DE2753495A1 - Gas removal system for liquefied gas vessel - has heat exchanger for liq. gas to ensure refilling of void - Google Patents

Gas removal system for liquefied gas vessel - has heat exchanger for liq. gas to ensure refilling of void

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DE2753495A1 DE19772753495 DE2753495A DE2753495A1 DE 2753495 A1 DE2753495 A1 DE 2753495A1 DE 19772753495 DE19772753495 DE 19772753495 DE 2753495 A DE2753495 A DE 2753495A DE 2753495 A1 DE2753495 A1 DE 2753495A1
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Abstract

The extraction system is used for removing gases from an enclosed vessel holding liquefied gas. The storage volume which becomes free is refilled by evaporating liquefied gas. The gas is drawn from the vapour space above the liquid level. It is heated and subsequently brought into heat exchanging contact with the liquid gas in the vessel and it is then drawn from the vessel. Only that part of the gas which is brought into heat exchanging contact with the liquid gas in the vessel is heated.

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT

H 77/73 BU/ne H 77/73 BU / ne

29.11.7711/29/77

Verfahren und Vorrichtung zur Entnahme von Gasen aus einem geschlossenen Behälter Method and device for withdrawing gases from a closed container

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entnahme von Gasen aus einem geschlossenen Behälter, in dem die Gase in flüssiger Phase gespeichert sind, wobei das frei- werdende Speichervolumen durch verdampfendes flüssiges Gas wieder aufgefüllt wird. The invention relates to a method and a device for withdrawing gases from a closed container in which the gases are stored in the liquid phase , the storage volume being released being refilled by evaporating liquid gas.

Ee ist bekannt, Gase, die in flüssiger Phase in einem geschlossenen Behälter gespeichert sind, unten in flüssiger Phase aus diesem Behälter abzuziehen und anschließend zu ver dampfen, wenn der Verbrauch im gasförmigen Zustand gewünscht ist. Dabei wird der freiwerdende Raum im Behälter durch zu sätzliches Verdampfen einer entsprechenden Menge Flüssigkeit wieder aufgefüllt, ohne daß dabei wesentliche Druckänderungen im Behälter erfolgen. Ee is known to withdraw gases that are stored in the liquid phase in a closed container, at the bottom in the liquid phase from this container and then to evaporate ver when consumption in the gaseous state is desired . The space freed up in the container is refilled by additional evaporation of a corresponding amount of liquid without any significant changes in pressure occurring in the container.

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LINSE AKTIENGESELLSCHAFTLINSE AKTIENGESELLSCHAFT

Dieses Verfahren der Gasentnahme hat jedoch den Nachteil, daß jeweils die an stärksten mit Verunreinigungen belastete Flüssigkeit aus dem Behälter abgezogen wird.However, this method of gas extraction has the disadvantage that each of the most heavily polluted with impurities Liquid is withdrawn from the container.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu entwickeln, mit deren Hilfe ein Gas entnommen werden kann, das frei von Verunreinigungen ist.The invention is therefore based on the object To develop a method and a device for carrying out the method, with the help of which a gas can be withdrawn, that is free from impurities.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Gas aus dem Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels entnommen, mindestens teilweise erwärmt, anschließend mindestens teilweise in Wärmetausch mit dem flüssigen Gas im Behälter gebracht und aus dem Behälter abgezogen wird.The object is achieved in that the gas is taken from the vapor space above the liquid level, at least partially heated, then at least partially brought into heat exchange with the liquid gas in the container and out of the Container is withdrawn.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Entnahme eines Gases, das frei von Verunreinigungen ist, da die Gasentnahme ausschließlich aus dem Gasraum des geschlossenen Behälters erfolgt. Dort sammelt sich das aufgrund der Wärmezufuhr durch die Isolierung, Behälterlagerung und Rohrleitungen verdampfende Gas. Verunreinigungen, die im Flüssiggas gelöst sind und die sich üblicherweise in besonders starkem Maße im unteren Behälterteil konzentrieren, verbleiben somit im Behälter. Um zu ermöglichen, daß größere Mengen Gas aus dem Behälter entnommen werden können, muß eine entsprechende Verdampfungsrate des verflüssigten Gases im Behälter aufrecht erhalten werden. Dies erfolgt dadurch, daß mindestens ein Teil des aus dem DampfraumThe method according to the invention enables the removal of a gas that is free from impurities because the Gas is extracted exclusively from the gas space of the closed container. This is where it collects due to the supply of heat through insulation, container storage and piping vaporizing gas. Impurities that are dissolved in the liquefied gas and that are usually found to a particularly high degree in the Concentrate the lower part of the container, so they remain in the container. To allow larger amounts of gas to be withdrawn from the container can be, a corresponding rate of evaporation of the liquefied gas are maintained in the container. This is done in that at least part of the from the steam space

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LINDE AKTIENGESELLSCHAFTLINDE AKTIENGESELLSCHAFT

abgezogenen Gases erwärmt und anschließend in direkten Wärmetausch mit dem flüssigen Gas im Behälter gebracht wird, bevor es dem Verbrauchor zugeführt wird. Bei Verunreinigung des flüssigen Gases durch höhersiedende Bestandteile verbleiben diese in der flüssigen Phase. Nur das tiefsiedende Gas siedet und tritt in reiner Form in den Dampfraum ein, von wo es abgezogen wird. Selbstverständlich ist das abgezogene Gas beim erfindungsgemäßen Verfahren auch frei von eventuell im Behälter vorhandener festen Verunreinigungen, wohingegen diese bei der Entnahme der Flüssigkeit aus dem Behälter zu festen Abscheidungen in der Verdampfungsstufe des Gases führen würden.withdrawn gas heated and then in direct heat exchange is brought with the liquid gas in the container before it is fed to the consumer. If the liquid is contaminated Gas due to higher boiling components, these remain in the liquid phase. Only the low-boiling gas boils and enters the vapor space in pure form, from where it is withdrawn. Of course, the withdrawn gas is with the invention The process is also free of any solid impurities that may be present in the container, whereas this occurs when the Liquid from the container would lead to solid deposits in the evaporation stage of the gas.

Als günstig erweist sich, nur den Teil des Gases zu erwärmen, der anschließend in Wärmetausch mit dem verflüssigten Gas in dem Behälter gebracht wird. Soll das Gas am Verbrauchsort eine höhere Temperatur aufweisen als die Temperatur, unter der es anfällt, kann es, gegebenenfalls nach einer Vereinigung der beiden getrennt geführten Teilströme, in einer nachfolgenden Wärmetauschstufe auf die gewünschte Temperatur erwärmt werden.It has proven advantageous to only heat that part of the gas which is then brought into heat exchange with the liquefied gas in the container. If the gas at the consumption have a higher temperature than the temperature under which it is obtained, it may, optionally after an association of the two substreams separated out, are heated in a subsequent heat exchange stage to the desired temperature.

Die Regelung der Verdampfungsrate innerhalb des Behälters erfolgt mit Hilfe des in den Behälter zurückgeführten, erwärmten Teilstroms. Die erforderliche Wärmemenge zur Verdampfung einer Flüssigkeitsmenge, die der entnommenen Gasmenge entspricht, läßt sich in einfacher Weise dadurch regeln, daß das Verhältnis zwischen der direkt zum Verbraucher geführtenThe regulation of the evaporation rate within the container takes place with the help of the heated partial flow. The amount of heat required to evaporate an amount of liquid, that of the amount of gas withdrawn corresponds, can be regulated in a simple manner that the ratio between the directly led to the consumer

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Gasmenge und der erwärmten, wieder in den Behälter zurückgeführten Gasmenge verändert wird. Eine andere einfache Regelungsmöglichkeit besteht darin, daß die Erwärmung des in den Behälter zurückgeführten Teilstroms variiert wird. Selbstverständlich sind auch Kombinationen zwischen diesen beiden Regelungsmöglichkeiten praktikabel. Amount of gas and the heated, returned to the container Gas volume is changed. Another simple control option is that the heating of the in the container returned partial flow is varied. Of course, combinations between these two control options are also practicable.

Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung weist einen wärmeisolierten Behälter, Zuführungsleitungen und Abführungsieitungen für das flüssige Gas auf. Gegenüber bekannten Vorrichtungen unterscheidet es sich dadurch, daß aus dem Dampfraum des Behälters eine Leitung zu einem außerhalb des Behälters angeordneten ersten Wärmetauscher führt, in dem das entnommene Gas erwärmt wird. Dieser Wärmetauscher steht über eine Leitung in Verbindung mit einem nachfolgenden, im mit flüssigem Gas gefüllten Bereich angeordneten zweiten Wärmetauscher. In ihm gibt das Gas die im ersten Wärmetauscher aufgenommene Wärme an das flüssige Gas im Behälter ab, bevor es durch eine weiterführende Leitung aus dem Behälter abgezogen und dem Verbraucher zugeführt wird.A device suitable for carrying out the method has a heat-insulated container and supply lines and discharge lines for the liquid gas. Compared to known devices, it differs in that a line leads from the vapor space of the container to a first heat exchanger arranged outside the container, in which the withdrawn gas is heated. This heat exchanger is connected to a downstream, second heat exchanger arranged in the area filled with liquid gas. In it there is the gas in the first heat exchanger The absorbed heat is transferred to the liquid gas in the container before it is withdrawn from the container through a further line and fed to the consumer.

stetsalways

Um sicherzustellen, daß'e'ine ausreichende Verdampfungsrate eingehalten wird, empfielt es sich, den zweiten Wärmetauscher im unteren Bereich des Behälters anzuordnen. In diesem Fall erfolgt der Wärmetausch auch bei weitgehend entleertem Behälter noch zwischen dem erwärmten Gas und dem flüssigen Gas, nicht jedoch mit dem Gas im Dampfraum des flüssigen Behälters.To ensure that a sufficient evaporation rate is maintained, it is advisable to use the second heat exchanger to be arranged in the lower area of the container. In this case, the heat exchange takes place even when the container is largely empty nor between the heated gas and the liquid gas, but not with the gas in the vapor space of the liquid container.

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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßeh Vorrichtung ist der Dampfrauft des Behälters nicht nur mit dem ersten Wärmetauscher verbunden, sondern darüberhinaus über eine regelbare Bypaflleitung direkt mit der zum Verbraucher führenden Leitung verbunden* Bei einer derartigen Ausgestaltung ist ·■ nicht erforderlich, daß das gesamte dem Dampfraum entnommene Gas wieder in den Behälter zurückgeführt wird. Durch Veränderung der beiden Teilströme läßt sich dann auf einfache Weise die Verdampfungerate im Behälter regeln» was ohne die Bypaßleitung nur durch eine Regelung der Heizung im ersten Wärmetauscher möglich wäre.In an advantageous further development of the device according to the invention, the steam chamber of the container is not only connected to the first heat exchanger, but beyond directly to the consumer via an adjustable bypass line leading line connected * With such a configuration it is not necessary that all of the gas withdrawn from the vapor space is returned to the container. By changing the two partial flows, it is then possible in a simple manner regulate the evaporation rate in the container »which without the bypass line would only be possible by regulating the heating in the first heat exchanger.

Um den Behälter vor Schäden zu schützen, die beispielsweise bei Ausfall der Regelung der Verdampfungsrate durch Druckertiöhungen im Behälter entstehen können, ist es vorteilhaft, die aus dem Dampfraum des Behälters führende Leitung mit einem Sicherheitsventil zu versehen.To protect the container from damage, for example if the regulation of the evaporation rate fails Druckertiöhungen can arise in the container, it is advantageous to use the line leading from the vapor space of the container to be provided with a safety valve.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, das in der schematischen Figur dargestellt ist.Further details of the invention are explained using an exemplary embodiment shown in the schematic Figure is shown.

In der Figur ist ein Behälter 1 mit einem Außenmantel 2, einem Innenmantel 3 und einer dazwischen angeordneten Wärmeisolierung 4 dargestellt. Der Behälter 1 kann druckfest ausgeführt sein und ist für die Speicherung tiefsiedender verflüssigter Gase geeignet. Der Speicherraum 5 ist bis zum Flüssigkeitsspiegel 6 gefüllt und weist in seinem oberen Bereich einenIn the figure, a container 1 is shown with an outer jacket 2, an inner jacket 3 and a thermal insulation 4 arranged between them. The container 1 can be made pressure-resistant and is suitable for storing low-boiling liquefied gases. The storage space 5 is filled up to the liquid level 6 and has a in its upper area

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Dampfraum auf. Speicherflüssigkeit kann dem Behälter 1 über eine Leitung 7, die aus dem unteren Bereich des Speicherraums 5 durch die Wärme isolierung 4 verläuft und außerhalb des Außenmantels 2 durch ein Ventil 8 verschlossen werden kann, zugeführt oder entnommen werden. Die gleiche Leitung dient auch zur sumpfentleerung bei eventuell notwendiger Reinigung des Behälters.Steam room on. Storage fluid can the container 1 via a Line 7, which runs from the lower region of the storage space 5 through the thermal insulation 4 and outside of the outer jacket 2 can be closed by a valve 8, supplied or removed. The same line is also used to drain the sump if the container needs to be cleaned.

Eine leitung 9 führt aus dem oberen Bereich des Speicherraums 5 aus dem Behälter 1 heraus. Außerhalb des Behälters 1 verzv/eigt sich die leitung 9 in zwei Leitungen 10, 11. Das durch die mit einem Regelventil 12 versehene Leitung 10 strömende Gas wird einem Wärmetauscher 13 zugeführt und dort erwärmt. Das Gas verläßt den Wärmetauscher 13 durch eine Leitung 14, die in den Behälter 1 zurückführt und dort im unteren Bereich des Speicherraums 5 in einen zweiten Wärmetauscher 15 mündet. Nachdem das Gas hier die im ersten Wärmetauscher 13 aufgenommene Wärme an die umgebende Flüssigkeit abgegeben hat, verläßt es den Behälter 1 durch die Leitung 16. Der Teil des Gases, der aus Leitung 9 in die Leitung 11 e ntritt, wird gemeinsam mit dem Gas aus Leitung 16 einem Verbraucher zugeführt. Ein weiterer Wärmetauscher 1? er-, wärmt das Gas auf die gewünschte Verbrauchstemperatur.A line 9 leads out of the container 1 from the upper region of the storage space 5. Outside the container 1, the line 9 branches into two lines 10, 11. The Gas flowing through the line 10 provided with a control valve 12 is fed to a heat exchanger 13 and heated there. That Gas leaves the heat exchanger 13 through a line 14 which is in the container 1 returns and there in the lower area of the storage space 5 opens into a second heat exchanger 15. After that Gas here the heat absorbed in the first heat exchanger 13 to the surrounding liquid has released, it leaves the container 1 through the line 16. The part of the gas that comes from line 9 in the line 11 enters, is fed together with the gas from line 16 to a consumer. Another heat exchanger 1? he-, warms the gas to the required consumption temperature.

Die Regelung der Verdampfungsrate im Speicherraum 5 erfolgt durch Beeinflußung der durch die Leitungen 10 und 11 fließenden Teilströme. Hierzu sind die Regelventile 12 und 18 in den Leitungen 10 bzw. 11 vorgesehen. Die Ventile 12 und 18 werden in Abhängigkeit des Druckes in den leitungen 10 und 11The regulation of the evaporation rate in the storage space 5 takes place by influencing the partial currents flowing through lines 10 and 11. The control valves 12 and 18 are used for this purpose provided in lines 10 and 11, respectively. The valves 12 and 18 are depending on the pressure in the lines 10 and 11

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geregelt. Dabei wird bei den am Ventil 12 eingestellten Sollwert sinkenden Druck ein entsprechend größerer Teilstrom durch die Leittmg 10 und den Wärmetauscher 1? geführt, während bei
steigendem Druck ein kleinerer Teilstrom fließt. Der Teilstrom durch die Leitung 11 verhält sich umgekehrt.regulated. When the pressure set at valve 12 falls, a correspondingly larger partial flow is generated through duct 10 and heat exchanger 1? led while at
a smaller partial flow flows as the pressure rises. The partial flow through line 11 behaves in reverse.

Der Speicherraum 5 steht über die Leitung 9 und eine Leitung 19 mit einem Sicherheitsventil 20 in Verbindung. Durch dieses kann bei überschreiten eines bestimmten Druckes im Speicher raum 5 Gas abgelassen werden. Die Leitung 19 ist darüber hinaus mit einem Ventil 21 versehen. Dieses kann beim Füllen oder Entleeren des Speicherraums 5 durch die Leitung 7 geöffnet werden, um den Druck im Speicherraum 5 konstant zu halten.The storage space 5 is on the line 9 and a Line 19 with a safety valve 20 in connection. This means that when a certain pressure is exceeded in the memory Room 5 gas can be released. The line 19 is also provided with a valve 21. This can occur when filling or emptying of the storage space 5 can be opened through the line 7 in order to keep the pressure in the storage space 5 constant.

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Claims (1)

PatentansprücheClaims (lΛ Verfahren zur Entnahme von Gasen aus einem geschlossenen Behälter, in dem die Gase in flüssiger Phase gespeichert sind, wobei das freiwerdende Speichervolumen durch verdampfendes flüssiges Gas wieder aufgefüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus dem Dampfraum oberhalb des Flüssigkeitsspiegels entnommen, mindestens teilweise erwärmt, anschließend mindestens teilweise in Wärmetausch mit dem flüssigen Gas im Behälter gebracht und aus dem Behälter abgezogen wird.(lΛ Procedure for the extraction of gases from a closed Container in which the gases are stored in the liquid phase, the released storage volume being evaporated liquid gas is replenished, characterized in that the gas from the vapor space above the Liquid level removed, at least partially heated, then brought at least partially into heat exchange with the liquid gas in the container and out of the container is deducted. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur der Teil des Gases, der in Wärmetausch mit dem verflüssigten Gas im Behälter gebracht wird, erwärmt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that only the part of the gas that is in heat exchange with the liquefied Gas is brought into the container, is heated. J). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Gases, der der Erwärmung unterzogen wird, in Abhängigkeit von den entnommenen Gasmenge bzw. der im Behälter zur Verdampfung einer entsprechenden Mange des verflüssigten Gases erforderlichen Wärmemenge geregelt wird. J). Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the proportion of the gas which is subjected to the heating is regulated as a function of the amount of gas withdrawn or the amount of heat required in the container for evaporation of a corresponding amount of the liquefied gas. k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis ~5, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung des Gases in Abhängigkeit von k. Method according to one of claims 1 to ~ 5, characterized in that the heating of the gas as a function of 909823/0160909823/0160 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED LlNOE AKTIENGESELLSCHAFTLlNOE AKTIENGESELLSCHAFT der entnommenen Gasmenge bzw. der im Behälter zur Verdampfung einer entsprechenden Menge des verflüssigten Gases erforderlichen Wärmemenge geregelt wird.the amount of gas withdrawn or the amount in the container for evaporation a corresponding amount of the liquefied gas required amount of heat is regulated. 5. Vorrichtung zv.r Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Behälter für flüssiges Gas,einer Zuführungsleitung und einer Abführungsleitung für das verflüssigte Gas, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum des Behälters über Leitungen mit einem außerhalb des Behälters angeordneten ersten Wärmetauscher und einem nachfolgenden, innerhalb des Behälters in dem gespeicherten flüssigen Gas angeordneten zweiten Wärmetauscher versehen ist.5. Device for carrying out the method according to one of the Claims 1 to 4 with a container for liquid gas, one Feed line and a discharge line for the liquefied Gas, characterized in that the vapor space of the container via lines with an outside of the container arranged first heat exchanger and a subsequent, inside the container in the stored liquid gas arranged second heat exchanger is provided. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Dampfraum des Behälters über eine regelbare Bypaßleitung direkt mit der aus dem Behälter geführten Leitung vom zweiten Wärmetauscher verbunden ist.6. Apparatus according to claim 5 »characterized in that the Vapor space of the container via an adjustable bypass line is directly connected to the line led out of the container from the second heat exchanger. 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Leitung zwischen dem Dampfraum und dem ersten Wärmetauscher sowie in der Bypaßleitung zwischen dem Dampfraum und dem Verbraucher Regelventile angeordnet sind.7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that that in the line between the vapor space and the first Heat exchangers and control valves are arranged in the bypass line between the steam space and the consumer. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wärmetauscher im unteren Bereich des Behälters angeordnet ist.8. Device according to one of claims 5 to 1, characterized in that the second heat exchanger is arranged in the lower region of the container. 909823/0160909823/0160
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