DE1036884B - Verfahren zur periodischen Entnahme und Speicherung von Tiefkaelte fuer die Verfluessigung bzw. Wiederverdampfung von Heizgasen, insbesondere von Erdgas - Google Patents

Description

• Verfahren zur periodischen Entnahme und Speicherung von Tiefkälte für die Verflüssigung bzw. Wiederverdampfung von Heizgasen, insbesondere von Erdgas Im Gegensatz zur nahezu konstanten Ergiebigkeit von Erdgasvorkommen und ähnlichen natürlichen oder künstlichen Gaserzeugungsstätten liegt der Gasverbrauch während des Sommerhalbjahres meist erheblich unterhalb, hingegen während des Winterhalbjahres meist oberhalb des Jahresdurchschnittes. Es ist bekannt, zum Ausgleich solcher periodischer Schwankungen den sommerlichen Produktionsüberschuß in flüssiger Phase zu speichern und ihn im Winter wiederverdampft zur Deckung des Mehrverbrauches zu verwenden. Dieses bekannte Verfahren ist wegen der mit der periodischen Kälteerzeugung und der ebenfalls periodischen Wiederverdampfung entstehenden Kosten meist nicht rentabel. Es ist weiterhin bekannt, diese Koten dadurch erheblich zu senken, indem man die bei der Wiederverdampfung frei werdende \'erduristungskälte nicht durch Wärme vernichtet, sondern auf einen intermediären Hilfskälteträger überträgt, diesen speichert und die in ihm initgespeicherte Kälte im Bedarfsfalle auf ein neues, zu verflüssigendes Gas-<Iuantum überträgt, um es so zu verflüssigen und speicherbar zu machen.
• Als Hilf skälteträger sind mit Rücksicht auf die kältetechnischen Bedingungen Gase mit höherem Siedepunkt als Erdgas ui. dgl, vorgeschlagen worden. Älit Rücksicht auf die bekannte Unfallverhütungsvorschriften sollte zudem, da mit brennbaren Gasen manipuliert wird, ein mit diesen chemisch nicht reagierender Hilfskälteträger verwendet werden. Diese Bedingung wird zwar von dem als Hilfskälteträger gelegentlich vorgeschlagenen Alkohol erfüllt. Um aber Alkohol zu verwenden, muß man zusätzlich zu den Flüssiggasbehältern für das zu verflüssigende Heiz-oder Erdgas noch separate Alkoholbehälter anordnen, da man wegen des hohen Preises dieses Stoffes ihn auch, wenn er eben nicht als Kälteträger verwendet wird, speichern muß. Dieser -Nachteil ist besonders dann sehr störend, wenn es sich um die Speicherung sehr großer Mengen, größenordnungsmäßig beispielsweise von Milliarden Litern handelt.
• Es ist ferner vorgeschlagen worden, als Hilfskälteträger Luft zu verwenden und sie im Gegenstrom mit wiederzuverdampfendem Erdgas zu verflüssigen. Dieser Vorschlag hätte den Vorteil, daß inan die später wieder rückverdampfte Luft abblasen könnte. Er ist indes dennoch praktisch nicht durchführbar, weil Flüssigluft auch Flüssigsauerstoff enthält, der trotz der sehr tiefen Temperaturen, sollte er mit Erdgas in Berührung kommen, mit diesem explosible Gemische bilden könnte. Schon im Hinblick auf die Unfallverhütungsvorschriften wäre es untragbar, für Flüssigluft und Flüssigerdgas hintereinander ein und dieselben Flüssiggasbehälter als Speicher zu verwenden. Diese Forderung muß aber, gemäß der vorliegenden Erfindung, zur Rentabilisierung des Verfahrens unbedingt erfüllt werden. Sie wird indes von keinem der bekanntgeworden Vorschläge erfüllt.
• Die vorliegende Erfindung erfüllt diese wichtige Bedingung, indem der, wie an sich bereits vorgeschlagen, als Hilfskälteträger zu verwendenden Luft vorher der gefährdende Sauerstoffanteil entzogen und entsprechend den Unfallverhütungsvorschriften nur der Stickstoffanteil - mit Edelgasspuren - als Hilfskälteträger verwendet wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird neben der angestrebten Unfallverhütung noch der weitere, gewichtige Vorteil erzielt, daß der bei dem älteren Vorschlage störende, nunmehr aber ausgeschiedene Sauerstoffanteil ein wirtschaftlich verwertbares, praktisch fast kostenlos mit anfallendes -Nebenprodukt darstellt, dessen Verwertung alleirf schon, wie in den bekannten, großtechnischen Sauerstoffanlagen, die ganze Lufttrennanlage und damit die Darstellung des als Hilfskälteträger dienenden Stickstoffs rentabilisiert.
• Steht das Erdgas unter starkem Sondendruck zur Verfügung, so kann die dadurch verfügbare Druckenergie in bekannter Weise, sowohl in Expansionsmaschinen als auch in Wärmeaustauschern, nutzbar gemacht werden. Es entsteht dann ein Kälteüberschuß, der gegebenenfalls. wie. nahehegend. zur Darstellung von Flüssigsauerstoff oder von Trockeneis durch Ausfrieren von Rauchgasen herangezogen werden kann.
• Es ist bereits betont worden, daß bei derartigen Speicheranlagen für sehr große Quantitäten der Aus- Bildung der Flüssiggashehälter besondere Aufmerksamkeit zugewendet werden muß, um sie rentabel zu machen. Sie müssen billig in der Herstellung sein und nur minimale Kälteverluste zulassen. i-Ian erreicht <lies in weiterem Ausbau des vorliegenden Erfindtitigsgedankens, indem man unterirdische Großraumspeicher anordnet. die mit an sich bekannten Schaummassen isoliert sind. und zwar möglichst mit solchen, die mit Kohlendioxyd statt mit Luft oder Wasserstoff aufgeschäumt sind, um möglichst zu erreichen. daß das Kohlendioxyd in den Mikroporen durch die Tiefkälte ausfriert und in diesen ein Vakuum entsteht.
• Schaumbeton, wie er für Wärmeisolierung oder Schalldämpfung verwendet wird, ist für solche Großraumspeicher besonders geeignet, da er eine niedrige Wärmeleitzahl finit geringem Gewichte und guter Festigkeit vereinigt.
• Zwischenwände aus Beton oder Schaumbeton unterteilen den Großraumbehälter in beliebig viele Teilbehälter und versteifen den ganzen Baukörper. Jeder Teilbehälter erhält, wie zu fordern, eine Zuleitung für Gas und eine andere für Flüssiggas. Das Umfüllen erfolgt. statt wie meist üblich mit Erdgas, besser durch Stickstoffgas, das in die Gasrohre eingepreßt wird und so aus dem betreffenden Teilbehälter Flüssiggas durch das Steigrohr herausdrückt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird mindestens ein Teilbehälter mehr angeordnet, als für die Speicherung der vorgesehenen Fliissiggasmengen einschließlich Reserven erforderlich ist. um den Flüssiggaswechsel zu erleichtern.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE; 1. `'erfahren zur periodischen Entnahme und Speicherung von Tiefkälte für die Verflüssigung bzw. Wiederverdampfung von Heizgasen, insbesondere Erdgas, unter Verwendung von Flüssiggasbehältern und eines Hilfskälteträ gern. dadurch gekennzeichnet, daß für die Speicherung des flüssigen Heizgases bzw. des Hilfskälteträgers ini Wechsel ein und derselbe Flüssiggasbehälter verwendet wird und daß Stickstoff als Hilfskälteträger dient.
2. 2. Flüssiggasbehälter für das \-erfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet als Großraumbehälter mit Isolierung durch Schaunistoffmassen, insbesondere Schaumbeton.
3. 3. Flüssiggasbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Großraumbehälter in an sich bekannter Weise in mehrere Teilbehälter unterteilt ist und jeder Teilbehälter je ein Flüssiggas-Steigrohr und ein Gasrohr in denn Dampfdom erhält und daß das Entleeren durch Einpressen von Stickstoffgas ins Gasrohr erfolgt, wodurch das Flüssiggas über das Steigrohr hinausgedrückt wird.
4. 4. Flüssiggashehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teilbehälter mehr angeordnet ist, als für die Speicherung der vorgesehenen Flüssiggasmengen einschließlich etwaiger Reserven nötig wäre. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift \'r. ;539 478.