DE2848666A1

DE2848666A1 - Gaswaescher

Info

Publication number: DE2848666A1
Application number: DE19782848666
Authority: DE
Inventors: Ryuji Arai; Masaru Kurosawa
Original assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 1977-11-09
Filing date: 1978-11-09
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2848666C2; IT7829594A0; GB2007527A; GB2007527B; IT1100478B; JPS5467272A

Description

1. HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

2. HITACHI ENGINEERING CO., LTD., Ibaraki, Japan

Gaswäscher

Die Erfindung bezieht sich auf einen G-aswäscher, der in einer Ferngasleitung angeordnet ist und Staub, Wasser, flüssige Kohlenwasserstoffe, andere Flüssigkeiten u. dgl. aus einem die Gasfernleitung durchströmenden Gas abscheidet.

Normalerweise ist ein Gaswäscher auf der Saugseite eines Verdichters einer Zwischen- oder Druckerhöhungsstation einer Ferngasleitung angeordnet und scheidet Staub, Flüssigkeiten usw, aus dem Gas vor dessen Einleitung in den Verdichter ab. Z. B. umfaßt ein solcher Gaswäscher einen Gaseinlaß, einen Gasauslaß und eine große Anzahl Zyklonwirbelrohre und Steigrohre in seinem Inneren. Ein eingeleitetes Gas durchströmt diese Zyklonwirbelrohre und Steigrohre und wird aus dem Gasauslaß abgegeben. Hydrate und Abwässer werden aus dem Gas ab-

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geschieden, während es die Zyklonwirbelrohre und Steigrohre durchströmt, werden im unteren Teil des Gaswäschers gesammelt und durch einen Auslaß im unteren Teil des Gaswäschers abgeführt.

Das oben erwähnte Hydrat ist ein Feststoff, der gebildet wird, wenn eine große Menge Dampf, die in dem eingeleiteten Gas enthalten ist, bei einer unter dem Taupunkt liegenden Temperatur zu Wasser kondensiert und die Temperatur unter einen bestimmten kritischen Wert, der durch die Gasart und den Betriebsdruck bestimmt ist, fällt. Das vorgenannte Abwasser ist eine durch Kondensation des Gases, wenn die Temperatur unter dessen Taupunkt fällt, gebildete Flüssigkeit,

Bei einem Gaswäscher der vorgenannten Art wird normalerweise, um einen Verschleiß der Rohrleitungsteile und ein Verstopfen der Leitung zu verhindern, der Durchmesser der im Gas enthaltenen Verunreinigungs- und Flüssigkeitsteilchen so kontrolliert, daß er ca. 8 um beträgt, TJm ferner ein Verstopfen des Gaswäschers durch Gefrieren zu verhindern, ist im unteren Teil des Gaswäschers eine Heizvorrichtung angeordnet, die Wasser im Gaswäscherinneren auf eine über dem Gefrierpunkt liegende Temperatur erwärmt.

Obwohl ein Verstopfen des Gaswäschers durch eine solche Heizvorrichtung verhindert wird, wird jedoch, da die Hydratbildung st emp era tür höher als ca, 10 ⁰C liegt, selbst beim Erwärmen des Wassers auf eine über dem Gefrierpunkt liegende Temperatur eine große Menge Hydrat gebildet, das sich im Gaswäscher sammelt; infolgedessen tritt also doch ein Verstopfen des Gaswäschers auf. Somit hat die Bildung und Ansammlung des Hydrats im Gaswäscher eine Verminderung der Leistungsfähigkeit des Gaswäschers und seines Wirkungsgrads zur Folge. Eine Verbesserung eines solchen Gaswäschers ist daher erwünscht ,

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Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gaswäschers, der nicht durch Hydrate verstopfbar ist und "bei dem ein Antihydratationsmittel aus einem Behälter ohne Kraftbeaufschlagung in das Gaswäscherinnere einspritzbar ist.

Ein spezielles Merkmal des Gaswäschers nach der Erfindung besteht darin, daß zwei in Vertikalrichtung beabstandete Stellen in einem ein Antihydratationsmittel enthaltenden Behälter, der außerhalb des Gaswäschers selbst angeordnet ist, mit dem Gaswäscherinnenraum im stromaufwärts befindlichen Teil des Gasdurchgangs und im stromabwärts befindlichen Teil des Gasdurchgangs, in dem Hydrat gesammelt wird, verbunden sind.

Anhand der Zeichnung, die eine geschnittene Vorderansicht des Gaswäschers nach der Erfindung ist, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Ein Druckbehälter 19 eines Gaswäschers 10 ist auf einer Abstützung 5 befestigt, und der Druckbehälter 19 hat einen Gaseinlaß 11 und einen Gasauslaß 12 für ein Gas 40 sowie im unteren Teil einen Ablauf 13. Im Inneren des Druckbehälters 19 sind Zyklonwirbelrohre 15, die an einer Trennplatte 18 befestigt sind, und Steigrohre 16, die aus an einer Trennplatte 17 befestigten Rohren und den Zyklonwirbelrohren 15 bestehen, angeordnet.

Das durch den Gaseinlaß 11 eingeleitete Gas 40 strömt durch die Zyklonwirbelrohre 15 und die Steigleitungen 16, wie durch die Pfeile angedeutet ist, und wird durch den Gasauslaß 12 abgeführt. Wenn vorbestimmte Mengen eines Hydrats 41 und einer Flüssigkeit 42 im unteren Teil des Druckbehälters 19 vorhanden sind, werden die Pegel des Hydrats und der Flüssigkeit gesondert durch Fühler (nicht gezeigt) erfaßt und Si-

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gnale an ein Ein-Aus-Ventil (nicht gezeigt), das am Ablauf 13 angeordnet ist, abgegeben, so daß das Ventil geöffnet wird und das Hydrat und die Flüssigkeit ausgetragen werden. Infolgedessen werden das Hydrat und die Flüssigkeit nicht in bestimmte Pegel überschreitenden Mengen angesammelt. Es besteht die Gefahr, daß das Hydrat 41 sich im unteren Teil des Druckbehälters 19 ansammelt, indem der Ablauf 13 durch das Hydrat 41 blockiert wird, und daß die Unterabschnitte der Zyklonwirbelrohre 15 durch dieses angesammelte Hydrat verstopft werden; ferner besteht die Gefahr, daß das Hydrat, das in dem durch den Gaseinlaß 11 eingeführten Gas 40 enthalten ist, an den Zyklonwirbelrohren 15 anhaftet, bevor es im unteren Teil des Druckbehälters 19 anlangt, und daß die Zyklonwirbelrohre 15 durch das Hydrat verstopft werden. Wenn die Zyklonwirbelrohre 15 mit Hydrat verstopft sind, erhöht sich die Druckdifferenz zwischen dem Gaseinlaß 11 und dem Gasauslaß 12. Zu diesem Zeitpunkt wird die einen vorbestimmten Wert überschreitende Druckdifferenz zwischen dem Gaseinlaß 11 und dem Gasauslaß 12 von einem Differenzdruckmesser erfaßt, und ein Erfasser 6 löst Alarm aus.

Ein Behälter 20 einer Antihydratationsmittel-Einspritzeinheit 32 ist außerhalb des Druckbehälters 19 des Gaswäschers 10 angeordnet. Dieser Behälter 20 weist in seinem oberen Teil einen Trichter 22 auf, durch den ein Antihydratationsmittel 60 (z. B. Methylalkohol) in den Behälter 20 zuführbar ist; ferner ist unter dem Trichter 22 ein Absperrventil 21 angeordnet, und in einem Luftauslaß 23 ist ebenfalls ein Absperrventil 24 angeordnet. Absperrorgane 25 und 26 sind in eine Verbindungsleitung 29 eingeschaltet, deren eines Ende luftdicht an dem oberen Teil des Behälters 20 befestigt ist; das andere Ende der Verbindungsleitung 29 ist luftdicht in einem zwischen den Trennplatten 17 und 18 des Druckbehälters 19 ausgebildeten Loch 33 an der Stelle befestigt, an der die Zyklonsteigrohre 16 angeordnet sind, Ein Ende einer Verbin-

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dungsleitung 30, in der Absperrorgane 27 und 28 angeordnet sind, ist luftdicht an dem Behälter 20 unterhalb der Befestigungsstelle der Yerbindungsleitung 29 an einer Stelle, die von der Verbindungsleitung 29 in Vertikalrichtung beabstandet ist, befestigt. Z. B. ist die Verbindungsleitung 30 am Boden des Behälters 20 befestigt. Das andere Ende der Verbindungsleitung 30 ist luftdicht in einem Loch 34 befestigt, das in einem Sammelraum ausgebildet ist, in dem das Hydrat 41 und die Flüssigkeit 42 gesammelt werden, also unterhalb der Trennplatte 18 im Druckbehälter 19. Am Oberende der Verbindungsleitung 30 im Inneren des Druckbehälters 19 ist eine Einspritzöffnung 31 ausgebildet, durch die das Antihydratationsmittel 60 aus dem Behälter 20 in das Hydrat 41 gespritzt wird.

Vor der Erläuterung des Betriebs des Gaswäschers wird die Bildung von Hydrat erläutert.

Die Bildung eines Hydrats wird durch die Zusammensetzung, den Druck und die Temperatur des G-ases beeinflußt. Beispiele für diese Bedingungen sind wie folgt:

Gaszusammensetzung:

Methan 0,8963 (Molverhältnis)

Äthan 0,0560 ( " )

Propan 0,0211 ( » )

N-Butan 0,0093 ( " )

Kohlendioxid 0,0033 ( " )

Drücke: 50 oder 75 at
Temperatur: 40 ⁰C

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Wenn ein Gas mit der vorgenannten Zusammensetzung unter den genannten Druck- und Temperaturbedingungen mit Wasser gesättigt ist, genügt die Wassermenge zur Bildung eines Hydrats. D. h., die Wassermenge "beträgt ca. 1,0 oder 1,4 kg/10 m , berechnet unter Normalbedingungen (1 at und 15,6 ⁰C), bei 75 at (4-0 ⁰C) oder 50 at (40 ⁰C).

Die unter den vorgenannten Bedingungen kritische hydratbildende Temperatur beträgt ca. 14 ⁰C bei 50 at oder ca. 17 ⁰C bei 75 at. Wenn die Temperatur unter diesem kritischen Punkt liegt, wird ein Feststoffhydrat gebildet. Die gebildete Hydratmenge wird durch den Wassergehalt bestimmt, und es kann angenommen werden, daß das gesamte in einer Flüssigkeit im Gleichgewichtszustand kondensierte Wasser in ein Hydrat umgewandelt wird. Insbesondere enthält das oben genannte Gas, das mit Wasser bei 50 at und 40 ⁰C gesättigt ist, 0,3 kg/10³ m⁵ (berechnet bei 1 at und 15,6 ⁰C) Wasser bei ca. 14 ⁰C, und 1,1 kg/10⁵ m⁵ (= 1,4 - 0,3) Wasser (berechnet bei 1 at und 15,6 ⁰C) wird kondensier^ und ein Peststoffhydrat wird anteilsmäßig gebildet.

Nachstehend wird die Arbeitsweise des Gaswäschers erläutert. Wenn das Hydrat 41 in der erläuterten Weise gebildet ist, wird es in dem Druckbehälter 19 gesammelt. Bevor das Hydrat den Weg des Gases verstopft, wird der Hydratpegel im Gasdurchgang vom Erfasser 6 erfaßt, und zwar aufgrund des Anstiegs der Druckdifferenz zwischen dem Gaseinlaß 11 und dem Gasauslaß 12 des Druckbehälters, und die Absperrorgane 26 und 25 sowie das Absperrorgan 24 im Luftauslaß werden nacheinander geöffnet, so daß das Innere des Behälters 20 durchgeblasen wird. Dann werden die Absperrorgane 25 und 26 nacheinander geschlossen und das Absperrventil 21 des Trichters 22 geöffnet, so daß das Antihydratationsmittel 60 durch den Trichter 22 in den Behälter 20 eingeführt wird. Dann werden

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das Absperrventil 21 des !Trichters und das Absperrventil 24 des Luftauslasses 23 geschlossen und die Absperrorgane 26, 25, 28 und 27 nacheinander geöffnet, so daß das Antihydratationsmittel 60 durch die Einspritzöffnung 31 in den Druckbehälter 19 gespritzt wird. Dann werden die Absperrorgane 27, 28, 25 und 26 nacheinander geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird das Antihydratationsmittel in den Druckbehälter 19 aus dem Behälter 20 aufgrund des Druckunterschieds im Druckbehälter 19 eingeführt.

Der obere Teil des Behälters 20 steht über die Verbindungsleitung 29 mit dem Druckbehälter 19 zwischen den Trennplatten 17 und 18, an denen die Zyklonsteigrohre 16 befestigt sind, in Verbindung, und der untere Teil des Behälters 20 ist mit dem unteren Teil der Trennplatte 18 des Druckbehälters 19 über die Verbindungsleitung 30 verbunden. Der Druck im Druckbehälter 19 unterhalb der Trennplatte 18 ist niedriger als der Druck zwischen den Trennplatten 17 und 18. Das bedeutet, daß das Gas 40 vom Gaseinlaß 11 zum Gasauslaß 12 durch die Zyklonwirbelrohre 15 und die Steigrohre 16 strömen muß. Infolgedessen kann man sagen, daß die Stelle zwischen den Trennplatten 17 und 18 weiter stromaufwärts als die Stelle unter der Trennplatte 18 liegt. Somit wirkt der Druck im stromaufwärts befindlichen Teil des Gasdurchgangs im Gaswäscher 10 auf den oberen Teil des Behälters 20, und der niedrigere Druck im stromabwärts befindlichen Teil des Gasdurchgangs wirkt auf den unteren Teil des Behälters 20. Aufgrund dieser Druckdifferenz und des Druckgefälles, das das Antihydratationsmittel 60 im Behälter 20 aufweist, wird infolgedessen das Antihydratationsmittel 60 in den Druckbehälter 19 eingespritzt. Das eingespritzte Antihydratationsmittel 60 löst das Hydrat 41 auf, das eventuell an den Zyklonwirbelrohren 15 haftet.

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Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, wird bei dem Gaswäscher der Pegelstand des Hydrats durch den Anstieg der Druckdifferenz zwischen dem Gaseinlaß und dem Gasauslaß erfaßt und das Antihydratationsmittel aus seinem Behälter durch die Einspritzöffnung in den Druckbehälter gespritzt. Dadurch wird die Hydratbildung kontrolliert, und der Betrieb der Zwischen- oder Druckerhöhungsstation der Ferngasleitung wird erleichtert und die Betriebssicherheit verbessert. Durch Entfernen des im Gaswäscher angesammelten Hydrats wird ferner das Auftreten von Störungen wie Verstopfen verhindert und die Betriebszuverlässigkeit verbessert» Außerdem sind mit dem Gaswäscher die folgenden Vorteile und Auswirkungen erzielbar:

1) Da das Antihydratationsmittel durch die Druckdifferenz im Gaswäscher auf natürliche Weise zuführbar ist, braucht keine Antriebsvorrichtung wie eine Pumpe zu dessen Zufuhr vorgesehen zu werden.

2) Im Vergleich zu einem Pail, in dem eine Heizvorrichtung oder eine Dehydratationsvorrichtung mehrmals jährlich das Hydrat entfernt, wird eine wirksame Sicherheitsmaßnahme vorgesehen.

3) Die Zufuhr des Antihydratationsmittels in den Behälter wird durch Vorsehen eines Luftauslaßventils und eines Trichters vereinfacht.

4) Der Austritt von Leckflüssigkeit kann vollständig durch zwei Absperrorgane zwischen dem Gaswäscher und dem Behälter für das Antihydratationsmittel verhindert werden. Diese Absperrorgane sind selbst während des Betriebs der Einrichtung reparier- oder auswechselbar.

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Aus Vorstellendem ist ersichtlich, daß der Gaswäscher einen Behälter für Antihydratationsmittel außerhalb des Gaswäschergehäuses, das einen Gaseinlaß, einen Gasauslaß und einen Ablauf umfaßt, aufweist, wobei der Behälter mit dem Gaswäscherbehälter in dem Abschnitt, in dem sich die Flüssigkeit und das Hydrat sammeln, verbunden ist; der Grad der Hydratansammlung im Gasströmungsweg wird durch die Druckdifferenz zwischen Gaseinlaß und Gasauslaß erfaßt, und das Antihydratationsmittel wird aus seinem Behälter in den Gaswäscher eingeführt auf der Basis der Erfassungsergebnisse. Durch dieses charakteristische Merkmal wird im Fall einer Hydratansammlung im Gaswäscher diese Ansammlung erfaßt und das Antihydratationsmittel aus seinem Behälter in geeigneter Menge in das Hydrat eingeführt. Infolgedessen wird eine Hydratansammlung im Gaswäscher wirksam verhindert, so daß im Gaswäscher kein Verstopfen auftritt. Der Gaswäscher ist daher leicht und mit einem hohen Sicherheitsgrad zu betreiben.

Bei dem Gaswäscher sind ferner ein Inspektionsloch 14 sowie ein Heizer 50 vorgesehen; der Heizer verhindert ein Verstopfen aufgrund von Gefrieren.

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ORIGINAL

Claims

Ansprüche

(l) Gaswäscher zum Abscheiden von Hydrat, Abwasser u. dgl. aus einem eingeleiteten Gas, mit einem Druckbehälter, der einen Gaseinlaß und einen Gasauslaß aufweist,

gekennzeichnet durch

im Druckbehälter (19) angeordnete Elemente (15, 16, 17, 18) zum Trennen von Hydrat, Abwasser usw. von dem Gas (40), mit einem ersten Gasdurchgang zum Einführen des Gases aus dem Gaseinlaß (U) zu den !Brennelementen, einer Zone zum Sammeln von abgeschiedenem Hydrat und Abwasser, und einem zweiten Gasdurchgang zum Leiten des Gases zum Gasauslaß (12) im Druckb ehält er (19);

einen außerhalb des Druckbehälters (19) angeordneten dichten Behälter (20) für Antihydratationsmittel (60);

eine erste Verbindungsleitung (30) zum Verbinden eines das Antihydratationsmittel enthaltenden Teils des dichten Behälters (20) mit dem Teil des Druckbehälters (19), in dem Hydrat und Abwasser gesammelt werden; und

eine zweite Verbindungsleitung (29), die einen oberen Teil des dichten Behälters (20) mit dem ersten Gasdurchgang verbindet.

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2. Gaswäscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß im Inneren des Druckt) ehält er s (19) zwei Trennplatten (17, 18) angeordnet sind, die das Drucktehälterinnere horizontal in drei Zonen unterteilen und zusammen mit Zyklonwirbelrohren (15) und Steigrohren (16) die Trennelemente bilden, und daß die zweite Verbindungsleitung (29) die Trennplatten (17, 18) miteinander verbindet.
3. Gaswäscher nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Abschnitt zum Sammeln von Hydrat und Abwasser ein durch den unteren Teil des Druckbehälters (19) und diejenige Trennplatte (18), die diesem unteren Teil zugewandt ist, definierter Raum ist.
4. Gaswäscher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste und die zweite Verbindungsleitung (30, 29) je ein Paar Absperrorgane (27, 28 und 25, 26) aufweist, und daß die erste Verbindungsleitung (30) eine in den genannten Raum sich öffnende EinspritzÖffnung (31) aufweist.
5. Gaswäscher nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Verbindungsleitung (30) an den Boden des dichten Behälters (20) angeschlossen ist.
6. Gaswäscher nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet,

daß ein Erfasser (6) die Brruckdifferenz zwischen dem Gaseinlaß (11) und dem Gasauslaß (12) im Druckbehälter (19) erfaßt,

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