584
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1A-37 382.1A-37 382.
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Butan als gasförmiger Stoff verwendet und Cyclohexan als das cryogenische-Mittel. Die Vorrichtung hatte im wesentlichen die Ausbildungsform gemäß Pig. 4 mit der Ausnahme, daß kein. Vörkühler verwendet wurde, da"die Betriebstemperatüren nahe der umgebungstemperatur lagen. Die Vorrichtung hatte folgende Konstruktionsmerkmale: ' Butane is used as a gaseous substance and cyclohexane is used as a the cryogenic agent. The device essentially had the form of training according to Pig. 4 except that no. Pre-cooler was used because "the operating temperatures were close to the ambient temperature. The device had the following design features: '
D'fer Speicherraum bestand aus 25 quadratisch angeordneten Kupferrohren mit einer Länge von 110 cm, einem Außendurchmesser von Lv125 cm und einem Innendurcnmesser von. 0,95 cm sowie ., einem Abstand der Eohrachsen» von 2,5 cm. Als. cryogenisches Mittel .wurden 18 1 Cyclohexan mit einem Schmelzpunkt vpn ■ 2?9v5 K verwendet. Dieses wurde auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes durch Einleitung einer kleinen Menge flüssigen Erdgases in die Kupferrohre abgekühlt. Das flüssige Erdgas ließ man aus der Einrichtung abdampfen, worauf n-Butan, das einen Siedepunkt von etwa 2880K bei 30 Atm. und 273°K bei 15 Atm. hat, in den Kopf raum mit 30 Atm. eingeleitet wurde. Hach 10 min wurde der Druck auf 15 Atm. abgesenkt. Dieser Cyclus wurde in Intervallen von 24 min wiederholt und folgende Ergebnisse erzielt:The storage room consisted of 25 square copper pipes with a length of 110 cm, an outside diameter of 1 25 cm and an inside diameter of. 0.95 cm and., A distance between the ear axes »of 2.5 cm. As. cryogenic agent. 18 l of cyclohexane with a melting point of 2? 9v5 K were used. This was cooled to a temperature below the melting point by introducing a small amount of liquid natural gas into the copper pipes. The liquid natural gas was allowed to evaporate from the device, whereupon n-butane, which has a boiling point of about 288 ° K at 30 atm. and 273 ° K at 15 atm. has, in the head space with 30 atm. was initiated. After 10 minutes the pressure rose to 15 atm. lowered. This cycle was repeated at intervals of 24 minutes and the following results were obtained:
. ■ '■ - T A BE L L Ε" I. ■ '■ - TA BE LL Ε "I
Zyklus ITr. ;, Gew. an flüssigem Gev/. an ver-Cycle ITr. ;, Weight of liquid Gev /. to ver
n-Butan dampftemn-Butann-butane steamed n-butane
Gramm GrammGram gram
Bei einem zx^eiten Versuch vmrde verflüssigtes Erdgas in einer Vorrichtung, wie sie in Kg, 5 dargestellt ist und bei der der Vorkühler mit Granitbrocken gefüllt war, behandelt.In a second attempt, liquefied natural gas is used in one Device as shown in Kg, 5 and in the the pre-cooler was filled with lumps of granite.
■- 16 ·- 009 831/1564 ■ - 16 - 009 831/1564
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Der Flüssiggas-Speicherraum bestand aus 213 Kupferrohren einer Länge von 120 cm, einem Außendurchmesser von 3575 cm und einer Wandstärke von 0,15 cm. Diese waren wiederum quadratisch angeordnet; der Abstand ihrer Achsen betrug 5,5 cm. Als cryogenisches Mittel wurden 460 1 Isooctan mit einem Schmelzpunkt von 165°K verwandt.The liquefied gas storage chamber consisted of copper tubes 213 a length of 120 cm, an outer diameter of 3 5 75 cm and a wall thickness of 0.15 cm. These were again arranged in a square; the distance between their axes was 5.5 cm. 460 liters of isooctane with a melting point of 165 ° K were used as the cryogenic agent.
Der Vorkühler war zylindrisch ausgebildet und hatte einen Durchmesser von 1 m und eine Länge von 2 m. Die Füllung bestand aus 2 600 kg Granitkörnern von etwa 2 cm Durchmesser. Die ganze Vorrichtung war von einer Perlitwarmeisolation mit 1 m Dicke umgeben.The pre-cooler was cylindrical and 1 m in diameter and 2 m in length from 2,600 kg granite grains about 2 cm in diameter. The whole device was of perlite heat insulation Surrounded with a thickness of 1 m.
Das cryogenische Mittel wurde auf eine Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes durch Einleitung von 100 kg des verflüssigten Methans in den Speicherraum, aus welchem dieses durch den Vorkühler abdampfen konnte, abgekühlt.The cryogenic agent was kept at a temperature below its melting point by introducing 100 kg of the liquefied methane into the storage space from which this could evaporate through the pre-cooler, cooled.
Da diese Vorrichtung nur die Abmessung einer Pilot-Anlage hatte, waren die Kälteverluste aufgrund unzureichender Wärmeisolation und anderer in der verhältnismäßig kleinen Größe begründeter Umstände überdurchschnittlich groß. Diese die Wirtschaftlichkeit bestimmenden Verluste können bei verbesserter Wärmeisolation und größeren Vorrichtungen erheblich erniedrigt werden. Mit der Pilotanlage wurden die sich aus Tabelle II ergebenden Ergebnisse erzielt.Since this device was only the size of a pilot system, the cold losses were due to inadequate thermal insulation and other circumstances justified in the relatively small size above average. This the Losses that determine profitability can be significant with improved thermal insulation and larger devices to be humiliated. The results shown in Table II were obtained with the pilot plant.
009831/1564009831/1564
IA-37 382IA-37 382
dampftver
steams
druck
Atm.Evaporation
pressure
Atm.
gungsdruck
Atm.Liquefaction
supply pressure
Atm.
(Zykluszeit
24 h)Attempt no.
(Cycle time
24 hours)
flüssigtem
Erdgas in kgGeν /, an ver
liquid
Natural gas in kg
flüssigtver
liquid
PATENTAWSPHÜCHE :PATENTAWSPHÜCHE:
31/150431/1504
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet , daß der Speicherraum eine Anzahl zur Gaszufuhreinrichtung hin offene Rohre
('25, 4-5) aufweist.11) Device according to one of claims 8 to 10,
characterized in that the storage space has a number of pipes open to the gas supply device
('25, 4-5).
cryogenische Mittel (8) aus einer Anzahl innerhalb des
Speicherraums (9 (Fig· 3)) vorgesehener Hohlkörper (11) besteht. 12). Device according to one of Claims 7 to 11, characterized in that the container for the
cryogenic means (8) from a number within the
Storage space (9 (Fig. 3)) provided hollow body (11).
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GB (1) | GB1289551A (en) |
NL (1) | NL7000811A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005007551B4 (en) * | 2004-02-19 | 2007-12-13 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Method of operating a cryogenic liquid gas storage tank |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2139586C2 (en) * | 1971-08-06 | 1973-05-03 | Linde Ag | Process and system for liquefying and re-evaporation of natural gas or methane |
GB1530785A (en) * | 1975-08-07 | 1978-11-01 | British Steel Corp | Scrap treatment |
AU520049B2 (en) * | 1976-08-16 | 1982-01-14 | University Of Sydney, The | Cryogenic pumping system |
US4457877A (en) * | 1980-09-01 | 1984-07-03 | Love James Prince | Fluid gasification apparatus |
US4611474A (en) * | 1984-05-14 | 1986-09-16 | Kms Fusion, Inc. | Microminiature refrigerator |
DE19919639C1 (en) * | 1999-04-30 | 2000-11-16 | Messer Griesheim Gmbh | Process for providing a continuous supply of natural gas |
US20030036990A1 (en) * | 2001-03-14 | 2003-02-20 | Sprehe Paul R. | Method and system for financing natural gas utility inventories in underground reservoirs |
CN100451437C (en) * | 2007-04-06 | 2009-01-14 | 罗东晓 | LNG multifunctional station for integrating peak regulating, warehouse, gas refueling and accident respond |
US20110297346A1 (en) * | 2009-02-11 | 2011-12-08 | Moses Minta | Methods and Systems of Regenerative Heat Exchange |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE877747C (en) * | 1951-02-23 | 1953-05-26 | Hoechst Ag | Process for bringing about a balance in the case of chlorine systems working in a network |
US3006155A (en) * | 1960-09-06 | 1961-10-31 | Gen Electric | Heat pump including charge modifying means |
US3302416A (en) * | 1965-04-16 | 1967-02-07 | Conch Int Methane Ltd | Means for maintaining the substitutability of lng |
GB1144550A (en) * | 1967-12-19 | 1969-03-05 | Shell Int Research | Apparatus and process for liquefying and revaporizing gases |
-
1969
- 1969-01-23 GB GB395569A patent/GB1289551A/en not_active Expired
-
1970
- 1970-01-09 US US1744A patent/US3661542A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1970-01-21 DE DE19702002552 patent/DE2002552A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005007551B4 (en) * | 2004-02-19 | 2007-12-13 | General Motors Corp. (N.D.Ges.D. Staates Delaware), Detroit | Method of operating a cryogenic liquid gas storage tank |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AR195260A1 (en) | 1973-09-28 |
NL7000811A (en) | 1970-07-27 |
ES375722A1 (en) | 1972-07-01 |
FR2037049B1 (en) | 1973-10-19 |
FR2037049A1 (en) | 1970-12-31 |
BE744726A (en) | 1970-07-22 |
GB1289551A (en) | 1972-09-20 |
US3661542A (en) | 1972-05-09 |
CA928630A (en) | 1973-06-19 |
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