WO2001078871A1 - Gastrocknungsanlage - Google Patents
Gastrocknungsanlage Download PDFInfo
- Publication number
- WO2001078871A1 WO2001078871A1 PCT/AT2001/000111 AT0100111W WO0178871A1 WO 2001078871 A1 WO2001078871 A1 WO 2001078871A1 AT 0100111 W AT0100111 W AT 0100111W WO 0178871 A1 WO0178871 A1 WO 0178871A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- gas
- water vapor
- pressure
- water
- temperature
- Prior art date
Links
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 title 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 title 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 44
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 42
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 7
- 238000007710 freezing Methods 0.000 abstract 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 abstract 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
- B01D53/265—Drying gases or vapours by refrigeration (condensation)
Definitions
- the invention relates to a plant for drying gases, in particular natural and natural gas and hydrogen.
- the first known possibility is to dry the sucked-in gas on the inlet side with a water vapor-absorbing material. It is also possible to dry the suction gas by external supercooling (-50 ° C) (cold drying). Both options are relatively expensive. In the first case, it is primarily the short service life of the water vapor absorbing material and in the second case the high energy consumption that make it impossible to use it in the CNG area.
- Another way is drying using the PSA process (Pressure Swing System). This procedure is used on the print side.
- a moisture-absorbing material is used that is able to absorb water under pressure. In return, the absorbed water is released again while relaxing and purging with dry and hot gas. However, this requires a certain amount of gas to be lost to the atmosphere while at the same time consuming a lot of energy for heating the purge gas.
- the simplest way to dry the compressed gas is to cool the gas after the compressor in a so-called aftercooler to ambient temperature and to discharge the water from the machine.
- this method only produces insufficient drying results, and in the case of natural gas, the condensate must not simply be disposed of in the sewage system, since odorants are also partially dissolved in the condensate.
- the object of the present invention is to provide a plant for drying gases which does not have the disadvantages of the prior art and in particular achieves a good drying result.
- the system according to the invention is characterized by a compressor for compressing the gas to be dried, a cooler for cooling the compressed gas, whereby water vapor condenses, a device for relaxing the cooled, compressed gas, whereby the gas is further cooled so that further water vapor condenses, one water separator connected to the device, in which all the condensed water vapor is separated from the gas, and a device for adjusting the temperature in the water separator so that the condensed water vapor does not freeze.
- the device for expanding the cooled, compressed gas in combination with the device for setting the temperature in the water separator is a temperature-controlled expansion valve.
- the gas to be dried e.g. Hydrogen, natural gas or natural gas, which contain moisture in the form of small water drops and in the form of gaseous water vapor, into the suction buffer 2.
- the flow rate is first reduced in order to separate out all the water carried in the form of water drops (pre-separation).
- pre-separation only the moisture carried in the form of gaseous water vapor enters the compressor 3 from the suction buffer 2.
- the gas is compressed to a pressure which is 30-40% above the gas pressure which should prevail in the end product, that is to say the dried gas.
- the gas passes through the expansion valve 5 into the high-pressure water separator 6.
- the pressure is reduced, which is only about 15 to 20% above the gas pressure that should prevail in the end product, i.e. the dried gas, which means that the gas cools down strongly and further water vapor condenses out
- the expansion valve 5 is always set by means of the temperature sensor 7 so that the gas temperature remains just above 0 ° C.
- the condensate cannot freeze
- the level measuring probe 10 opens the condensate ball valve 11 when a certain amount of condensate is overshot.
- the condensate 12 is then passed into the suction buffer 2.
- the condensate 12 is one Oil layer 13 covered with an extremely low vapor pressure Due to the difference in density between water 12 and oil layer 13, there is no mixing and the condensed water 12 is cleanly sealed off from the intake gas
- the oil layer 13 can be checked from time to time via the control valves 14.
- the accumulated condensate 12 is drained off and disposed of at regular intervals via the condensate drain valve 15
- a gas containing 100 mg H 2 0 per cubic meter can be dried to about 3 mg HO / m 3
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Trocknen von Gasen und ist gekennzeichnet durch einen Kompressor (3) zum Komprimieren des zu trocknenden Gases, einen Kühler (4) zum Kühlen des komprimierten Gases, wobei Wasserdampf kondensiert, eine Vorrichtung (5) zum Entspannen des gekühlten, komprimierten Gases, wodurch das Gas weiter abgekühlt wird, sodass weiterer Wasserdampf kondensiert, einen an die Vorrichtung (5) angeschlossenen Wasserabscheider (6), in welchem der gesamte kondensierte Wasserdampf aus dem Gas abgeschieden wird, und eine Vorrichtung (7) zum Einstellen der Temperatur im Wasserabscheider (6), sodass der kondensierte Wasserdampf nicht friert.
Description
Gastrock-nungsanlage
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Trocknen von Gasen, insbesondere Erd- und Naturgas und Wasserstoff.
Wenn Wasserstoff, Naturgas oder Erdgas bei höheren Drücken gebraucht wird (wie zum Beispiel bei CNG-Tankstellen), ist es notwendig, das Gas zu verdichten. Durch eine Druckerhöhung verändert sich der Partialdruck des Wasserdampfes entsprechend der eingetretenen Druckerhöhung. In den meisten Fällen liegt das Gas an der Eingangsseite mit einem Drucktaupunkt von -30 bis -20°C vor. Das bedeutet einen Wassergehalt von rund 100 - 200 mg je m3 bei 1 bar Absolutdruck. Wird nun der Druck auf zum Beispiel 200 bar (Tankdruck für CNG-Fahrzeuge) erhöht, so stellt sich eine neue maximale Wasserdampfsättigung von rund 15 mg je m3 ein (bei 0°C). Das restliche Wasser fällt bei der Verdichtung in Form von kondensiertem Wasserdampf aus.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, das Wasser dem Stand der Technik gemäß aus dem Gasstrom zu entfernen. Die erste bekannte Möglichkeit ist, das angesaugte Gas an der Eingangsseite mit einem wasserdampfabsorbierenden Material zu trocknen. Weiters ist es möglich, das Ansauggas durch externes Unterkühlen (-50°C) zu trocknen (Kältetrocknung). Beide Möglichkeiten sind relativ teuer. Im ersten Fall ist es vor allem die kurze Standzeit des wasserdampfabsorbierenden Materials und im zweiten Fall der hohe Energieverbrauch, die eine Verwendung im CNG-Bereich unmöglich machen. Ein weiterer Weg ist die Trocknung mittels PSA-Verfahrens (Pressure Swing Anlage). Dieses Verfahren wird an der Druckseite angewandt. Auch hier wird mit einem feuchtigkeitsabsorbierenden Material gearbeitet, das in der Lage ist, unter Druck Wasser aufzunehmen. Im Gegenzug wird das absorbierte Wasser beim Entspannen und gleichzeitigem Spülen mit trockenem und heißem Gas wieder abgegeben. Dies bedingt aber einen gewissen Gasverlust an die Atmosphäre bei gleichzeitigem hohem Energieaufwand für die Erwärmung des Spülgases.
Die einfachste Methode, das Druckgas zu trocknen, besteht darin, das Gas nach dem Verdichter in einem sogenannten Nachkühler auf Umgebungstemperatur abzukühlen und das anfallende Wasser aus der Maschine auszuschleusen. Diese Methode bringt aber nur ungenügende Trocknungsergebnisse, und im Falle von Erdgas darf das anfallende Kondensat nicht einfach in die Kanalisation entsorgt werden, da auch teilweise Odorierungsmittel im Kondenswasser gelöst sind.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zum Trocknen von Gasen zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und insbesondere ein gutes Trocknungsergebnis erzielt.
Die erfindungsgemäße Anlage ist gekennzeichnet durch einen Kompressor zum Komprimieren des zu trocknenden Gases, einen Kühler zum Kühlen des komprimierten Gases, wobei Wasserdampf kondensiert, eine Vorrichtung zum Entspannen des gekühlten, komprimierten Gases, wodurch das Gas weiter abgekühlt wird, sodaß weiterer Wasserdampf kondensiert, einen an die Vorrichtung angeschlossenen Wasserabscheider, in welchem der gesamte kondensierte Wasserdampf aus dem Gas abgeschieden wird, und eine Vorrichtung zum Einstellen der Temperatur im Wasserabscheider, sodaß der kondensierte Wasserdampf nicht friert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist die Vorrichtung zum Entspannen des gekühlten, komprimierten Gases in Kombination mit der Vorrichtung zum Einstellen der Temperatur im Wasserabscheider ein temperaturgeregeltes Entspannungsventil.
Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage näher erläutert.
Über ein Schnellschlußventil 1 gelangt das zu trocknende Gas, z.B. Wasserstoff, Erd- oder Naturgas, welche Feuchtigkeit in Form von kleinen Wassertropfen und in Form von gasförmigem Wasserdampf enthalten, in den Saugpuffer 2. Hier wird zunächst die Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt, um das gesamte, in Form von Wassertropfen mitgeschleppte Wasser abzuscheiden (Vorabscheidung). Aus dem Saugpuffer 2 gelangt somit nur die in Form von gasförmigem Wasserdampf mitgeführte Feuchtigkeit in den Kompressor 3.
Im Kompressor 3 wird das Gas auf einen Druck verdichtet, der um 30 - 40% über demjenigen Gasdruck liegt, der im Endprodukt, also dem getrockneten Gas, vorherrschen soll.
Im anschließenden Kühler 4 wird der gasförmige Wasserdampf aufgrund des erhöhten Drucks zu einem großen Teil auskondensiert. Vorteilhafterweise wird im Kühler 4 kein externes Kühlmedium eingesetzt und somit höchstens auf Umgebungstemperatur abgekühlt.
Dies bedeutet aber durch die vorher angesprochene höhere Verdichtung bereits eine Reduktion von 30 -
herkömmlichen Verfahren
Nach dem Kuhler 4 gelangt das Gas über das Entspannungsventil 5 in den Hochdruckwasserabscheider 6 In dem Entspannungsventil 5 wird der Druck herabgesetzt, der nur mehr rund 15 bis 20 % über demjenigen Gasdruck hegt, der im Endprodukt, also dem getrockneten Gas, vorherrschen soll, wodurch sich das Gas stark abkühlt und w eiterer Wasserdampf auskondensiert
Das Entspannungsventil 5 wird mittels Temperaturfühlers 7 immer so eingestellt, daß die Gastemperatur knapp über 0°C bleibt So kann das Kondensat nicht einfrieren
Durch den Pufferbehalter 8 werden etwaige Druckschwankungen ausgeglichen Am Druckregler 9 wird sodann der gewünschte Gasdruck eingestellt
Die Niveaumeßsonde 10 öffnet den Kondensatkugelhahn 11, wenn eine bestimmte Kondensatmenge uberschπtten wird Das Kondensat 12 wird dann in den Saugpuffer 2 geleitet Damit das Kondenswasser 12 im Saugpuffer 2 nicht sofort wieder vom angesaugten Gas entsprechend dem Dampfdruck mitgenommen werden kann, ist das Kondensat 12 von einer Olschicht 13 mit einem extrem niedrigen Dampfdruck abgedeckt Durch den Dichteunterschied Wasser 12 und Olschicht 13 kommt es zu keiner Durchmischung, und das Kondenswasser 12 wird sauber vom Ansauggas abgeschottet
Über die Kontrollventile 14 kann die Olschicht 13 von Zeit zu Zeit kontrolliert werden Über das Kondensatablaßventil 15 wird das angesammelte Kondenswasser 12 in regelmäßigen Abstanden abgelassen und entsorgt
Mit der beschriebenen Anlage kann ein Gas, welches pro Kubikmeter 100 mg H20 enthalt, auf etwa 3 mg H O/m3 getrocknet werden
Claims
(1) einen Kompressor (3) zum Komprimieren des zu trocknenden Gases,
(2) einen Kuhler (4) zum Kuhlen des komprimierten Gases, wobei Wasserdampf kondensiert,
(3) eine Vorrichtung (5) zum Entspannen des gekühlten komprimierten Gases, wodurch das Gas weiter abgekühlt wird, sodaß weiterer Wasserdampf kondensiert,
(4) einen an die Vorrichtung (5) angeschlossenen Wasserabscheider (6), in welchem der gesamte kondensierte Wasserdampf aus dem Gas abgeschieden wird, und
(5) eine Vorrichtung (7) zum Einstellen der Temperatur im Wasserabscheider (6), sodaß der kondensierte Wasserdampf nicht friert
2 Anlage nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (5) zum
Entspannen des gekühlten, komprimierten Gases in Kombination mit der Vorrichtung (7) zum Einstellen der Temperatur im Wasserabscheider (6) ein temperaturgeregeltes Entspannungsventil ist
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10191403T DE10191403D2 (de) | 2000-04-14 | 2001-04-12 | Gastrocknungsanlage |
| AU48133/01A AU4813301A (en) | 2000-04-14 | 2001-04-12 | Gas dehydration plant |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT6532000A AT409093B (de) | 2000-04-14 | 2000-04-14 | Gastrocknungsanlage |
| ATA653/2000 | 2000-04-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2001078871A1 true WO2001078871A1 (de) | 2001-10-25 |
Family
ID=3678253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/AT2001/000111 WO2001078871A1 (de) | 2000-04-14 | 2001-04-12 | Gastrocknungsanlage |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AT (1) | AT409093B (de) |
| AU (1) | AU4813301A (de) |
| DE (1) | DE10191403D2 (de) |
| WO (1) | WO2001078871A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104437015A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-25 | 华文蔚 | 一种去除气体中水的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2082751A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-10 | Lowenera Mohn As | Method and Apparatus for Dehumidifying Gas |
| US4506510A (en) * | 1982-06-10 | 1985-03-26 | Commissariat A L'energie Atomique | Apparatus for continuously metering vapors contained in the atmosphere |
| DE3536673A1 (de) * | 1985-10-15 | 1987-04-16 | Helmut Schimonek | Verfahren zur trocknung von gasen |
| US4680938A (en) * | 1985-05-08 | 1987-07-21 | Paccar Inc | Air drying system for pneumatic circuits |
| DE29520998U1 (de) * | 1995-07-06 | 1996-09-12 | Wille Werner | Anlage zur Trocknung von Druckluft |
| DE19840409C1 (de) * | 1998-09-04 | 2000-01-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Gasreinigung |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5302300A (en) * | 1993-04-05 | 1994-04-12 | Ingersoll-Rand Company | Method and apparatus for separating water from a condensate mixture in a compressed air system |
-
2000
- 2000-04-14 AT AT6532000A patent/AT409093B/de not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-04-12 DE DE10191403T patent/DE10191403D2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-12 AU AU48133/01A patent/AU4813301A/en not_active Abandoned
- 2001-04-12 WO PCT/AT2001/000111 patent/WO2001078871A1/de active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2082751A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-10 | Lowenera Mohn As | Method and Apparatus for Dehumidifying Gas |
| US4506510A (en) * | 1982-06-10 | 1985-03-26 | Commissariat A L'energie Atomique | Apparatus for continuously metering vapors contained in the atmosphere |
| US4680938A (en) * | 1985-05-08 | 1987-07-21 | Paccar Inc | Air drying system for pneumatic circuits |
| DE3536673A1 (de) * | 1985-10-15 | 1987-04-16 | Helmut Schimonek | Verfahren zur trocknung von gasen |
| DE29520998U1 (de) * | 1995-07-06 | 1996-09-12 | Wille Werner | Anlage zur Trocknung von Druckluft |
| DE19840409C1 (de) * | 1998-09-04 | 2000-01-20 | Fraunhofer Ges Forschung | Verfahren und Vorrichtung zur Gasreinigung |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104437015A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-03-25 | 华文蔚 | 一种去除气体中水的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10191403D2 (de) | 2002-06-27 |
| AU4813301A (en) | 2001-10-30 |
| AT409093B (de) | 2002-05-27 |
| ATA6532000A (de) | 2001-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69908531T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung von Rückgewinnung von Kohlendioxyd | |
| DE4120272C2 (de) | Verfahren zum Entfernen von nicht kondensierbaren Gasen aus einer Kälteanlage | |
| DE19739144C2 (de) | Vorrichtung zur Entfernung von Wasserdampf aus unter Druck befindlichen Gasen oder Gasgemischen | |
| DE102005045760B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer konditionierten Atmosphäre | |
| DE3840967C2 (de) | ||
| DE10106480B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Sauerstoff | |
| DE102011014678A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines kohlendioxidhaltigen Gasstroms | |
| WO2011026587A1 (de) | Verfahren und vorrichtungzur behandlung eines kohlendioxihaltigen gasstroms, wobei die energie des vent-gases (arbeit und kälte durch expansion) verwendet wird | |
| DE19942265A1 (de) | Verdichteranlage und Verfahren zur Verdichtung eines Gases | |
| AT409093B (de) | Gastrocknungsanlage | |
| DE102006021620A1 (de) | Vorbehandlung eines zu verflüssigenden Erdgasstromes | |
| EP1308502B1 (de) | Verfahren zur Verflüssigung von CO2 aus der alkoholischen Gärung oder anderen Gasquellen | |
| DE4017611A1 (de) | Verfahren zur verfluessigung von gasen | |
| EP3666364B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur regenerierung eines beladenen waschmittels aus einer gaswäsche | |
| EP2626125A1 (de) | Vorrichtung zur Trocknung und Filterung eines Gases | |
| DE4303670A1 (de) | Verfahren zur Abscheidung von dampfförmigen Inhaltsstoffen aus Luft und technischen Gasen | |
| DE102014200785A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden eines auskondensierbaren Fremdstoffs aus einem Gasgemisch | |
| DE19841388C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung superreiner Luft | |
| DE19945095A1 (de) | Anordnung und Verfahren zur Verdichtung und Trocknung von atmosphärischer Luft | |
| WO2021058130A1 (de) | Verfahren und anlage zur gewinnung von komponenten aus erdgas | |
| EP3640571A1 (de) | Verfahren und anordnung zur gewinnung eines sauerstoffreichen luftprodukts | |
| DE19748966B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung und Lagerung von flüssiger Luft | |
| DE944669C (de) | Verfahren zur Rueckgewinnung der beim Verpumpen von tiefsiedenden verfluessigten Gasen entstehenden Abgase | |
| DE2754892A1 (de) | Verfahren zum verfluessigen, speichern und wiederverdampfen von gasgemischen | |
| DE4310100A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Verdichten eines gasförmigen Mediums |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AE AG AL AM AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |