DE821952C

DE821952C - Lager- und Fuellanlage fuer fluessiges Amoniak o. dgl.

Info

Publication number: DE821952C
Application number: DEF1962A
Authority: DE
Inventors: Eugen Berck; Adolf Neidhart
Original assignee: FRANKFURTER KOHLENSAEUREWERK D
Current assignee: FRANKFURTER KOHLENSAEUREWERK D
Priority date: 1950-06-29
Filing date: 1950-06-29
Publication date: 1951-11-22

Description

Lager- und Füllanlage für flüssiges Ammoniak o. dgl. Für den Betrieb von Kälteanlagen kommen als Kältemittel hauptsächlich Ammoniak, Kohlensäure, Schweflige Säure, Methylchlorid, Äthylchlori-d und Dichlordifluormethan (Frigen) in Betracht. Hiervon ist Ammoniak das bei weitem verbreitetste Kältemittel. Um die Verbraucher mit Ammoniak versorgen zu können, unterhielt man bisher ein Ammoniaklager, in welchem das in großen, Stahlflaschen bezogene flüssige Ammoniak in kleinere Leih- und Verbraucherflaschen umgefüllt wird. Durch die Errichtung einer großen Lager- und Umfüllanlage kann der Bezug von flüssigem Ammoniak in Kesselwagen erfolgen. Nach dien bisherigen Verfahren wird in dem Transportkessel ein erhöhter Druck herbeigeführt, indem einerseits das flüssige Ammoniak durch Wärmezufuhr teilweise in den gasförmigen Aggregatzustand übergeführt oder die Druckerhöhung durch Zuführung eines verdichteten Fremdgases, z. B. Stickstoff, erreicht wird. Beide Verfahren können auch gleichzeitig angewendet werden.
Bevor auf die Vorteile durch d:as neue Umfüllverfahren und das Abfüllverfahren in kleinere Stahlflaschen hingewiesen wird, soll die Gesamtanlage, wie sie anliegend schematisch dargestellt ist, beschrieben werden.
Da bei Kesseln mit Heberentleerung die Heberleitung im Innern des Transportkessel nicht bis zu der tiefsten Stelle reicht, blieben bisher entsprechende Restmengen im Transportkessel. Mit dem neuen Entladeverfahren kann auch diese Menge bis Atmosphärendruck gewonnen werden. Der mit Ammoniak ankommende Kesselwagen wird auf dem Entladegleis von der Eisenbahn an der Entleerungsstelle bereitgestellt. Sollte aus irgendwelchen Gründen der Bezug in Tankkraftwagen erfolgen, so ist einte Anschlußleitung vom Transportkessel zum Lagerraum an geeigneter Stelle der Werksanlage vorzusehen.
Die Transportkessel .der Eisenbahn sind mit zwei Ventilen versehen, und zwar ein. Ventil für flüssiges Ammoniak und ein Ventil für Ammoniak in der Gasphase. Das Ventil für Ammoniak in der Gasphase sitzt immer an der Kesselhaube (Kesseldom) ; dagegen, sitzt bei manchen Kesseln das Ventil für flüssiges Ammoniak entweder an der tiefsten Stelle des Kessel oder ebenfalls am Kesseldom, mit angeschlossenem Tauchrohr (Heberentleerung). Diesen Verhältnissen istRechnung zu tragen. Dahermiissen die Verbindungsleitungen zwischen den Transportkesselventilen und den Absperrventilen am Anfang der Leitungen nach den Lagerkesseln flexibel sein. Von der Anschlußstelle am Entladegleis führen zwei Verbindungsleitungen nach dem Ammon.iaklagerraum; dort sind sie beim Eintritt durch Ventile nochmals gesichert.
Die Aufnahmefähigkeit der Lagereinrichtung ist so bemessen, daß unter Beachtung des vorgeschriebenen Gasraumes der Gesamtinhalt des Tra.nsportkess:ls aufgenommen werden kann. In der Anlage nach der Erfindung sind drei Lagerkessel eingebaut; ein großer Kessel und zwei kleinere Kessel. Die Kessel sind für einen Betriebsdruck von io Atm. Überdruck gebaut. Ausgerüstet ist jeder Kessel mit zwei Gasventilen, einem Ventil für flüssiges Am-. moniak, einem Entleerstutzen für Kesselreinigung und nfannloch zum Befahren des Kessels, je zwei unabhängigen Sicherheitsventilen geschlossener Bauart, einem Manometer für Ammoniak, Flüssigkeitsstandanzeiger und Anzeiger, an dem der jeweilige Kesselinhalt volumetrisch und, gewichtsmäßig sofort abgelesen werden kann. Die sämtlichen Betriebsvorgänge, wie Füllen der Lagerkessel, Umfüllen des Kesselinhalts in den einen oder anderen Kessel, Entleeren der Lagerkessel, sowie Füllen der Stahlflaschen für Verbraucher, erfolgt über die in die Rohrleitungen eingeschalteten drei Ventilstöcke.

Bei der Anlage nach der Erfindung ist ein neues Verfahren entwickelt worden. Zur Überwindung der statischen und hydraulischen Widerstände in der Gesamtanlage dienen die mit den Ventilstöcken verhundene Ammoniakpumpe oder der Ammoniakverdichter oder beide gleichzeitig. Mit dieser Anordnung ist es möglich, jeden Kessel, gleichgültig, ob er Bodenentleerung oder Heberentleerung besitzt, restlos zu entleeren. Der Ammoniakpumpe fließt flüssiges Ammoniak stets zu, sei es durch Niveaudifferenz, sei es durch Saugwirkung, oder sei es durch Druckerhöhung im Gasraum des Transportkessels mittels des Ammoniakverdichters. Die Ammoniakpurupe fördert die Flüssigkeit in den Ventilstock, an dem nunmehr die Verteilung vorgenommen werden kann. Ist die Pumpe im Gang, dann kann das flüssige Ammoniak in jeden Lager-

kessel geleitet werden, es kann gleichzeitig die

Füllung der Versandflaschen für die Verbraucher

erfolgen, und letzten Endes kann auch gleichzeitig

die Verflüssigung des verdrängten gasförmigen

Ammoniaks erfolgen.

Das neue Verfahren unterscheidet sich von der

seitherigen Methode durch die folgenden Merk-

male: a) durch steuerbare Druckregelung mit

gleicher Materie in dein Ausmaß, wie sie zur

Überwindung der statischen und hydraulischen

Widerstände notwendig ist; b) durch Fortfall jeg-

licher Erwärmung der Materie zur Druck-

erzeugung und damit Verminderung der Verluste;

c) durch Fortfall des Frenidgaszusatzes und damit

Erhaltung der Reinheit der Materie; d) durch ein-

fache Betriebsregelung mit Hilfe .der Ventilstöcke;

e)@ es ermöglicht eine regelbare Entleerungszeit

durch Verwendung von Pumpen- und Kotn-

pressorenarbeit; f) es ermöglicht einte regelbare

Abfüllung der Materie in Versandflaschen nach

Gewicht, abgestimmt auf die je@@eilige Temperatur;

g) es ermöglicht die restlose Nutzung der an-

gelieferten Materie und die Rückführung der in

der Gasphase befindlichen Materie in den flüssigen

Aggregatzustand.

Die Erfindung ist in der Zeichnung veranschau-

licht. Auf einem Gleisanschluß i ist der Kessel-

wagen 2 abgestellt, der mit einer Heberleitung 3

und einer Bodenentleerung 4, Nvie üblich, versehen

ist. Am Dom sind das Gasventil 5 mit Ableitung6

und das Flüssigkeitsventil 7 mit Altleitung 8 der

Heberleitung 3 angeordnet, die über die Anschluß-

ventile 9 und io mit der Füllanlage über die Ver-

bindtingsleitungen i i und 12 verbunden. sind. Die

Lageranlage besitzt einen großen Kessel i5 und

zwei kleinere Kessel 16 und 17, die alle drei mit

der Flüssigkeitsleitung 12 über das Sicherungs-

ventil rd verbunden sind. jeder Kessel ist noch-

mals durch Ventile 18, 18°, i86 und 19, lga, 20,

20a, 21, 21" gesichert. An die Leitung 12 ist die

Ammoniakpumpe 12 und an die Leitung i i der

Gaskompressor 23 über das Ventil 2-1 angeschlossen.

Die drei Kessel sind über die Ventilstöcke I, 11,

111 mit Pumpe 22 und Kompressor 23 verbunden.

Die Fülleitungen i96, 2o6, 216 führen vom

Ventilstock 11 an die Hauben (Dom) der drei

Kessel, während die Gasableitungen 19", 20c, 2te

zum Ventilstock 1 leiten. Der Ventilstcxk 1 ist

über die Leitung 25 mit dem Kompressor 23 und

der Ventilstock 11 über die Leitung 26 mit einer

Kondensatoranlage 27 verbunden, die wieder zur

Kompressorleitung 28 über die Leitung 29 zurück-

geführt ist. Der Kompressor 23 steht über die

Leitung 30 mit dem Kondensator 27 in Verbindung.

Der Ventilstock III steht einerseits mit den Boden-

ventilen 31, 32, 33 über die Leitungen, 31, 35, 36

in Verbindung, andererseits führt er mit der Lei-

tung 28 von der Pumpe 22 über das Druckventi138

zum Füllstand 37 und zur Cherströmleitung 39,

die in die Fülleitung 12 übergeht und über \rentil.lo

mit der Pumpe 22 in Verbindung stellt. Der Kom-

pressor 23 ist schließlich an eine :\1>sorptions-

atrlage.li angeschlossen.

Der Füllvorgang vom ankommenden Kessel-

wagen 2 in die Lagerkessel 15, 16, 17 verläuft

folgendermaßen: Zu Beginn ist nachzuprüfen, ob

die sämtlichen Ventile geschlossen sind. Nach Her-

stellung des Anschlusses an den Transportkessel bei

9 und io bleibt das Ventil? für flüssiges Ammoniak

zunächst noch geschlossen, bis ein Druckausgleich

zwischen Transport- (2) und Lagerkessel und: den

Rohrleitungen zustandegekommen ist. Dieser wird

folgendermaßen herbeigeführt: Nacheinander wer-

den die Ventile 5, 9, 13, 43 der gasführenden Lei-

tungen 6, 11, 42, am Dom des Transportkessels be-

ginnend, gelüftet und Tiber den Druckventilstock 1I

und die Leitung 19h Ammorniakgas so lange in den

großen Lagerkessel 15 geleitet, bis Beharrungs-

zustand vorliegt. Das Kesselmanometer zeigt jetzt

den Druck im Transportkessel mit an. Dieser

Druck ist nach der Außentemperatur verschieden;

im \1'inter, z. 13. 1>e1 o° C beträgt er 4,379 Atm. '.

abs., ist er wesentlich geringer als, im Hochsommer,

wenn der Transportkessel lange Zeit dem Sonnen-

brand ausgesetzt ist, z. B. beträgt er bei

+ 30° C = 1 1,89,5 Atm. abs. und bei + 40° C i

= i 5,85o "\tm. als. Bei diesen Temperaturen

würden die Sicherheitsventile bereits angesprochen

Haben. Um (lies zti verhindern, ist das Ventil am

Druckventilstock entsprechend zu drosseln und I

gleichzeitig die Ventile 7, to, 14 der Leitung 8, 12

für flüssiges Ammoniak zu lüften, damit auch in

dieser Leitung bis zum Transportkesselanschluß

Vordruck herrscht. Jetzt wird, das Flüssigkeits-

ventil 7 am Transportkessel langsam geöffnet und

flüssiges :ilnmnnlak über das unten am Lagerkessel

befindliche Ventil 18, 31 einströmen gelassen. Bei

normalen Verhältnissen, also bei Temperaturen

zwischen + io° und + 25° C, entsprechend 6,271

und 10,225 Atm. abs. Ist der Druckausgleich rasch

zustandegekommen, kann durch vorhandenes

natiirtiches Gefälle die Flüssigkeitsförderung bis

zu dem Niveauausgleich der Flüssigkeitsspiegel

selbsttätig erfolgen. Zur vollkommenen Entleerung

des Transportkessels sind Hilfsmaßnahmen er-

forderlich.

Die Ammoniakpumpe 22 steht jetzt mit dem

Transportkessel 2 in Verbindung, und es fließt ihr

entweder durch Gefälle und Saugwirkung flüssiges

Ammoniak stetig zu oder auch unter der Druck-

wirku.ng des Gasverdichters 23 im Kessel 2. Die. 1

Pumpe 22 fördert das flüssige Ammoniak zum

Ventilstock 111, wo die Verteilung auf die direi

Kessel vorgenommen wird, wobei aber gleichzeitig

der Füllstand 37 für die Versandflaschen bedient

werden kann, und schließlich kann noch das ver-

drängte gasförmige Ammoniak aus der Leitung i i

im Kompressor 23 verdichtet und im Kon-

densator 27 verflüssigt werden, das sodann zum

Ventilstock 11 ged.rückt wird.. Man kann auch den

Kompressor 23 mit dem Transportkessel 2 ver-

binden, um dort durch Gasdruck die Flüssigkeit

auszutreiben.

Soll zur Erzielung des kleinsten Gasraumes die

Umfüllung aus dem großen Lagerkessel in einen

oder beide vorhandenen kleinen Lagerkessel oder I

die Umfüllung aus anderen betrieblichen Gründen notwendig sein, so kann diese mit dien bestehenden Einrichtungen ohne weiteres verlustlos durchgeführt werden. Von dem Flüssigkeitsventilstock III führt eine Leitung 28 zum Füllraum 37 für den Flaschenversand. Mengenmäßig wird flüssiges Ammoniak nach Gewicht verkauft, und da das Litergewicht mit der Temperatur sich ändert, ist auch diesem Umstand Rechnung zu tragen. Der der jeweiligen Temperatur entsprechende Druck wird von der Pumpe 22 erzeugt und mittels. eines zum Absperrventil 45 der Füllanlage 37 parallel geschalteten Drosselventils 44 geregelt. Die Überschußmen,gen der Pumpenförderung fließen durch .das Drosselventil, das einen Mindestquerschnitt stets offen läßt, oder durch das Sicherheitsventil in die Saugleitung 39 der Pumpe zurück.

Der Kompressor 23 saugt das in: der Gasphase befindliche Ammoniak ab, verdichtet es auf dien erforderlichen Druck, und die auf den Kondensator 27 geschaltete Druckleitung 29 förderrt das im Kondensator verflüssigte Ammoniak in einen Lagerkessel. Restmengen sowie etwaige Abblasemengen der Sicherheitsventile und Ausblasemengen bei dem Füllvorgang werden durch eine besondere Leitung 46, der Absorptionsanlage 41 zugeführt und zur Herstellung von Salmiakgeist verwertet. Auf diese Weise wird das angefahrene Ammoniak restlos verwertet und durch keinerlei wesensfremde Hilfsgase oder Zusätze beeinflußt.

Claims

PATENTANSPRCCHE: i. Lager- und Füllanlage für flüssiges Ammoniak o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß Gas- und Flüssigleeitsa.blässe (4, 5, 7) von Transportkesseln-(2) Mit Pump- (22), Kompressor- (23), Kondensations- (27) und Absorptions- (4i) anlagen verbunden sind, welche Flüssigkeit, Gasreste, verdichtetes oder verflüssigtes Gas Kesseln (2, 15, 16, 17) und Füll-(37) oder Gasverwertungsanlageni (41) zuf iih ren.
2. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d;aß eine Pumpe (22) mit der Flüssigkeitsleitung (12) vom Transportkessel (2) in Verbindung steht und,daß die Pumpe die Flüssigkeit Tiber Verteilerventile (11I) Lagerkesseln (15, 16, 17) und einer Abfüllanlage (37) zutreibt.
3. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kompressor (23) angeordnet ist, der die vom Transportkessel (2) abgeleiteten Gase verdichtet und den Kesseln (15, 16, 17) über Verteilerventile (1I) zuführt.
4. Anlage nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (23) über Absaugleitungen (19c, 20c, 21C) und über Verteillerventile (1) mit, dem Gasraum der Kessel verbunden ist.
5. Anlage nach Anspruch i und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor (23) über Verteilerventile (1, 1I) mit den Kesseln verbunden ist, durch die aus den Kesseln abgesaugtes Gas (I) .den Kesseln verdichtet (1I) wieder zugeführt wird.
6. Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB eine Kondensatoreinrichtung (27) angeordnet, in der überschüssige Gase kondensiert und den Kesseln wieder zugeführt werden.
7. Anlage nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ventilstöcke (I, 1I, III) angeordnet sind, von denen die Ventile von einem (I) den Gaszutritt von dm Kesseln zu dem Kompressor (23), die des zweiten (II) die verdichteten Gase vom Kompressor (23) zu den Kesseln und die des dritten (III) die Flüssigkeit von der Pumpe (22) nach den Kesseln verteilen. B. Verfahren zur restlosen Verwertung von leicht vergasenden Flüssigkeiten in Umfüll- und Lageränlagen nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Transportkesseln (2) vorhandene Flüssigkeit und dort entwickelte Gase getrennt abgezogen und Lagerkesseln (i5, 16, 17) oder Füllanlagen (37) derart zugeführt werden, daß die Flüssigkeit den Kesseln und Füllanlagen zugepumpt, die Gase verdichtet oder verflüssigt und den Kesseln zugeführt und: die Restgase in Gasverwertungsanlagen (4i) verarbeitet werden.