DE102008036244A1

DE102008036244A1 - Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas

Info

Publication number: DE102008036244A1
Application number: DE102008036244A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lenk
Original assignee: ROHR und MASCHINENANLAGENTECHN; ROHR- und MASCHINENANLAGENTECHNIK GmbH; Energieversorgung Weser Ems AG
Current assignee: EWE GASSPEICHER GMBH, DE
Priority date: 2008-08-04
Filing date: 2008-08-04
Publication date: 2010-02-11
Also published as: US20110120006A1; PT2324223E; RU2011103898A; RU2471116C2; ES2527763T3; US8500831B2; CA2734371A1; CA2734371C; DK2324223T3; EP2324223A2; EP2324223B1; WO2010015217A3; WO2010015217A2; PL2324223T3

Abstract

Bei einer Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas vor seiner Einspeisung in zu Verbrauchern führende Versorgungsleitungen, mit einer Mischstation zur Herstellung eines Brenngases aus Erdgas und Sauerstoff, mit einem Reaktorbehälter für eine katalytische Verbrennung einer eingeleiteten Mischung aus Brenngas und Erdgas, mit wenigstens einer einen Austritt des Reaktorbehälters nachgeordneten Trocknungsstation, die wenigstens einen Abscheider für insbesondere Wasser aufweist, und mit mindestens einer Entspannungsarmatur zur Druckreduzierung, ist vorgesehen, daß der Reaktorbehälter und wenigstens eine Abscheiderkammer des Abscheiders in einem geschlossenen Gehäuse angeordnet sind. In dem Gehäuse ist zwischen dem Reaktorbehälter und der Abscheiderkammer eine Mischkammer angeordnet, in die eine erste Zuleitung für ausgespeichertes kaltes Erdgas einmündet. Für den direkten Eintritt des aus dem Reaktorbehälter abströmenden erwärmten Erdgases in die Mischkammer ist ein Übergang vorgesehen. Die Mischkammer weist einen Mischkammerauslaß auf, der in die Abscheiderkammer geführt ist. Reaktorbehälter, Abscheiderkammer und Mischkammer weisen in externe Kondensatfalle ableitende Kondensatablässe auf. Ein zweite Zuleitung für ausgespeichertes Erdgas mündet in einen Bereich in das Gehäuse ein, welcher der Anordnung des Reaktorbehälters in dem Gehäuse entspricht. Den Zuleitungen für Erdgas in das Gehäuse sind Entspannungsarmaturen vorgeschaltet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas vor seiner Einspeisung in zu Verbrauchern führende Versorgungsleitungen, mit einer Mischstation zur Herstellung eines Brenngases aus Erdgas und Sauerstoff, mit einem Reaktorbehälter für eine katalytische Verbrennung einer eingeleiteten Mischung aus Brenngas und Erdgas, mit wenigstens einer einem Austritt des Reaktorbehälters nachgeordneten Trocknungsstation, die wenigstens einen Abscheider für insbesondere Wasser aufweist, und mit mindestens einer Entspannungsarmatur zur Druckreduzierung.
Eine Vorrichtung der vorbezeichneten Gattung ist nach der Patentschrift EP 0 205 78 B1 bekannt.
Bei der bekannten Vorrichtung wird das ausgespeicherte Erdgas zum Ausgleich des sich bei seiner Entspannung einstellenden Joule-Thomson-Effektes erwärmt. Dies geschieht durch die katalytische Verbrennung eines mit Sauerstoff vermischten Teilstromes des ausgespeicherten Erdgases, der anschließend dem Hauptstrom wieder beigemischt wird, wodurch sich die weiterströmende Mischung auf eine Mischtemperatur erwärmt.
Der auf die Mischtemperatur erwärmte Erdgasstrom durchströmt sodann noch wenigstens eine Abscheiderstufe, bevor seine Entspannung erfolgt. Das erwärmte Erdgas verläßt die bekannte Vorrichtung wasserdampfgesättigt und muß mit einer der Entspannung noch nachzuschaltenden Trocknungsstation aufwendig weiter konditioniert werden.
Es ist somit ein Nachteil der bekannten Vorrichtung darin zu sehen, daß das bei der katalytischen Umsetzung von Sauerstoff und höheren Kohlenwasserstoffen des Erdgases entstehende Wasser nicht auskondensieren kann und zum größten Teil als Wasserdampf im weitergeführten Gasstrom verbleibt. Demzufolge ist eine nachzuschaltende Gastrocknung größer zu dimensionieren und nach der Entspannung auch noch mit einem Ausfall von Kondensat in der das entspannte Erdgas führenden Leitung zu rechnen.
Dies ist einerseits in wirtschaftlicher Hinsicht ungünstig und birgt andererseits das Risiko in sich, daß durch Kondensat in der Rohrleitung ein Ausfall der Ausspeicherstrecke entstehen kann, bzw. durch einen „Wasserschlag” ein Schaden an nachgeschalteten Anlagen entsteht.
Auch ist die Verweilzeit des kalten Erdgases in dem Zumischbereich relativ gering, so daß der nachgeschaltete Abscheider für Wasser bei der bekannten Vorrichtung nahezu wirkungslos bleibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereit zu stellen, mit der ausgespeichertes Erdgas kontinuierlich so konditioniert werden kann, daß es zur direkten Einleitung in zu Verbrauchern führende Rohrleitungen geeignet ist.
Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 13.
Bei der kontinuierlichen Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung, erfolgt eine Entspannung des aus dem Erdgasspeicher mit relativ hohem Druck abströmenden Erdgases unmittelbar vor seiner Einleitung in das Gehäuse der Vorrichtung mittels der den Zuleitungen für Erdgas in das Gehäuse vorgeschalteten Entspannungsarmaturen. Weitere Entspannungen erfolgen sodann innerhalb des Behälters und zwar einmal im Reaktor und zum anderen in der Mischkammer, in der das eingeleitete kalte Erdgas dem aus dem Reaktor abströmenden Erdgasstrom zugemischt wird.
Durch die Entspannung kühlt das Erdgas stark ab, mit der Folge, daß sofort Kondensat- und Hydratbildung am Eintritt des Erdgases in den Behälter, den Zuleitungen, stattfindet. Das dabei ausgefällte Kondensat läßt sich relativ problemlos auffangen bzw. sammeln und abführen.
Neben dem Reaktorbehälter ist in dem Gehäuse wenigstens eine Abscheiderkammer angeordnet. Das aus der Abscheiderkammer abströmende Gas gelangt in die zu Verbrauchern führenden Versorgungsleitungen. Demzufolge sind verhältnismäßig kurze Strömungswege vorhanden, mit dem Vorteil, daß anfallendes Kondensat nur kurze Zeit im Kontakt mit dem Erdgas bleibt. Die Kontamination des Kondensats, welches hauptsächlich Wasser ist, mit höheren Kohlenwasserstoffketten, wird dadurch reduziert.
Da in dem Gehäuse zwischen dem Reaktorbehälter und der Abscheiderkammer die Mischkammer angeordnet ist, in die eine erste Zuleitung für ausgespeichertes kaltes Erdgas einmündet, sind die Strömungswege weiterhin mit Vorteil auf ein Mindestmaß verkürzt. Dazu trägt auch bei, daß der Übergang ein vom Reaktorbehälter in die Mischkammer geeignet ist, den direkten Eintritt des aus dem Reaktorbehälter abströmenden, erwärmten Erdgases in die Mischkammer zu besorgen. Beispielsweise kann der Übergang durch eine Trennwand zwischen Reaktorbehälter und Mischkammer gebildet sein, die eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweist und damit ähnlich einem Sieb bzw. Lochboden ausgebildet ist.
Der Übergang erlaubt ein Abströmen heißer Gase aus dem Reaktorbehälter in die Mischkammer, wobei während des Eintritts der heißen Gase in die Mischkammer eine optimale Verwirbelung und somit Durchmischung mit dem der Mischkammer zugeleiteten kalten Erdgas und eine Auflösung der Erdgashydrate stattfindet. Das aus dem Reaktorbehälter in die Mischkammer übergehende, heiße Erdgas wird durch die Vermischung stark abgekühlt, wodurch sich in der Mischkammer sofort die Kondensatbildung einstellt und somit Kondensat anfällt.
Kondensatabscheidung aus dem Erdgas erfolgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowohl an den Entspannungsstellen vor den Zuleitungen in das Gehäuse der Vorrichtung und auch in dem Gehäuse selbst. Kondensatabscheidung ist gegeben im Reaktorbehälter, in der Mischkammer und in dem der Mischkammer in Richtung der Abströmung der behandelten Gase nachfolgenden Abscheider.
Der Abscheider ist Teil der nachgeordneten Trocknungsstation und besteht aus einer ebenfalls im Gehäuse angeordneten Abscheiderkammer.
Die Abscheiderkammer ist mit besonderem Vorteil in einen mehrere Zyklonabscheider enthaltenden Bereich und einen Bereich mit mehreren Filterelementen unterteilt.
Aus der Mischkammer kann das Erdgasgemisch durch einen Austritt direkt in die der Mischkammer benachbarte Abscheiderkammer abströmen, wobei es zunächst den Bereich der Abscheiderkammer erreicht, in dem mehrere Zyklonabscheider enthalten sind. Die Zyklonabscheider dienen als Grobabscheider und reinigen das entspannte Erdgas. Eine nachfolgende Reinigung durch Fein abscheidung erfolgt in dem Bereich der Abscheiderkammer, in dem mehrere Filterelemente angeordnet sind.
Danach strömt das gereinigte und konditionierte Erdgas aus der Vorrichtung ab.
Diese konstruktive Umsetzung der Verfahrenstechnik für eine Erwärmung des ausgespeicherten Erdgases unter Nutzung seiner Abkühlung bei der Expansion, in Verbindung mit der Gestaltung der Einlässe in die Vorrichtung mit Entspannungsventilen und in Verbindung mit der Maßnahme einer Kühlung der Mischung der Gasströme vor und hinter dem Reaktor, ermöglicht eine vorteilhafte gezielte Verfahrweise zur Abscheidung von Wasser aus dem Erdgas und somit der Gaskonditionierung hinsichtlich des Wasserdampftaupunktes, wenn vor Eintritt und Austritt aus der Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung des ausgespeicherten Erdgases Taupunktmessungen vorgenommen und durch eine entsprechende Steuer- und Regeltechnik verarbeitet und genutzt werden.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung des weiteren mit Vorteil vorgesehen ist, daß der Reaktorbehälter, die Abscheiderkammer und die Mischkammer in externe Kondensatfallen ableitende Kondensatablässe aufweisen, ergeben sich maximal kurze Kontaktzeiten des Erdgases mit dem Kondensat. Dadurch wird zum einen ein Mitriß des Kondensats mit dem Gasstrom durch die Vorrichtung und zum anderen die Belastung des Kondensats mit höheren Kohlenwasserstoffketten minimiert.
Die separate Ableitung des Kondensats aus dem jeweiligen Verfahrensabschnitt hat den Vorteil, daß unterschiedlich kontaminierte Kondensate einer jeweils geeigneten, speziellen Aufbereitung unterzogen werden können.
Die Kombination von Filtern und Mehrfachzyklonen zur fast vollständigen Abtrennung der Kondensate aus dem Gasstrom, bedingt eine Zwangsführung des Gasstromes durch den Abscheider, mit dem Vorteil der fast vollständigen Abtrennung der Kondensate aus dem Gas. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat außerdem auch den Vorteil, daß ihr Anwender von ihrer kompakten Bauweise in Bezug auf Platz und Anlagekosten profitiert, denn alle wesentlichen Bauteile zur Durchführung der Konditionierung, nämlich Abscheider, Vorwärmer, Gasdruckreduzierung und Messung, Gastrockung und Filterung, lassen sich in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vereinen und vor Ort an geeigneter Stelle installieren.
Das Nichtvorhandensein beweglicher Teile, wie Pumpen oder ähnliches, reduziert die Betriebs- und Wartungskosten.
Erfindungswesentlich ist die Kombination der katalytischen Umsetzung von Sauerstoff und Kohlenwasserstoffen am Katalysator im Reaktorbehälter der Vorrichtung mit der Entspannung direkt in den Mischraum und außerdem ein tangentialer Zustrom des Erdgases über die erste und zweite Zuleitung; nicht nur in den Mischbehälter, sondern insbesondere in das Gehäuse um den Reaktor herum. Dies bewirkt die optimale Abscheidung der Kondensate und das Kondensieren des Wasserdampfes aus der katalytischen Umsetzung, ohne lokale Erzeugung von Abgasen. Der rechnerische Wirkungsgrad ist größer 1,1, da die Kondensation und Abscheidung des Wasserdampfes sowie die Kondensationswärme nutzbar gemacht sind.
Die verfahrenstechnische Regelung der Vorrichtung erfolgt taupunktgesteuert über die am Eintritt und am Austritt des Erdgases installierten Taupunktmessungen, die in gezielte Variation der Sauerstoffzugabe und Variation der Mengenregelung über die Regelventile des Erdgasstromes in den Zuleitungen zum Reaktor, bzw. direkt in die Mischzone umgesetzt werden können.
Das Gehäuse weist mit besonderem Vorteil die Form eines Hohlzylinders auf. Der Reaktorbehälter ist wiederum ein in das hohlzylinderische Gehäuse konzentrisch eingesetztes Bauteil. Dieses Bauteil kommt mit Erdgas bzw. den Kondensaten in Kontakt, die aufgrund der Sauerstoffkonzentration in Verbindung mit der relativ hohen Temperatur von etwa 400°Celsius besonders aggressiv sind. Das als Reaktorbehälter eingesetzte Bauteil ist deshalb aus einem Chrom-Nickel-Stahl gefertigt, dessen Korrosionsbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen gegeben ist.
Als Reaktorbett ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine in den Reaktorbehälter eingegebene Schüttung aus Aluminiumoxid vorgesehen. Das Aluminiumoxid weist eine mit Palladium und/oder Platin bedampfte Kornoberfläche auf.
Die erste und die zweite Zuleitung für Erdgas sind so an das Gehäuse angeschlossen, daß sie in etwa tangentialer Ausrichtung in den Reaktorbehälter und in die Mischkammer einmünden. Dadurch erfolgt eine optimale Mischung in der Mischzone und eine Kondensation des Wasserdampfes aus der heißen Reaktionszone.
Das Gehäuse bildet einen Außenbehälter und der als eingesetztes Bauteil ausgebildete Reaktorbehälter ist der Innenbehälter des Gehäuses. Beide sind so bemessen, daß in einem zwischen dem Gehäuse als Außenbehälter und dem Reaktorbehälter als Innenbehälter befindlichen konzentrischen Ringraum über die zweite Zuleitung eingeleitetes, kaltes Erdgas strömen kann. Dem eingeleiteten, kalten Erdgas wird ein vom Hauptstrom des ausgespeicherten Erdgases abgezweigter Teilstrom zugemischt, dem bereits in der Mischstation Sauerstoff zugesetzt wurde und somit als ein Brenngas anzusehen ist. Dieses Brenngas wird durch den Reaktorbehälter geleitet und anschließend mit dem über die tangentiale Zuleitung zugeleiteten Erdgas vermischt.
Das Brenngas kann in einer besonderen Vorstufe auf Aktivierungstemperatur des Reaktors vorgewärmt sein, so daß das einströmende Brenngas sofort im Reaktorbehälter katalytisch umgesetzt werden kann.
Da das über die tangentiale Zuleitung in das Gehäuse eingeleitete, kalte Erdgas den Reaktorbehälter im konzentrischen Ringraum umströmt, ist eine Kühlung des Reaktorbehälters von außen gegeben. Diese Wirkung, welche die Kondensatabscheidung fördert, kann noch dadurch gesteigert werden, daß in den konzentrischen Ringraum wenigstens ein Leitelement eingesetzt ist. Mit besonderem Vorteil ist das Leitelement ein konstruktiv einfaches und dennoch wirkungsvolles, wendelförmig um den Außenmantel des Reaktorbehälters gelegtes Strangelement, beispielsweise ein Flachstahlband, das, auf dem Außenmantel stehend, am Reaktorbehälter befestigt ist.
Zur Steuerung und Regelung des im Reaktorbehälter ablaufenden Entspannungs- und Verbrennungsprozesses, sind mehrere Temperaturmeßfühler vorgesehen. Diese sind nebeneinander entlang wenigstens eines Meßstabes angeordnet, der sich in den Reaktorbehälter hinein parallel zu seiner Längsachse erstreckt.
Beispielsweise können auf die Länge eines Meßstabes 20 Temperaturmeßfühler verteilt sein.
Jeder Temperaturmeßfühler liefert die von ihm festgestellte Temperatur als entsprechendes Signal an eine Einrichtung zur Regelung und Steuerung des Verfahrens. Das Verfahren kann somit beeinflußt werden durch entsprechend gesteuerte Betätigungen der Entspannungsarmaturen und der Armaturen für die Sauerstoffzugabe zur Mischstation, in der ein Brenngas erzeugt wird. Außerdem kann der Prozeß auch noch taupunktgesteuert werden, und zwar über die zumindest am Eintritt und Austritt des Erdgases installierten Taupunktmessungen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1: eine Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas in Form eines schematischen Fließdiagramms; und
2: die Seitenansicht eines Gehäuses mit Reaktorbehälter, Mischkammer und Abscheider gemäß 1 in einem Längsschnitt.
1 zeigt ein Fließbild zur Verdeutlichung der Funktion einer Vorrichtung innerhalb eines Verfahrens für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas. Das Erdgas strömt in einer Hauptleitung 1 aus einem nicht weiter dargestellten Speicher, beispielsweise einer Kaverne, und letztendlich, konditioniert, in die Versorgungsleitung 2, und weiter zu nicht weiter dargestellten Verbrauchern.
Im Abzweigpunkt 3 wird aus der Hauptleitung 1 ein Teilstrom abgezweigt und einer Mischstation 4 zugeführt.
Mit FQI ist ein Meßfühler für den Feuchtigkeitsgrad bzw. den sich daraus ergebenden Taupunkt bezeichnet.
Der Mischstation 4 wird über die Sauerstoffleitung 5 gasförmiger Sauerstoff zugeleitet, der sich in der Mischstation 4 mit dem über den Stutzen 113 eingeleiteten, bei 3 aus der Hauptleitung 1 abgezweigten Teilstrom des Erdgases vermischt. Die Überwachung der Herstellung eines Brenngases aus Erdgas und Sauerstoff in der Mischstation 4 erfolgt mittels einer hier lediglich schematisch angedeuteten elektronischen Sicherheitseinrichtung 61. Aus der Mischstation 4 heraus wird das Brenngas über die Leitung 6 in eine Vorwärmstation 7 geleitet.
Diese Vorwärmstation 7 ist als in einem Behälter angeordnete Strahlpumpe ausgebildet, mit einer Treiberdüse 8 und einer Fangdüse 9.
Die Fangdüse 9 ist in Richtung des Doppelpfeils 10 mittels Arbeitszylindern 11, 11' relativ zur Treiberdüse 8 verschiebbar, und zwar temperaturabhängig gesteuert, wie es hier durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.
Die Vorwärmstation 7 kann über die Saugleitung 12 aus dem katalytischen Verbrennungsprozeß freigesetzte, heiße Gase ansaugen, die sich in der Vorwärmstation 7 mit dem aus der Treiberdüse 8 eingebrachten Teilstrom des kalten Erdgases vermischen. Durch diese Vermischung erfolgt eine Vorwärmung des bei 3 abgezweigten Teilstroms, der über die Mischleitung 13 abströmt und in den Reaktorbehälter 14 gelangt, wie es hier dargestellt ist.
Der Reaktorbehälter ist ein Bauteil, welches in ein Gehäuse 15 eingesetzt ist.
In dem Gehäuse 15 befinden sich neben dem Reaktorbehälter 14 außerdem eine Mischkammer 16 sowie ein Abscheider 17.
Der ausgespeicherte kalte Erdgasstrom wird durch die Hauptleitung 1 über den Abzweigpunkt 3 hinaus weitergeleitet und verzweigt sich in Teilleitungen 117 und 118, Diese führen zu Entspannungsarmaturen 19 und 20.
Der Entspannungsarmatur 20 folgt, in Strömungsrichtung gesehen, eine erste Zuleitung 21, die in die Mischkammer 16 einmündet.
Der Entspannungsarmatur 19 folgt, in Strömungsrichtung gesehen, die zweite Zuleitung 22. Bezogen auf den Ort des Erdgaseintritts in das Gehäuse 15 sind die Entspannungsarmaturen 19 und 20 somit den Zuleitungen in Strömungsrichtung vorgeschaltet.
Mit 23 ist ein Übergang für den direkten Eintritt des aus dem Reaktorbehälter 14 abströmenden erwärmten Erdgases in die Mischkammer 16 bezeichnet. Über den Mischkammerauslaß 24 strömt die erwärmte Gasmischung in die Abscheiderkammer 25 des Abscheiders 17. Mit 26, 27 und 28 sind Kondensatablässe bezeichnet. Die Kondensatablässe 26 und 27 sind dem Bereich des Gehäuses 15 zugeordnet, in welchem der Reaktorbehälter 14 angeordnet ist. Der Kondensatablaß 28 ist der Abscheiderkammer 25 des Abscheiders 17 zugeordnet.
2 zeigt eine Seitenansicht des Gehäuses 15 gemäß 1 im Schnitt. Das Gehäuse 15 ist als Hohlzylinder ausgebildet, der endseitig mit Deckelflanschen 29, 30 verschlossen ist. Die Zuleitungen 21 und 22 sind außermittig angeordnet, womit eine tangentiale Einströmung des Erdgases in das Gehäuse 15 erfolgt.
Das als Hohlzylinder ausgebildete Gehäuse 15 umschließt den Reaktorbehälter 14, die Mischkammer 16 und den Abscheider 17. Diese Einbauten sind durch in das Gehäuse 15 eingesetzte Querböden 31, 32, 33 und 34 voneinander separiert, wobei die Querböden 33 und 34 eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweisen, womit sie ähnlich einem Sieb- oder Lochblech ausgebildet sind.
Während die Querböden 31 und 32 eine reine Trennfunktion erfüllen, dienen die Querböden 33 und 34, aufgrund der Vielzahl der Durchbrüche, als Übergänge. Querboden 33 ist der Übergang für den direkten Eintritt des aus dem Reaktorbehälter 14 abströmenden, durch die katalytische Verbrennung erwärmten Erdgases in die Mischkammer 16.
Der Querboden 34 erlaubt dem durch den Rohrstutzen 36 strömenden vorgewärmten Brenngas, in den Reaktorbehälter 14 einzutreten und sodann, bei Durchströmen des Katalysatorbettes, welches als Schüttung in dem Reaktorbehälter 14 enthalten ist, die durch katalytische Umsetzung des zugemischten Sauerstoffs freigesetzte Wärme aufzunehmen.
Das in der Vorwärmstation 7 auf Aktivierungstemperatur erwärmte Brenngas wird über den durch den Deckelflansch 29 führenden Rohrstutzen 36 in das Innere des Reaktorbehälters 14 geleitet. Nach Durchströmung der katalytischen Schüttung, in der die katalytische Reaktion unter Wärmeentwicklung stattfindet, wird ein Teil der heißen Gase über die Saugleitung 12 (1) von der Strahlpumpe der Vorwärmstation 7 angesaugt, um die für die Funktion der Vorwärmstation 7 benötigte Wärmeenergie bereitzustellen.
Die Ansaugmündung 136 der Saugleitung 12 ist in die Nähe des den Übergang 23 (1) von dem Reaktorbehälter 14 zur Mischkammer 16 bildenden Querbodens 33 gelegt.
Aus dem Reaktorbehälter 14 herausführend, verläuft die Saugleitung 12 nach ihrer hier sichtbaren Kröpfung 37 ebenfalls durch den Deckelflansch 29 hindurch.
Der Deckelflansch 29 dient zugleich auch als Träger für mit Temperaturmeßfühlern bestückte Meßstäbe 38 und 39, die sich parallel zur Längsachse des Reaktorbehälters 14 in den Reaktorbehälter 14 hinein erstrecken. Außerdem ist als Option noch mindestens ein Heizstab 40 vorgesehen, der zur Anheizung des Reaktorbettes, zum Beispiel vor Inbetriebnahme der Vorrichtung, genutzt werden kann.
In dem Ringraum 35 zwischen Gehäuse 15 und Außenmantel des Reaktorbehälters 14 sind Leitelemente 41 angeordnet, hier ein wendelförmig um den Außenmantel des Reaktorbehälters 14 gelegtes Strangelement in Form eines stehend aufgeschweißten Flachstahlbandes, welches hier mittels einer gestrichelten Linie angedeutet ist.
Das über die Zuleitung 22 eintretende, kalte Erdgas umströmt so den Reaktorbehälter 14 durch den Ringraum 35 und kühlt den Reaktor, sodaß Kondensate bereits abgeschieden werden.
In dem Querboden 32, welcher die Mischkammer 16 von dem Abscheider 17 trennt, befindet sich der in die Abscheiderkammer 25 führende Mischkammerauslaß 24.
Der Querboden 31 teilt den Abscheider 17 in zwei nebeneinanderliegende Bereiche; einen ersten Bereich, in den der Mischkammerauslaß 24 geführt ist, und der mit mehreren Zyklonabscheidern 42 für eine Grobabscheidung ausgerüstet ist, und einen zweiten Bereich, in welchem mehrere Filterelemente 43 angeordnet sind.
Das aus der Mischkammer 16 abströmende Gas strömt durch den Bereich mit den Zyklonabscheidern 42 und anschließend durch den Bereich mit den Filterelementen 43. Das Erdgas tritt schließlich konditioniert und somit einleitfähig aus der Vorrichtung über den Ausgang 44 aus.
Reaktorbehälter 14, Mischkammer 16 und Abscheider 17 sind mit Kondensatablässen 47 versehen, die anfallendes Kondensat in eine externe Kondensatfalle 46 ableiten. Die Kondensatfalle 46 ist in drei Kammerbereiche 48, 49 und 50 unterteilt, in welchen die Kondensate, je nach Grad ihrer Kontamination mit. Kohlenwasserstoffen, getrennt voneinander gesammelt werden, womit deren Entsorgung bzw. Aufarbeitung wirtschaftlicher wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 020578 B1 [0002]

Claims

Vorrichtung für eine kontinuierliche Konditionierung von ausgespeichertem Erdgas vor seiner Einspeisung in zu Verbrauchern führende Versorgungsleitungen, mit einer Mischstation zur Herstellung eines Brenngases aus Erdgas und Sauerstoff, mit einem Reaktorbehälter für eine katalytische Verbrennung einer eingeleiteten Mischung aus Brenngas und Erdgas, mit wenigstens einer einen Austritt des Reaktorbehälters nachgeordneten Trocknungsstation, die wenigstens einen Abscheider für insbesondere Wasser aufweist, und mit mindestens einer Entspannungsarmatur zur Druckreduzierung, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter (14) und wenigstens eine Abscheiderkammer (25) des Abscheiders (17) in einem geschlossenen Gehäuse (15) angeordnet sind, daß in dem Gehäuse (15) zwischen dem Reaktorbehälter (14) und der Abscheiderkammer (17) eine Mischkammer (16) angeordnet ist, in die eine erste Zuleitung (21) für ausgespeichertes kaltes Erdgas einmündet, daß ein Übergang (23) für den direkten Eintritt des aus dem Reaktorbehälter (14) abströmenden erwärmten Erdgases in die Mischkammer (16) vorgesehen ist, daß die Mischkammer (16) einen Mischkammerauslaß (24) aufweist, der in die Abscheiderkammer (25) geführt ist, daß Reaktorbehälter (14), Abscheiderkammer (25) und Mischkammer (16) in externe Kondensatfallen ableitende Kondensatablässe (26, 27, 28) aufweisen, daß eine zweite Zuleitung (22) für ausgespeichertes Erdgas in einem Bereich in das Gehäuse (15) einmündet, welcher der Anordnung des Reaktorbehälters (14) in dem Gehäuse (15) entspricht, und daß den Zuleitungen (21, 22) für Erdgas in das Gehäuse (15) Entspannungsarmaturen (19, 20) vorgeschaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (15) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter (14) ein in das hohlzylindrische Gehäuse (15) konzentrisch eingesetztes Bauteil ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter (14) eine Schüttung aus katalytischem Korn enthält, welches eine mit Palladium und/oder Platin bedampfte Kornoberfläche aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Zuleitung (21, 22) für Erdgas in etwa tangentialer Ausrichtung in das den Reaktorbehälter (14) enthaltende Gehäuse (15) und in die Mischkammer (16) einmünden.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang (23) ein Querboden (33) zwischen Mischkammer (16) und Reaktorbehälter (14) ist, der mittels einer Vielzahl von Durchbrüchen siebartig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischkammerauslaß (24) der Mischkammer (16) ein Durchbruch in seinem dem Querboden (33) gegenüberliegenden Querboden (32) zum der Mischkammer (16) benachbarten Abscheider (17) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abscheider (17) in einen mehrere Zyklonabscheider (42) enthaltenden Bereich und einen Bereich mit mehreren Filterelementen (43) unterteilt ist, welche Bereiche in dem Strömungsweg des Erdgases zwischen dem Mischkammerauslaß (24) in dem Querboden (32) und dem Ausgang (44) aus dem Gehäuse (15) angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einen zwischen dem Gehäuse (15) und dem als eingesetztes Bauteil ausgebildeten Reaktorbehälter (14) konzentrischen Ringraum (35) wenigstens ein Leitelement (41) eingesetzt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitelement (41) ein wendelförmig um den Außenmantel des Reaktorbehälters (14) gelegtes Strangelement ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Strangelement ein Flachstahlband ist, das, auf dem Außenmantel stehend, am Reaktorbehälter (14) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktorbehälter (14) mindestens einen Temperaturmeßfühler aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Temperaturmeßfühler nebeneinander entlang wenigstens eines sich in den Reaktorbehälter (14) hinein und parallel zu seiner Längsachse erstreckenden Meßstabes (38, 39) angeordnet sind.