DE2228382A1 - PROCEDURE FOR MARINE TRANSPORTATION OF LIQUID GAS AND SHIP TO CARRY OUT THE PROCEDURE - Google Patents
PROCEDURE FOR MARINE TRANSPORTATION OF LIQUID GAS AND SHIP TO CARRY OUT THE PROCEDUREInfo
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- F25J2210/00—Processes characterised by the type or other details of the feed stream
- F25J2210/06—Splitting of the feed stream, e.g. for treating or cooling in different ways
Description
Verfahren zum Seetransport von Flüssiggas und Schiff zur Ausführung des Verfahrens Beim Seetransport von verflüssigtem Erdgas, ethan oder einem ähnlichen tiefsiedenden Material kann trotz guter Isolierung der Behälter nicht vermieden werden, daß ständig wärme von außen in die Transportbehälter eindringt und durch diese Wärme Flüssiggas verdunstet, Die Technik bemüht sich, die wirtschaftlichen Verluste, die durch uie Verdunstung der Ladung entstehen, so niedrig wie möglich zu halten, Dies gilt insbesondere für den eetransport von verflüssigtem Erdgas oder ähnlichem Material. Procedure for sea transport of liquefied petroleum gas and ship for execution of the procedure When transporting liquefied natural gas, ethane or similar by sea Low-boiling material cannot be avoided despite the container being well insulated are that constantly penetrates heat from the outside into the transport container and through this heat evaporates liquefied petroleum gas, the technology strives to be economical Losses caused by evaporation of the cargo as low as possible This applies in particular to the transport of liquefied natural gas or similar material.
Bei diesem Vorgang wird durch Verdunstung entstehendes Gas aufgefangen und als Energiequelle für den Schiffsantrieb verwendet. Aus den nachstehend erläuterten Grünaen ist das bisherige verfahren im ergebnis jedoch unbefriedigend O Trotz der aufwendigen Isolierung, mit der üblicherweise die Ladetanks der Flüssiggas-Tankschiffe versehen werden, liegt der Verdampfungsverlust je nach Schiffsgröße etwa in einem Bereich von 0,20 bis 0,35 °O der Gesamtlademenge pro TagO Bei einer heute üblichen Standard-Schiffsgröße, die ein Ladevolumen von 125.000 m3 verflüssigtem Erdgas hat, beträgt der durchschnittliche tägliche Ladungsverlust durch Verdunstung etwa 300 m3 Flüssiggas, entsprechend 178.000 Nm3 pro TagO Nach einem Zeit in der Praxis ausschließlich angewandten Verfahren wird diese Gasmenge, die einen unvermeidlichen Ladungsverlust bildet, der Hauptantriebsanlage des Schiffes als Brennstoff zugeführt0 Dazu ist es notwendig, dieses Gas aus den Tanks abzusaugen, zu verdichten und auf mindestens Umgebungstemperatur aufzuheizen0 Die in dem vorstehenden Zahlenbeispiel angegebene Verdunstungsmenge entspricht bei Verbrennung des Gases in einer modernen Schiffskesselanlage einer Leistung von 290700 Wellen-PS. Da nach den Klassifikationsvorschriften Gas allein nicht als Brennstoff benutzt werden und der maxiamale Anteil nur 85 bis 90 /a' des Eraftstoffes betragen darf, muß ein solches Schiff heute mit einer Antriebsanlage von mindestens 33.000 ,zlellen-PS ausgerüstet werden.During this process, evaporation gas is captured and used as an energy source for ship propulsion. From the below explained Grünaen, however, the results of the previous procedure are unsatisfactory O Despite the elaborate insulation that is usually used for the cargo tanks of the liquid gas tankers are provided, the evaporation loss is approximately one, depending on the size of the ship Range from 0.20 to 0.35 ° O of the total charge per dayO With a current standard Standard ship size with a cargo volume of 125,000 m3 of liquefied natural gas, the average daily charge loss through evaporation is around 300 m3 of liquid gas, corresponding to 178,000 Nm3 per dayO After a time in practice only The method used is this amount of gas, which is an inevitable loss of charge is fed to the main propulsion system of the ship as fuel it is necessary to suck this gas from the tanks, compress it and at least To heat up ambient temperature0 The one given in the numerical example above The amount of evaporation corresponds to the combustion of the gas in a modern ship's boiler system an output of 290,700 shaft horsepower. Since according to the classification rules gas alone cannot be used as fuel and the maximum proportion only 85 to 90 / a 'of the fuel, such a ship today has to have a propulsion system be equipped with at least 33,000 cell horsepower.
Die unvermeidlichen Verdampfungsverluste bedeuten ferner eine Verminderung des tatsächlich verfügbaren A--ansportraumes, da die Verdampfungsverluste während der Fahrt berücksichtigt werden müssen0 Hinzu kommt, daß bei Leerfahrten stets noch eine gewisse Menge Flüssiggas in den Ladetanks bleiben muß, um die Tanks ständig auf der vorgesehenen tiefen Temperatur zu halten, wodurch eine weitere Verminderung des Nutzraumes eintritt, Wegen dieser Verringerung des Transportraumes und wegen des hohen Preises des transportierten Flüssiggases ist die bisherige Läsung, die die Verdampfungsverluste zum Heizen der Schiffskessel' oder dergleichen verwendet, wirtschaftlich völlig unbefriedigend.The inevitable evaporation losses also mean a reduction of the actually available A-sport area, because the evaporation losses must be taken into account while driving0 In addition, when driving empty A certain amount of liquefied petroleum gas must always remain in the cargo tanks in order to keep the tanks to keep it constantly at the intended low temperature, which leads to a further decrease of the usable space occurs, because of this reduction in the transport space and because of the high price of the transported liquefied gas is the previous solution, the the evaporation losses are used to heat the ship's boiler or the like, economically completely unsatisfactory.
Die Anwendung üblicher Rckverflüssigungsverfahren und -Anlagen ist bisher unterblieben, da derartig bekannte Verfahren und Einrichtungen nur mit sehr hohen Investitionen zu verwirklichen sind und im Betrieb große Beergiemengen erfordern.Usual reliquefaction processes and equipment are used so far have not been carried out, since such known methods and facilities only with a lot high investments can be realized and require large amounts of energy in operation.
Zur Lösung der Aufgabe, die Verdampfungsverluste zu verringern, geht die Erfindung von einem Verfahren zur Beförderung von verflüssigtem Erdgas, Methan oder einem ähnlichen Material mit mindestens einem auf einem Schiff angeordneten Isolierbehälter aus, der das verflüssigte Gas unter einer entsprechend tiefen Temperatur und im wesentlichen normalen Druck enthält, wobei durch Verdunstung entstehendes Gas aufgefangen und als Energiequelle für den Schiffsantrieb der Schiffsmaschine zugeführt wird. Nach der Erfindung ist bei diesem Verfahren vorgesehen, daß von dem aufgefangenen Gas ein Teilstrom abgeleitet und unter Temperaturerhöhung verdichtet wird und dann unter Temperaturerniedrigung und anschließender Verflüssigung einen Teil der Wärme auf einen der liaschine zuzuführenden Teilstrom des Gases überträgt, worauf der wieder verflüssigte Teilstrom des Gases nach Entspannung in den Behälter zurückgeleitet wird.To solve the problem of reducing the evaporation losses, goes the invention of a method for transporting liquefied natural gas, methane or a similar material with at least one arranged on a ship Insulated container from which the liquefied gas is kept at a correspondingly low temperature and contains substantially normal pressure, with evaporation Gas captured and used as an energy source for propulsion of the ship's engine is fed. According to the invention it is provided in this method that of a partial flow of the captured gas derived and under temperature increase is compressed and then with lowering the temperature and subsequent liquefaction transfers part of the heat to a partial flow of the gas to be supplied to the machine, whereupon the re-liquefied partial flow of the gas after expansion into the container is returned.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird das gesamte, durch Verdampfung entstehende Gas in einem durch die Rückverflüssigung gesteuerten verhältnis in die beiden Teilströme aufgeteilt0 Die Erfindung sieht ferner eine im wesentlichen adiabatische Verdichtung des zu verflüssigenden Teilstromes unter Verwendung von aus der chiffsmaschine oder einem ilfsbetrieb abgeleiteten Energie vor, Weiter ist vorgesehen, daß der der Maschine zuzuführende Teilstrom verdichtet wird, nachdem er durch den rückzuverflüssigenden Teilstrom erwärmt worden isto Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach darin, das durch Verdampfung entstehende Gas in zwei Teil ströme aufzuteilen, von denen der eine Teilstrom unter Aufwendung geringer, zur Verdichtung dieses Teilstromes benötigter Energie dazu dient, den anderen Teilstrom vorzuwärmen, wobei die Wärmeabgabe so gehalten wird, daß eine erneute Vedlüssigung des vorher verdichteten Teilstromes erreicht wird0 Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, bei denen das durch Verdampfung entstehende, dem Kessel zuzuführende Gas zuerst verdichtet und dann erwärmt wird, wobei für beide Vorgänge zusätzliche Energie benötigt wird, wird nach der Erfindung der für den Schiffsantrieb zu verwendende Teilstrom zunächst durch die Energie erwärmt, die zur Komprimierung in den -wieder zu verflüssigenden Teilstrom eingeführt worden ist, und danach für die weitere Verwendung komprimiert0 Es ergibt sich dadurch eine besonders günstige Energieausnutzung, wobei gleichzeitig die effektiven Verdampfungsverluste beträchtlich verringert werden0 Ein nach der Erfindung vorgesehenes Schiff zum Seetransport von verflüssigtem Erdgas, Methan oder ähnlichem Material ist mit mindestens einem Isolierbehälter ausgestattet, der das verflüssigte Gas unter entsprechend tiefer Temperatur und im wesentlichen normalen Druck enthält und von dem zur Ableitung des durch Verdampfung entstehenden Gases zu einer Schiffsantriebsaniage eine Leitung abgeht, die mit Vorrichtungen zur Verdichtung und zum Wärme austausch verbindet, Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß von der Leitung eine Zweigleitung abgeht, die zunächst zu einem Verdichter und von dort aus zu einem Kondensator mit Sammler für kondensierte Flüssigkeit führt, der durch eine Rückleitung und ein Entspannungsventil mit dem Isolierbehälter verbunden ist und der zusammen mit der zur Schiffsantriebsanlage führenden Leitung als Wärmeaustauscher ausgebildet ist0 Dabei ist vorzugsweise der Sammler als Nachkühler ausgebildet0 Nach der Erfindung geht die Leitung, die das zur Vertrennung vorgesehene Gas führt, vom Wärmeaustauscher über einen Kompressor zur Schiffsantriebsanlage.According to a further feature of the invention, the entire, through Evaporation gas in a ratio controlled by reliquefaction divided into the two substreams0 The invention also provides an essentially adiabatic compression of the partial flow to be liquefied using Energy derived from the ship's engine or an auxiliary company is next provided that the partial flow to be supplied to the machine is compressed after it has been heated by the partial flow to be reliquefied o The basic idea the invention therefore consists in the gas produced by evaporation in two To divide partial streams, of which one partial stream with expenditure of less, The energy required to compress this partial flow is used to generate the other partial flow to preheat, the heat output being kept so that a renewed Vedlündung of the previously compressed partial flow is achieved 0 In contrast to known processes, where that through Evaporation that occurs and is fed to the boiler Gas is first compressed and then heated, with additional for both processes Energy is required, is to be used for the ship propulsion according to the invention Partial flow is initially heated by the energy required for compression in the-again to be liquefied partial flow has been introduced, and then for further use compressed0 This results in a particularly favorable use of energy, whereby at the same time the effective evaporation losses can be reduced considerably0 A ship provided according to the invention for the sea transport of liquefied natural gas, Methane or similar material is equipped with at least one insulated container, which the liquefied gas at a correspondingly low temperature and essentially contains normal pressure and of that used to discharge the evaporation Gas to a ship propulsion system goes off a line with devices for compression and heat exchange connects, according to the invention it is provided that branches off from the line, which initially to a compressor and from there leads to a condenser with a collector for condensed liquid, which is connected to the insulating container by a return line and an expansion valve and together with the line leading to the ship's propulsion system as a heat exchanger is designed0 The collector is preferably designed as an aftercooler0 To the invention is the line that carries the gas intended for separation, from Heat exchanger via a compressor to the ship propulsion system.
Das erfindungsgemäße verfahren laßt sich verhältnismäßig leicht und einfach teuer, Das Verhältnis der teilströme zueinander schwankt bei normalem getrieb nur in geringen Grenzen, Zur Steuerung dient in erster Linie ein am Abzweigungspunkt der Zweigleitung angeordnetes gesteuertes Dreiwegeventil, das durch den Kondensationsdruck steuerbar ist.The inventive method can be relatively easy and simply expensive, the ratio of the partial flows to one another fluctuates with a normal gear unit only to a limited extent, primarily one at the junction is used for control the branch line arranged controlled three-way valve, which by the condensation pressure is controllable.
weitere orzüge und Merkmale der erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden beschreibung und den Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert und dargestellt sind0 Es zeigen: ig, 1 vereinfacht ein erfindungsgemäßes Schiff, Fig. 2 ein Schema einer bekannten Einrichtung, Fig. 3 ein Schema einer erfindungsgemäßen Einrichtung und Fig, 4 eine graphische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens0 Pigo 1 zeigt zunächst vereinfacht ein erfindungsgemäß ausgeführtes Schiff 10o In dem Schiff sind eine Mehrzahl von Isolierbehältern 12, 14 usw, angeordnet, die zoBo Kugelform haben können. Andere Formen sind ebenfalls möglich und üblich. Die Isolierung der Isolierbehälter wird in bekannter Weise so ausgeführt, daß mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand der Verdampfungsverlust, der durch Einwirkung der Wärme des Wassers und der Luft auf den Behälter entsteht, so klein wie möglich bleibt, Das trotzdem durch Verdampfung des Flüssiggases entstehende Gas wird mit einer Leitung 18, die über Anschlüsse 18a, 18b usw. mit den Isolierbehältern 12, 14 usw, verbunden ist, aufgefangen und der Schiffsantriebseinrichtung 16 zuge.further advantages and features of the invention result from the claims as well as from the following description and the drawings, in which exemplary embodiments of the invention are explained and illustrated. The figures show: ig, 1 in simplified form an inventive concept Ship, FIG. 2 is a diagram of a known device, FIG. 3 is a diagram of a device according to the invention Device and FIG. 4 shows a graphic representation of the method according to the invention Pigo 1 initially shows, in a simplified manner, a ship 10o In designed according to the invention the ship are a plurality of insulating containers 12, 14, etc., arranged, the zoBo Can have spherical shape. Other shapes are also possible and common. The isolation the insulated container is in known way carried out so that with an economically justifiable expense the evaporation loss caused by exposure The heat of the water and the air on the container is created as small as possible remains, The gas that is still produced by evaporation of the liquefied gas is with a line 18, which via connections 18a, 18b etc. to the insulating containers 12, 14, etc., is connected, collected and supplied to the ship propulsion device 16.
führt0 Erfindungsgemäß ist eine Rückverflüssigungseinrichtung 20 vorgesehen, in die die Leitung 18 einmündet und von der einerseits eine Bettung 24 zur Schiffsantriebseinrichtung 16, genauer zu einer Einrichtung führt, in der das Gas zur Gewinnung von Wärmeenergie verbrannt wird0 Andererseits geht eine Leitung 22 von der Einrichtung 20 zu den Behältern 12, 14 zurück, um über Anschlüsse 22a, 22b das wieder verflüssigte Gas in die Behälter zurückzuführen, Bei einer Mehrzahl von Behältern ist es nicht erforderlich, sämtliche Behälter an die Rückführleitung 22 anzuschließen0 Es genügt, da zur ein Teil des durch Verdampfung entstehenden Gases wieder verflüssigt wird, für einen entsprechenden, maximalen Rückverflüssigungsstrom Anschlüsse vorzusehen0 Zur Verdeutlichung des erfindungsgemäß erzielbaren Fortschrittes ist in Sigo 2 eine zum Stand der-Technik gehörende Einrichtung dargestellt, mit der bislang das durch Verdampfung von Flüssiggas entstehende Gas einer Verwertung durch Verbrennung zugeführt worden ist0 Bei dieser bekannten Einrichtung wird das aufgefangene Gas mit einer Leitung 100 vom Behälter einem Kompressor 102 zugeführt, dessen Ausgang durch eine- Leitung 104 mit einem Wärmeaustauscher 106 verbunden ist, Das aus dem Wärmeaustauscher kommende Gas wird mit einer Leitung 108 in eine Verbrelmungseinrichtung eingespeist0 Am Eingang des Kompressors 102 hat das Gas eine Temperatur t von etwa 1500 C und einen Druck p = 1 ata0 Am Ausgang des Kompressors 102 ist t = -1250C, p = 1,7 ata0 Nach Verlassen des Järmeaustauschers ist t = +200C, p = 1,7 ata0 Der Wärmeaustauscher 106 wird mit Glycol-Wasser betrieben, das entsprechend vorgewärmt werden muß, Hierzu dient ein Wärmeaustauscher 112, der Dampf über eine Leitung 110 zugeführt erhält, Der Abdampf aus dem Wärmeaustauscher 112 wird über eine Leitung 114 abgeleitet0 Vom Wärmeaustauscher 112 geht das durch den Dampf aufgeheizte Glycol-Wasser über eine Leitung 116 zum Wärmeaustauscher 1060 Zur Umwälzung reicht in diesem Fall die Konvektion nicht aus, weshalb eine Pumpe 120 vorgesehen ist, die den Glycol-Wasser-Kreislauf betreibt, Vom Wärmeaustauscher 106 geht das teilweise verdampfte Glycol-Wasser über eine Leitung 119 in einen Glycol-Wasser-Aufbereitungstank 1180 Zwischen der Leitung 116 und der Leitung 119 ist eine Überströmverbindung 117 vorgesehen0 Eine Leitung 121 verbindet den Aufbereitungstank 118 mit dem Eingang der Pumpe 120.According to the invention, a reliquefaction device 20 is provided, into which the line 18 opens and from which, on the one hand, a bedding 24 to the ship propulsion device 16, more precisely leads to a device in which the gas is used to generate thermal energy is burned0 On the other hand, a line 22 goes from the device 20 to the Containers 12, 14 back to the reliquefied gas via connections 22a, 22b returned to the container, If there are a plurality of containers, it is not necessary to to connect all containers to the return line 22 Part of the gas produced by evaporation is liquefied again, for one Appropriate, maximum reliquefaction flow connections must be provided for clarification The progress that can be achieved according to the invention is, in Sigo 2, one of the prior art Associated device shown, with which so far the evaporation of liquefied gas resulting gas has been recycled by incineration0 In this case known device is the collected gas with one line 100 fed from the container to a compressor 102, the output of which is through a line 104 is connected to a heat exchanger 106, the coming from the heat exchanger Gas is fed into a combustion device with a line 108 at the entrance of the compressor 102, the gas has a temperature t of about 1500 C and a pressure p = 1 ata0 at the output of the compressor 102 is t = -1250C, p = 1.7 ata0 after leaving of the heat exchanger is t = + 200C, p = 1.7 ata0 The heat exchanger 106 is operated with glycol water, which must be preheated accordingly, is used for this a heat exchanger 112 which receives steam supplied via line 110, Der Exhaust steam from the heat exchanger 112 is discharged via a line 1140 Vom Heat exchanger 112 passes the glycol water heated by the steam over a Line 116 to heat exchanger 1060 In this case, convection is sufficient for circulation not out, which is why a pump 120 is provided for the glycol-water circuit operates, The partially evaporated glycol water passes over from the heat exchanger 106 a line 119 to a glycol water treatment tank 1180 between the line 116 and the line 119 an overflow connection 117 is provided0 A line 121 connects the treatment tank 118 to the inlet of the pump 120.
Die Einrichtung weist zur Regelung Ventile auf, die durch mit TC bezeichnete Einrichtungen in Abhängigkeit von in den einzelnen Bereichen vorliegenden Temperaturen gesteuert werden0 Für den Kompressor 102 ist eine Drucksteuerung 103 vorgesehen, Ferner ist zur Überwachung am Tank 118 ein Süllstandanzeiger LI angeordnet, der bei Erreichen eines Höchst- bzw. Mindestfüllstandes jeweils' ein für die Steuerung der Einrichtung erforderliches Signal abgibt0 Die vorstehende Erläuterung der bekannten Einrichtung zeigt, daß diese einerseits einen erheblichen technischen Aufwand erfordert, andererseits das durch Verdampfung entstehende Gas praktisch nur zur Verbrennung aufbereitet, wofür noch zusätzliche beträchtliche Energien benötigt werden0 Eine erfindungsgemäße Einrichtung 20 ist in Sigo 3 näher dargestellt. Danach geht die Leitung 18 zu einem Dreiwageventil 26, in dem die gesamte ankommende Gasmenge in zwei Teilströme aufgeteilt wird0 Diese Aufteilung erfolgt in einem bestimmten, gesteuerten Verhältnis0 Ein Teilstrom wird vom Ventil 26 mittels einer Leitung 28 in den Eingang eines Kompressors 30 eingespeist0 Der Ausgang des Kompressors ist mit einer Leitung 32 an einen Kondensator 34 angeschlossen, der mit einem Sammler und Nachkühle-r 36 zusammen eine bauliche Einheit bildet, In der Einrichtung 34, 36 verflüssigt sich das durch-den Kompressor 30 verdichtete und erwärmte Gas nach Wärmeabgabe an das zu verbrennende Gas. Das im Sammler aufgefangene Flüssiggas kann nach Unterkühlung über eine Leitung 22 und ein Entspannungsventil 62 zu den Behältern 12, 14 zurückgeführt werden0 Ein zweiter, größerer Teilstrom fließt vom Ventil 26 durch eine Leitung 40 zu der hier vereinfacht als Kühlechlange dargestellten Gasführung des Sammlers und Nachkühlers 36, in dem das neu verflüssigte Gas unterkühltnwlrdO Durch eine Leitung 44, mit der die Leitung 40 durch eine ein Ventil enthaltende Überströmleitung 46 verbunden ist, wird das Gas weiter der Kühlschlange 48 des Kondensators 34 zugeführt. Von dort aus geht das erheblich angewärmte Gas über eine Leitung 50 zum Eingang des Kompressors 52 und wird in diesem für die Verbrennung entsprechend verdichtet0 An den Ausgang des Kompressors 52 schließt die Leitung 24 an, Die Kompressoren 30, 52 dienen auch zur Ansaugung des Gases aus den Behältern 12, 14o Die erfindungsgemäße Einrichtung ist mit entsprechenden Mitteln zur Steuerung und Regelung des Verfahrensablaufes in den einzelnen Abschnitten ausgestattet0 In der Figo 3 sind druckabhängige ftegeleinrichtungen mit PC, vom Füllstand abhängige Regeleinrichtungen mit SC bezeichnet0 Eine Druckregeleinrichtung 54 liegt zwischen der Leitung 18 und dem Kompressor 52 und sorgt dafür, daß der Druck in den Behältern 12, 14 konstant bleibt, Für den Kompressor 30 ist eine druckabhängige Drehzahlregelung 56 vorgesehen0 Ferner wird das Ventil 26 zur Aufteilung des über die Leitung 18 kommenden Gases in Teilströme durch den Kondensationsdruck (=Verdichtungsdruck) in der Leitung 32 mit der Vorrichtung 58 gesteuert Für den Sammler 36 ist es wichtig, daß der Füllstand stets eine ilindeethöhe hat und einen Höchststand nicht überschreitet0 Zur Regelung dieses Zustandes ist die Füllstandsregelung 60 vorgesehen, die ein Entspannungs-Ventil 62 in der Rückführleitung 22 steuert, Zur weiteren Erläuterung der Erfindung dient das in Fig.The device has valves for regulating, denoted by TC Facilities depending on the temperatures in the individual areas controlled0 For the compressor 102 is a pressure control 103 is provided. Furthermore, a fill level indicator LI is provided on the tank 118 for monitoring purposes arranged, which when a maximum or minimum level is reached in each case ' emits the signal required to control the device 0 The above Explanation of the known device shows that this on the one hand a considerable Requires technical effort, on the other hand the gas produced by evaporation practically only prepared for incineration, for which additional considerable ones Energies are required 0 A device 20 according to the invention is closer in Sigo 3 shown. Thereafter, the line 18 goes to a three-balance valve 26, in which the entire incoming gas quantity is divided into two partial flows 0 This division takes place in a certain, controlled ratio 0 A partial flow is from the valve 26 by means of a line 28 fed into the input of a compressor 30 The output of the Compressor is connected with a line 32 to a condenser 34, the with a collector and after-cooler-r 36 together forms a structural unit, In the Device 34, 36 liquefies the compressed air which has been compressed by the compressor 30 heated gas after giving off heat to the gas to be burned. The one caught in the collector After subcooling, liquefied gas can flow through a line 22 and an expansion valve 62 to containers 12, 14 0 A second, bigger one Partial flow flows from valve 26 through a line 40 to the simplified here as Cooling coil shown gas routing of the collector and aftercooler 36, in which the newly liquefied gas subcooled through a line 44, with which the line 40 is connected by an overflow line 46 containing a valve, the Gas is further fed to the cooling coil 48 of the condenser 34. From there goes the considerably heated gas via a line 50 to the inlet of the compressor 52 and is compressed accordingly for the combustion0 to the output of the Compressor 52 connects the line 24, the compressors 30, 52 are also used for Suction of the gas from the containers 12, 14o The device according to the invention is with appropriate means for controlling and regulating the process sequence in the individual sections 0 In Figo 3 there are pressure-dependent levers with PC, control devices that depend on the level are designated with SC0 A pressure control device 54 is between the line 18 and the compressor 52 and ensures that the Pressure in the containers 12, 14 remains constant, for the compressor 30 is a pressure-dependent Speed control 56 provided0 Furthermore, the valve 26 is used for dividing the over the line 18 of incoming gas in partial flows through the condensation pressure (= compression pressure) controlled in the line 32 with the device 58 For the collector It is important that the fill level is always at a height and at a maximum level does not exceed 0 The level control 60 is used to regulate this state provided, which controls a relief valve 62 in the return line 22, To Further explanation of the invention is provided in FIG.
4 gezeigte Diagramm, Auf der Abszisse ist die Enthalpie i abgetragen-, auf der Ordinate log p. Bei Betrachtung des Diagramms sind die folgenden Beziehungen zu beachten: Q nutzbar fOVerflüssigung = m2 . # i2 = m2 (i2a - i1) Bs muß sein: m2 . a i2 = m1 ° a i1 m1 m1 # i2 Damit ist: = = m1 +m2 m gesamt # i1 + # i2 ol 0 Reine Flüssigkeitsmenge m1 = m1 o (1 - x) Die für die Verflüssigung dieser Teilmenge kostenwirksam zuzuführende Energie ist minimal, da die aufzuwendende Kompressionsenergie im Rahmen des Wirkungsgrades für die Erwärmung des zur Verbrennung geführten Gases benutzt wird0 Mit Bezug auf die Fig. 9 und 4 und die vorstehenden Formeln werden nachfolgend Zahlenbeispiele gegeben0 Die Punktbezeichnungen beziehen sich auf entsprechend bezeichnete Punkte in Fig. 4 und 3O - Tabelle 1 Punkt T in °K p in ata i in Kcal/kg 1 123 1,03 127,7 2 339 40 232,4 3 186,5 40 79,5 4 133 40 19,8 5 112,5 1,06 19,8 2 a 330 0,95 234,6 3 a 350 1,7-Gasanteil im Kondensat x = 0,155 1 - x = 0,845 # i = i2 - i4 = 232,4 - 19,8 = 212,6 kcal/kg # i2 = i2a- i1 = 234,6 - 127,7 = 116,9 " " m1 = 116,9 = 0,355 # 35,5 % m gesamt 212,6 + 116,9 Tabelle 2 Punkt T in °K p in ata i in Kcal/kg 1 123 1,03 127,7 2 327 36,0 225,3 3 183 36,0 73,0 4 -133 36,0 19,8 5 112,5 1,05 19,8 2 a 317 0,95 226,5 3 a 340 1,70 Gasanteil im Kondensat x = 0,155 1 - x = 0,845 # i1 = i2 - i4 = 225,3 - 19,8 = 205,5 Kcal/kg ! i2 i2a- 11 = 226,5 - 127,7 = 98,8 " tt m1 = 98,8 = 0,325 # 32,5 % m gesamt 205,5+98,8 Die Zahlenbeispiele bestätigen, daß mit einem Aufwand an Vorrichtungen, der in der gleichen Größenordnung wie bisher, liegt, etwa 1/3 des durch Verdampfung anfallenden Gases rückverflüssigt werden kann0 Das Diagramm der Fig.4 shown diagram, on the abscissa the enthalpy i is plotted, on the ordinate log p. Looking at the diagram are the following relationships Note: Q usable fO Liquefaction = m2. # i2 = m2 (i2a - i1) Bs must be: m2. a i2 = m1 ° a i1 m1 m1 # i2 So: = = m1 + m2 m total # i1 + # i2 ol 0 Pure amount of liquid m1 = m1 o (1 - x) The amount required to liquefy this partial amount energy to be supplied cost-effectively is minimal, since the compression energy required within the scope of the efficiency for the heating of the gas fed to the combustion 0 With reference to Figures 9 and 4 and the above formulas Numerical examples given below 0 The point designations refer to accordingly designated points in Figs. 4 and 3O - Table 1 Point T in ° K p in ata i in Kcal / kg 1 123 1.03 127.7 2 339 40 232.4 3 186.5 40 79.5 4 133 40 19.8 5 112.5 1.06 19.8 2 a 330 0.95 234.6 3 a 350 1.7 gas content in the condensate x = 0.155 1 - x = 0.845 # i = i2 - i4 = 232.4 - 19.8 = 212.6 kcal / kg # i2 = i2a- i1 = 234.6 - 127.7 = 116.9 "" m1 = 116.9 = 0.355 # 35.5% m total 212.6 + 116.9 Table 2 Point T in ° K p in ata i in Kcal / kg 1 123 1.03 127.7 2 327 36.0 225.3 3 183 36.0 73.0 4 -133 36.0 19.8 5 112.5 1.05 19.8 2 a 317 0.95 226.5 3 a 340 1.70 gas content in the condensate x = 0.155 1 - x = 0.845 # i1 = i2 - i4 = 225.3 - 19.8 = 205.5 Kcal / kg! i2 i2a- 11 = 226.5 - 127.7 = 98.8 "tt m1 = 98.8 = 0.325 # 32.5 % m total 205.5 + 98.8 The numerical examples confirm that with an expenditure of devices, which is in the same order of magnitude as before, about 1/3 that of evaporation accumulating gas can be reliquefied 0 The diagram in Fig.
4 zeigt ferner, daß für den zu verflüssigenden Teil strom zunächst Druck und Temperatur erhöht werden0 Dann wird bei konstantem Druck die Temperatur erniedrigt, wobei an einem bestimmten von p und T abhängigen Punkt die Verflüssigung eintritts Nach weiterer Ab- und Unterkühlung wird dann der Druck entspannt, verbunden mit weiterer Temperaturerniedrigungo - PATENTANSPRÜCHE -4 also shows that for the part to be liquefied stream initially Pressure and temperature are increased0 Then, at constant pressure, the temperature decreased, whereby at a certain point dependent on p and T the liquefaction entry After further cooling and subcooling, the pressure is then released, connected with further temperature reduction o - PATENT CLAIMS -
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