-
Verfahren zum' Speichern von Stadtgas, Kokereigas u. dgl. methanhaltigen
Gasen Es ist schon vorgeschlagen worden, die Speichermöglichkeit von Methan
oder methanreichen Gasen dadurch zu verbessern, daß das Ausgangsgas in einen Behälter,
der ein aus Propan und Butan bestehendes Flüssiggasgemisch enthält, unter Hochdruck
gepreßt wird. Sofern man bei diesem Verfahren von Gasen oder Gasgemischen ausgeht,
die neben Methan auch wesentliche Mengen an Kohlenoxyd und Wasserstoff enthalten,
wie dies bei Kokereigas, Stadtgas usw. der Fall ist, ist die Aufnahmefähigkeit des
Speicherbehälters nicht durch die Löslichkeit des Methans in dem Flüssiggasgemisch
bei dem angewandten Druck begrenzt, sondern durch die Menge der in dem Flüssiggasgemisch
nicht oder nur in sehr geringem Maße löslichen Gasbestandteile, die in dem über
dem Flüssiggasgemisch befindlichen freien Raum des Speicherbehälters untergebracht
werden kann.
Die Erfindung ermöglicht es demgegenüber, auch beim
Ausgehen von methanhaltigen Gasen oder Gasgemischen, wie Kokereigas, Stadtgas usw.,
die neben Methan noch größere Mengen an Kohlenoxvd und Wasserstoff enthalten, eine
der Löslichkeit des Methans in dem Flüssiggasgemisch entsprechende Speicherung zu
erzielen und dadurch eine wesentliche Steigerung der Speieherfähigkeit zu erreichen.
Zu diesem Zweck besteht die Erfindung .darin, daß das :4usgangsgas einer Hochdruckwäsche
mit einem aus Propan und Butan bestehenden Flüssiggasgemisch unterworfen und die
mit Gas angereicherte Lösung dem Speicher unter Druck zugeführt wird.
-
Zur praktischen Durchführung dieses Verfahrens eignet sich jedes Waschverfahren.
also beispielsweise ein solches, wie es von der Benzolgewinnung unter Druck bekannt
ist. Man wird also. vorteilhaft in einem druckfesten Waschturm, der mit Raschig-Ringen
ausgefüllt ist, das Flüssiggasgemisch als Waschflüssigkeit in Form einer Berieselung
oben aufgeben und das vom Methan zu befreiende verdichtete Gas, welches beispielsweise
auf einen Druck von aoo ata verdichtet ist, in dem Turm hochsteigen lassen. Man
kann auch das verdichtete Gas in feiner Verteilung durch eine unter entsprechendem
Druck stehende Flüssigkeitsschicht hochsteigen lassen oder in jeder anderen für
die Waschung an sich bekannten Weise arbeiten. Die mit dem Methan stark angereicherte
Flüssigkeit. die neben dem Methan auch das Äthan und die schweren Kohlenwasserstofte
aufgenommen hat, gelangt dann in einen Speicherbehälter, aus dem die üblichen Druckflaschen
gespeist werden können.
-
Da die Kohlensäure des Gases ebenfalls von dem Flüssiggasgemisch gelöst
werden und einen Ballast für. dasselbe darstellen würde. empfiehlt es sich, die
Kohlensäure vorher aus dem Gas herauszunehmen. Dies ist im vorliegenden Fall besonders
leicht möglich, da die Kohlensäure bei höherem Druck schon mit Hilfe von Wasser
ausgewaschen werden kann. Man wird diese Kohlensäurewäscli; zweckmäßig nach der
ersten oder zweiten Stufe der mehrstufigen Verdichtung des Gases bei etwa 2o ata
einschalten.
-
Das nach Herausnahme des Methans aus dem verdichteten Ausgangsgas
übrigbleibende Restgas wird zweckmäßig für die Verdichtung des Ausgangsgases ausgenutzt.
Zu diesem Zweck kann man beispielsweise das hoch verdichtete Gas zunächst unter
Arbeitsleistung ganz oder teilweise entspannen und dann den zur Energieerzeugung
erforderlichen Anteil des Gases in einer Gasmaschine verbrennen. welche die Kompressoren
für die Verdichtung des Ausgangsgases antreibt. Es ist natürlich auch möglich, die
in dem verdichteten Gas steckende Energie in jeder anderen an sich bekannten Weise
und für Jeden anderen Zweck auszunutzen. Der für die Erzeugung der Verdichtungsenergie
nicht erforderliche Anteil des Restgases kann in beliebiger Weise verwendet werden.
Da dieses Restgas im Nvesentlichen aus Wasserstoff besteht, kann es vorteilhaft
für solche Zwecke Anwendung finden, für die ein besonders -wasserstoffhaltiges Gas
benötigt wird. Sofern in diesem Fall der geringe Kohlenotydgehalt stört, kann das
restliche Kohlenoxyd vor Entspannung des Restgases z. B. durch eine Druckwäsche
leerausgenommen werden.
-
Dort, wo als Hilfsflüssigkeit Flüssiggas verwendet wird, wie Propan.
Butan. od. dgl.. kann die Verdampfung der Hilfsflüssigkeit bei der Entnahme des
gespeicherten Methans aus der Druckflasche dadurch verhindert werden, daß die Entspannung
nur bis zu einem solchen Druck erfolgt, bei dein das Propan, Butan od. dgl. noch
flüssig ist. Es ist auch möglich, bei der Entnahme das Propan, Butan od. dgl. mit
zu verdampfen, so daß praktisch der Flascheninhalt vollkommen verbraucht wird. Die
hierbei auftretende Heizwerterhöhung kann unter Umständen von Vorteil sein.
-
Der durch das Verfahren nach der Erfindung erzielte Gewinn an Speicherfähigkeit
geht am besten aus einem Vergleich mit der bisherigen Arbeitsweise hervor. Für den
Vergleich sei ausgegangen von Gasen der nachfolgenden Zusammensetzung:
| Gehalt an Ver- |
| bren- |
| Gasart nungs- |
| Hz CHF CO CmHn CO_ O_ \., Warme |
| - kcal -Nma |
| Ofengas 51 33 9 3 2 '- ' 5-145 |
| Ferngas 50 25 5 3 3 1 13 -1553 |
| Stadtgas 50. 17 17 2 3 - 11 39,-0 |
und zwar handelt es sich bei dein Oiengas um ein gereinigtes Destillationsgas aus
Steinkohle ohne Wassergaszusatz, bei dein Ferngas um ein solches mittlerer Zusammensetzung
der Ruhrgas _4. G. und bei dein Stadtgas uni ein Stadtgas eines Gaswerkes.
-
Werden diese Gase in Flaschen bei 23 C und zoo ata eingefüllt. so
kann man in i drin Flascheninhalt folgende Mengen speichern. in m3, kg und kcal
gerechnet
| Gasart I \m# I kg I kcal |
| Ofengas 177,5 88.6 1080000 |
| Ferngas 177,5 99,2 9o6 ooo |
| Stadtgas 177,5 106,4 79f> ooo |
Wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Methananteii der
gleichen Gase in Butan als Lösungsmittel gelöst, so kann man in dem gleichen Rauminhalt,
also in 1 m3 Lösungsmittel, bei der Temperatur von 25°C und Zoo ata unter Verwendung
der gleichen Ausgangsgase folgende Mengen speichern, wiederum in Nm3, kg und kcal
ausgedrückt:
| Gasart I NTm3 I kg I kcal |
| Ofengas 217 zog 1890000 |
| Ferngas 227 . 127 1890000 |
| Stadtgas '23g 143 i gio ooo |
Aus der. Gegenüberstellung geht hervor, daß bei Verwendung von Ofengas die Speicherfähigkeit
durch Anwendung des Lösungsmittels, in Kalorien gerechnet, von 1 o8oooo auf 189o
ooo kcal, für Ferngas von 9o6 ooo auf 189o ooo kcal und für Stadtgas von j96 ooo
auf 1 gio ooo kcal steigt. Wird von der ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegenden
Möglichkeit Gebrauch gemacht, auch die Speicherflüssigkeit, also in diesem Fall
das Methan, mit zu verbrauchen, so fällt der Vergleich für das Verfahren nach der
Erfindung natürlich noch wesentlich günstiger aus.
-
Die von dem flüssigen Butan gelösten Gasmengen bestehen in der Hauptsache
aus Methan und den anderen Kohlenwasserstoffen 'sowie gegebenenfalls Kohlensäure,
wozu geringe Mengen an Wasserstoff und Kohlenoyd hinzukommen. Das nach dem Waschvorgang
übrigbleibende Restgas setzt sich in der Hauptsache aus Wasserstoff zusammen, es
kann daher mit Vorteil für solche Zwecke Anwendung finden, für die ein stark wasserstoffhaltiges
Gas gebraucht wird.
-
Es ist bekannt, Destillationsgase und Olgas, insbesondere Blaugas,
mit einem hohen Anteil an leicht verflüssigbaren Bestandteilen durch Anwendung höherer
Drücke und Wasserkühlung bzw. auch tiefere Kühlung durch Expansion des schon verdichteten
Gases in ein zum Versand geeignetes, flüssiges Ltuchtgas überzuführen. Dabei wurde
die Beobachtung gemacht, .daß die auskondensierenden Flüssigkeitsbestandteile die
Eigenschaft haben, auch einen Teil der Permanentgase, insbesondere des Methans und
des Wasserstoffes, zu lösen. In diesem Zusammenhange ist auch schon vorgeschlagen
worden, dem zu verflüssigenden Gas eine bestimmte Menge an niedrigsiedenden, leicht
flüchtigen Kohlenwasserstoffen zuzusetzen, die jedoch lediglich die Aufgabe haben
sollen, die leicht löslichen, gasförmigen Kohlenwasserstoffe zuabsorbieren, dagegen
nicht das Methan und die anderen Permanentgase. Die erwähnten älteren Vorschläge,
die aus den Jahren 1903
bis igo6 stammen, eignen sich nur für die Gase der
damaligen Zeit, da die modernen Gase, insbesondere das Stadtgas und auch das aus
Urteer bei hoher Temperatur hergestellte Olgas, in der Hauptsache aus Permanentgasen
bestehen und daher bei der Verdichtung und Abkühlung auf die vorgeschlagenen Drücke
und Temperaturen keine wesentlichen Mengen an flüssigen Bestandteilen abscheiden.
-
Es ist außerdem bekannt (Patentschrift 257 534), zur Darstellung versandfähigen,
hochwertigen, entgifteten, flüssigen Leuchtgases aus vorgereinigtem Steinkohlengas
oder anderen Destillationsgasen neben Anwendung höherer Drücke eine künstliche Urnterkühliumg
auf - 4o bis - 6o° C herbeizuführen. Die hierbei verflüssigten Bestandteile werden
dem Versandgefäß zugeführt, während die schließlich verbleibenden, nicht absorbierten,
schwer verflüssigbaren Gase in ein Gefäß geleitet werden, welches mit einer Flüssigkeit
zur Absorption d:ie-ser Gasse gefüllt ist. Diese Flüssigkeit, die in der Hauptsache
Methan und Wasserstoff aufnimmt, kommt jedoch nicht zum Versand, sondern soll zur
Karburierung des Ausgangsgases oder als Kühlmittel dienen. Es handelt sich also
nicht um die Aufgabe, die Speicherfähigkeit permanenter Gase durch Anwendung von
Lösungsmitteln zu erhöben. Auch dieses Verfahren ist nicht für die in der Hauptsache
aus permanenten Bestandteilen bestehenden modernen Gase geeignet, vielmehr würde
man für diese in sinngemäßer Weiterentwicklung des beschriebenen Verfahrens zum
Lindeverfahren der Gasverflüssigung kommen, bei dem so hohe Drücke und tiefe Temperaturen
angewandt werden, daß eine Verflüssigung des Methans ohne Anwendung besonderer Lösungsmittel
eintritt.
-
Schließlich ist es bekannt, Gase mit einer Flüssigkeit unter Druck
zu waschen und diese Flüssigkeit dann durch Druckentspannung wieder zu regenerieren.
Bei diesem Verfahren erfolgt im Gegensatz zur Erfindung keine Speicherung der durch
den Waschvorgang aufgesättigten Flüssigkeit. Es handelt sich daher nicht um die
Aufgabe; eine wesentliche Erhöhung - der auf gleichem Raum unterzubringerndlen Wärmemengen
diadurch zu erzielen, daß aus den modernen Gasen in der Hauptsache nur das Methan
gespeichert wird.