EP2959244A2 - Modulare verfahrenstechnische anlage, insbesondere luftzerlegungsanlage mit einer vielzahl von anlagenkomponenten - Google Patents

Modulare verfahrenstechnische anlage, insbesondere luftzerlegungsanlage mit einer vielzahl von anlagenkomponenten

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EP2959244A2
EP2959244A2 EP14705342.5A EP14705342A EP2959244A2 EP 2959244 A2 EP2959244 A2 EP 2959244A2 EP 14705342 A EP14705342 A EP 14705342A EP 2959244 A2 EP2959244 A2 EP 2959244A2
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EP
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container
modular system
containers
compartments
plant
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EP14705342.5A
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Corinna ZIEGE
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Cryotec Anlagenbau GmbH
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Cryotec Anlagenbau GmbH
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H5/00—Buildings or groups of buildings for industrial or agricultural purposes
    • E04H5/10—Buildings forming part of cooling plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J3/00—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification
    • F25J3/02—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream
    • F25J3/04—Processes or apparatus for separating the constituents of gaseous or liquefied gaseous mixtures involving the use of liquefaction or solidification by rectification, i.e. by continuous interchange of heat and material between a vapour stream and a liquid stream for air
    • F25J3/04763—Start-up or control of the process; Details of the apparatus used
    • F25J3/04866—Construction and layout of air fractionation equipments, e.g. valves, machines
    • F25J3/0489—Modularity and arrangement of parts of the air fractionation unit, in particular of the cold box, e.g. pre-fabrication, assembling and erection, dimensions, horizontal layout "plot"
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H1/00—Buildings or groups of buildings for dwelling or office purposes; General layout, e.g. modular co-ordination or staggered storeys
    • E04H1/12—Small buildings or other erections for limited occupation, erected in the open air or arranged in buildings, e.g. kiosks, waiting shelters for bus stops or for filling stations, roofs for railway platforms, watchmen's huts or dressing cubicles
    • E04H2001/1283—Small buildings of the ISO containers type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25J—LIQUEFACTION, SOLIDIFICATION OR SEPARATION OF GASES OR GASEOUS OR LIQUEFIED GASEOUS MIXTURES BY PRESSURE AND COLD TREATMENT OR BY BRINGING THEM INTO THE SUPERCRITICAL STATE
    • F25J2290/00—Other details not covered by groups F25J2200/00 - F25J2280/00
    • F25J2290/42—Modularity, pre-fabrication of modules, assembling and erection, horizontal layout, i.e. plot plan, and vertical arrangement of parts of the cryogenic unit, e.g. of the cold box

Definitions

  • Modular process plant in particular air separation plant with a variety of plant components
  • the invention relates to a modular process plant, in particular air separation plant with a plurality of plant components and at least one operating unit, the plant components ready pre-assembled in containers with standard dimensions
  • a system for providing technical gases is already known.
  • at least one engineering gas is generated in a mobile gas generating unit mounted on a watercraft, the vessel navigating a plurality of land based pick-up points.
  • the gas generating unit is to be operated while driving between two delivery points and the generated technical gas to be filled into storage containers, which are located on board the vessel.
  • the gas generating unit includes its own power supply, which is mounted on board the vessel. Details of the accommodation of the function of the gas generating unit determining plant components are not disclosed.
  • feed air is compressed in an air compressor.
  • the compressed feed air is cooled in a main heat exchanger and at least partially introduced into the pressure column.
  • Liquid oxygen is withdrawn from the distillation column system for nitrogen-oxygen separation and brought to an elevated pressure in the liquid state. Under this increased pressure, the medium is then in the
  • Main heat exchanger introduced, evaporated in the main heat exchanger and on Warmed around ambient temperature and finally recovered as gaseous pressure oxygen.
  • a gaseous circulating nitrogen stream is withdrawn from the distillation column system and compressed at least in a cycle compressor.
  • a first partial stream of compressed in the cycle compressor cycle nitrogen flow is then brought in the main heat exchanger in indirect heat exchange with the oxygen flow and
  • the relaxed first substream of the cycle nitrogen stream is then at least partially introduced in the liquid state into the nitrogen-oxygen separation distillation column system.
  • a second substream is branched downstream of the cycle compressor under a product pressure and recovered as a pressurized nitrogen product.
  • the resulting liquefied gas products are filled into containers and delivered to customers or consumers. A not inconsiderable share of the total costs is attributable to the necessity of filling and delivering the LPG products.
  • the containers are then transported to the plant operation site and the plant is connected to the construction site by functionally connecting the plant
  • the assembly of the individual parts of the system already takes place in the factory. There, the plant is ready for operation mounted in several containers. In this way, the assembly process plant is to be moved from the site to the factory. The aim is to shorten the assembly and commissioning times for such systems and to carry out a functional test of the system at the factory.
  • Particularly advantageous is the teaching of DE 2822774 AI represent in the construction of air separation plants. Plant parts with a high noise emission, such as compressors, should be stored in a closed container be housed, which is soundproofed accordingly. Conveniently, the noise-emitting container should be placed between other containers. Gaps between the containers should also be filled with sound-absorbing material.
  • Ambient or operating temperature can perform.
  • system components and at least one control unit all system components should be housed in a minimum number of standard containers and wherein operation of the system must be possible with the housed in the containers plant components under different climatic conditions without external
  • a modular process plant in particular an air separation plant with a variety of plant components and at least one control unit, the plant components ready pre-assembled housed in standard containers and transported in these containers and functionally connected on site depending on the procedure to be performed and in this regard are operable in the container composite.
  • all plant components are accommodated in two, also airworthy standard containers, with a first container for the selected plant components divided, mutually insulated
  • compartments Contains compartments. These compartments are accessible via doors or flaps for the purpose of servicing the respective plant component.
  • a second container is designed such that it has at least one fixed compartment and at least one movable, in particular pivotable, compartment.
  • assemblies and plant components with elevated operating temperature and in the second container assemblies and plant components with lower operating temperature are arranged or housed in the first container.
  • the isolation of the compartments takes place under thermal and / or acoustic aspects in an optimized manner.
  • a compartment is designed as
  • This compartment is Also suitable for the stay of persons for the purpose of controlling and controlling the respective plant and insofar soundproofed and air-conditioned.
  • At least the second container has means for aligning and setting up in a planned, in particular flat position.
  • These means may include trained in the base region of the container, mechanically or hydraulically adjustable feet.
  • the second container is divided longitudinally, with a part half with its compartment of a horizontal position in the initial state in a vertical operating condition, in particular
  • the optional hydraulic control is also located in the second container.
  • the pivotable part-half of the second container may in particular comprise an air separation tank with liquid-gas buffering.
  • the container means for venting, heating and / or cooling in such a way that operation in different climates and ambient temperatures in the range of about -25 ° C to + 50 ° C is possible.
  • the containers can be any position to each other
  • At least some of the compartments have a double wall to optimize the thermal and / or acoustic insulation.
  • a lightning rod and / or a wireless antenna is mounted on at least one container.
  • an air compressor is arranged with a heater for flow at startup, especially if the process plant is to be designed as an air separation column.
  • a device for high-pressure filling of liquid gas is located in the second container.
  • the proposed modular process plant housed in two standard containers, can be moved by conventional commercial vehicles by land, but also suitable for air freight. All external electrical systems can be carried out in containers with protection class IP 65. Through the compartments provided in the containers
  • the alignment of the movable part takes place in the second container with the alignment or pivoting operation
  • one of the system components comprises an activated carbon cleaning insofar as an active carbon absorber, designed as a closed filter cartridge, is carried in one of the compartments and is available for replacement on site. By resorting to a closed cartridge, contamination of the activated carbon in the cartridge due to improper handling on site is precluded.
  • the ambient air required for system operation is supplied via a
  • Filter unit sucked and cleaned, which facilitates the intended use in desert areas.
  • Fig. La is a plan view of the first container according to the embodiment.
  • Fig. Lb is a front view of the first container
  • Fig. Lc and d a side view of the first container
  • Fig. Le is a perspective view of the first container as each in the
  • Figure 2a is a plan view of the second container in the transport state.
  • Fig. 2b is a front view of the second container;
  • Fig. 2c and d are side views of the second container in the transport state
  • 2e is a perspective view of the second container in the transport state
  • 3a shows a plan view of the first container in the operating state
  • 3b is a front view of the first container in the operating state
  • Fig. 3c and d are side views of the first container in the operating state
  • 3e is a perspective view of the first container in the operating state, wherein for better visibility of individual system components parts of the front panel are not shown;
  • erected container part in the present case designed as a cold box
  • 4b is a front view of the second container in the operating state with upright coldbox
  • Fig. 5a is a plan view of the first container in the maintenance state with
  • Fig. 5b and c are side views of the first container in the maintenance state
  • Fig. 5d is a perspective view of the first container in the maintenance state with removed compressor (left side) and remote deoxo unit (right);
  • 6a is a plan view of the second container in the maintenance condition with lowered cold box and partially opened maintenance doors or maintenance flaps;
  • FIG. 6b and c side views of the second container with lowered
  • Fig. 6d is a perspective view of the second container in
  • FIGS. 1a to 1e show the first container 1, which contains, for example, an air cooler 2 and a wearing part compartment 3. Furthermore, a control room compartment 4 with control cabinets 5 (see FIG. 3e) is provided in the container 1. In the transport state maintenance flaps or doors 9 are closed and locked as aggregates. Usual slings can be attached to eyebolts 7.
  • the second container 8 shown in FIG. 2 is also located in
  • a transport is here also possible using the eyebolts 7 (lifting via corresponding slings) possible.
  • the containers are placed on site and transferred to the operating state.
  • the first container 1 a lightning rod 10 or antenna is mounted.
  • a cooler attachment 11 for venting the compressor 12 is fixed and it is the individual system components between container 1 and container 8 coupled via connecting lines 13.
  • the second container 8 comprises, as shown in FIG. 4, a fixed compartment 80 and a pivotable compartment 81.
  • adjusting feet 14 are available for vertical straightening. All necessary for erecting and pivoting of the compartment 81 components, in particular a hydraulic cylinder 15 are present in the second container 8.
  • the second container 8 also contains a turbine cooling system 16 and a liquid nitrogen pump 17 and the mol battery 18 and a hydraulic control 19th
  • the maintenance condition with respect to the plant components of the first and second containers 1; 8 is shown by way of example with reference to FIGS. 5 and 6.
  • Compressor 20 already expanded. Likewise, the deoxidation unit is removed. All flaps or doors are, as shown in FIG. 5a, opened. In an analogous manner, all functional units that are accommodated in the second container 8 are accessible. The molar battery is, as shown in Fig. 6d, removed and can be maintained accordingly.
  • Containers leads to an extremely compact deployable
  • Ready-to-operate system that is user-friendly and easy to maintain, and that can also be used flexibly in different climatic conditions.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine modulare verfahrenstechnische Anlage, insbe- sondere Luftzerlegungsanlage mit einer Vielzahl von Anlagenkomponenten sowie mindestens einer Bedieneinheit, wobei die Anlagenkomponenten betriebsbereit vormontiert in Containern mit Standard-Abmessungen untergebracht, im Container transportiert und vor Ort je nach auszuführendem Verfahren funktional verbunden und im Containerverbund betreibbar sind. Erfindungsgemäß sind alle Anlagenkomponenten in zwei, auch luftfracht- fähigen Standard-Containern befindlich, wobei ein erster Container für die ausgewählten Anlagenkomponenten geteilte, gegeneinander isolierte Kompartimente enthält, weiterhin die Kompartiments über Türen oder Klappen zum Zweck der Wartung der jeweiligen Anlagenkomponente zugänglich sind sowie ein zweiter Container mindestens ein feststehendes Kompartiment und mindestens ein bewegliches, insbesondere verschwenkbares Kompartiment aufweist. Ergänzend sind an die Container ankoppelbare Anschlüsse sowie Verbindungselemente zum Transport von Medien und Leiten von Steuer- und Betriebssignalen zwischen den Containern vorhanden.

Description

Modulare verfahrenstechnische Anlage, insbesondere Luftzerlegungsanlage mit einer Vielzahl von Anlagenkomponenten
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine modulare verfahrenstechnische Anlage, insbesondere Luftzerlegungsanlage mit einer Vielzahl von Anlagenkomponenten sowie mindestens einer Bedieneinheit, wobei die Anlagenkomponenten betriebsbereit vormontiert in Containern mit Standard-Abmessungen
untergebracht, im Container transportiert und vor Ort je nach auszuführendem Verfahren funktional verbunden und im Containerverbund betreibbar sind, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 102005006850 AI ist ein System zur Bereitstellung technischer Gase vorbekannt. Bei diesem System wird mindestens ein technisches Gas in einer mobilen Gaserzeugungseinheit, die auf einem Wasserfahrzeug montiert ist, erzeugt, wobei das Wasserfahrzeug eine Mehrzahl von landgestützten Abnahmestellen anfährt. In einer Ausführungsform soll die Gaserzeugungseinheit während der Fahrt zwischen zwei Abnahmestellen betrieben und das erzeugte technische Gas in Speicherbehälter eingefüllt werden, die sich an Bord des Wasserfahrzeugs befinden. In diesem Fall umfasst die Gaserzeugungseinheit eine eigene Energieversorgung, die an Bord des Wasserfahrzeugs montiert ist. Einzelheiten zur Unterbringung der die Funktion der Gaserzeugungseinheit bestimmenden Anlagenkomponenten sind nicht offenbart.
Aus der DE 202009004099 Ul, der DE 202009010874 sowie der DE 10 2010056570 AI sind Verfahren und Vorrichtungen zur Gewinnung von
Drucksauerstoff und Druckstickstoff durch Tieftemperaturzerlegung von Luft in einem Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung, das mindestens eine Drucksäule aufweist, vorbekannt.
Gemäß dem beschriebenen Verfahren wird Einsatzluft in einem Luftverdichter verdichtet. Die verdichtete Einsatzluft wird in einem Hauptwärmetauscher abgekühlt und mindestens teilweise in die Drucksäule eingeleitet. Flüssiger Sauerstoff wird aus dem Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff- Trennung entnommen und im flüssigen Zustand auf einen erhöhten Druck gebracht. Unter diesem erhöhten Druck wird das Medium dann in den
Hauptwärmetauscher eingeleitet, im Hauptwärmetauscher verdampft und auf etwa Umgebungstemperatur angewärmt und schließlich als gasförmiger Drucksauerstoff gewonnen. Ein gasförmiger Kreislaufstickstoffstrom wird aus dem Destilliersäulen-System abgezogen und mindestens in einem Kreislaufverdichter verdichtet. Ein erster Teilstrom des im Kreislaufverdichter verdichteten Kreislaufstickstoffstroms wird dann im Hauptwärmetauscher in indirekten Wärmeaustausch mit dem Sauerstoffstrom gebracht und
anschließend entspannt. Der entspannte erste Teilstrom des Kreislaufstickstoffstroms wird dann mindestens teilweise in flüssigem Zustand in das Destilliersäulen-System zur Stickstoff-Sauerstoff-Trennung eingeleitet. Ein zweiter Teilstrom wird stromabwärts des Kreislaufverdichters unter einem Produktdruck abgezweigt und als Druckstickstoffprodukt gewonnen.
Üblicherweise sind derartige verfahrenstechnische Anlagen zur Luftzerlegung stationär montiert und in großräumigen Hallen untergebracht und verfügen über eine zentrale oder dezentrale Leitwarte.
Die erhaltenen Flüssiggasprodukte werden in Behälter abgefüllt und an die Kunden bzw. Verbraucher ausgeliefert. Dabei entfällt ein nicht unerheblicher Anteil der gesamt entstehenden Kosten auf die Notwendigkeit des Abfüllens und Auslieferns der Flüssiggasprodukte.
Bei der gattungsbildenden DE 2822774 AI wurde eine verfahrenstechnische Anlage vorgeschlagen, die aus einer Vielzahl von Bauteilen besteht, wobei die Bauteile der Anlage betriebfertig in Containern vormontiert werden. Im
Anschluss werden die Container zur Anlagenbetriebsbaustelle transportiert und es wird die Anlage auf der Baustelle durch funktionelles Verbinden der
Container fertig gestellt.
Demnach erfolgt der Zusammenbau der Einzelteile der Anlage bereits im Herstellerwerk. Dort wird die Anlage betriebsfertig in mehrere Container montiert. Auf diese Weise soll die Montage verfahrenstechnischer Anlage von der Baustelle in das Herstellerwerk verlagert werden. Ziel ist es, die Montage- und Inbetriebnahmezeiten für derartige Anlagen zu verkürzen und bereits im Herstellerwerk eine Funktionsprüfung der Anlage vorzunehmen. Besonders vorteilhaft soll sich die Lehre der DE 2822774 AI bei der Errichtung von Luftzerlegungsanlagen darstellen. Anlagenteile mit einer starken Lärmemission, wie z.B. Kompressoren, sollen in einem geschlossenen Container untergebracht werden, der entsprechend schallgedämmt ist. Zweckmäßigerweise soll der lärmemittierende Container zwischen anderen Containern aufgestellt werden. Zwischenräume zwischen den Containern sollen zusätzlich mit schalldämmendem Material verfüllt werden.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Unterbringen der notwendigen
anlagentechnischen Komponenten in Containern, insbesondere wenn eine Inbetriebnahme der Anlage mit den Komponenten innerhalb der Container stattfinden soll, zu erheblichen Schwierigkeiten führt. Der zur Verfügung stehende Raum in einem Standard-Container ist naturgemäß begrenzt.
Hierdurch ist die Zugänglichkeit der einzelnen Anlagenkomponenten im Fall einer notwendigen Wartung, aber auch bei Inbetriebnahme erschwert.
Weiterhin ist nicht die Lärmemission entsprechender Anlagenkomponenten, wie z.B. von Kompressoren, vordergründig, sondern die entstehende Betriebs- und Abwärme einer Vielzahl von Anlagenteilen und Baugruppen. Diese Abwärme muss unter allen Betriebsbedingungen, aber auch unter den unterschiedlichsten klimatischen Voraussetzungen sicher an die Umgebung abgeführt werden. Dabei sollen solche Anlagenteile oder Anlagenkomponenten nicht in Mitleidenschaft gezogen werden, die ihre Funktion nur bei niedrigerer
Umgebungs- bzw. Betriebstemperatur ausführen können.
Eine zusätzliche Schwierigkeit ergibt sich dann, wenn die verfahrenstechnische Anlage solche Komponenten enthält, die äußerst sperrig sind und welche zum Ausüben ihrer Funktion in eine veränderte Betriebslage gebracht werden müssen, wie dies z.B. bei einer Luftzerlegungssäule oder
entsprechender -kolonne der Fall ist.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte modulare verfahrenstechnische Anlage mit einer Vielzahl von
Anlagenkomponenten sowie mindestens einer Bedieneinheit anzugeben, wobei alle Anlagenkomponenten in einer minimalen Anzahl von Standard-Containern untergebracht werden sollen und wobei ein Betrieb der Anlage mit den in den Containern untergebrachten Anlagenkomponenten bei unterschiedlichsten klimatischen Voraussetzungen möglich sein muss, ohne dass externe
Maßnahmen, wie z.B. ein Umhausen erforderlich werden. Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Es wird demnach von einer modularen verfahrenstechnischen Anlage, insbesondere einer Luftzerlegungsanlage mit einer Vielzahl von Anlagenkomponenten sowie mindestens einer Bedieneinheit ausgegangen, wobei die Anlagenkomponenten betriebsbereit vormontiert in Standard-Containern untergebracht und in diesen Containern transportiert und vor Ort je nach auszuführendem Verfahren funktional verbunden werden und diesbezüglich im Containerverbund betreibbar sind.
Erfindungsgemäß werden alle Anlagenkomponenten in zwei, auch luftfrachtfähigen Standard-Containern untergebracht, wobei ein erster Container für die ausgewählten Anlagenkomponenten geteilte, gegeneinander isolierte
Kompartimente enthält. Diese Kompartimente sind über Türen oder Klappen zum Zweck der Wartung der jeweiligen Anlagenkomponente zugänglich.
Erfindungsgemäß ist ein zweiter Container so ausgebildet, dass dieser mindestens ein feststehendes Kompartiment und mindestens ein bewegliches, insbesondere verschwenkbares Kompartiment aufweist.
Weiterhin sind an die Container ankoppelbare Anschlüsse sowie Verbindungselemente zum Transport von Medien und Leiten von Steuer- und Betriebssignalen zwischen den Containern vorhanden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind im ersten Container Baugruppen und Anlagenkomponenten mit erhöhter Betriebstemperatur und im zweiten Container Baugruppen und Anlagenkomponenten mit niedrigerer Betriebstemperatur angeordnet bzw. untergebracht.
Die Isolation der Kompartimente erfolgt unter thermischen und/oder akustischen Aspekten in jeweils optimierter Weise.
Bevorzugt im ersten Container ist ein Kompartiment ausgebildet als
elektrischer Kontroll- und Betriebsraum vorgesehen. Dieses Kompartiment ist auch zum Aufenthalt von Personen zum Zweck der Steuerung und Kontrolle der jeweiligen Anlage geeignet und insofern schallgedämmt und klimatisiert.
Wenigstens der zweite Container verfügt über Mittel zum Ausrichten und Aufstellen in einer vorgesehenen, insbesondere ebenen Lage.
Diese Mittel können im Sockelbereich des Containers ausgebildete, mechanisch oder hydraulisch verstellbare Füße umfassen.
In wenigstens einem der Kompartimente des ersten Containers sind
Verschleiß- und Ersatzteile für die entsprechenden Anlagenkomponenten unterbracht.
Erfindungsgemäß ist der zweite Container längshälftig geteilt, wobei eine Teilhälfte mit ihrem Kompartiment von einer im Ausgangszustand waagerechten Lage in eine senkrechte Betriebszustandslage, insbesondere
hydraulisch, schwenkbar ist.
Die gegebenenfalls vorhandene Hydrauliksteuerung ist ebenfalls im zweiten Container befindlich.
Die verschwenkbare Teilhälfte des zweiten Containers kann insbesondere eine Luftzerlegungssäule mit Flüssiggaszwischenspeicherung umfassen.
Weiterhin weisen die Container Mittel zum Belüften, Heizen und/oder Kühlen derart auf, dass ein Betrieb in verschiedenen Klimazonen und Umgebungstemperaturen im Bereich von ca. -25°C bis +50°C möglich ist.
Im Betriebsfall können die Container eine beliebige Lage zueinander
einnehmen.
Mindestens einzelne der Kompartimente verfügen über eine Doppelwandung zum Optimierung der thermischen und/oder akustischen Dämmung.
An mindestens einem Container ist eine Blitzfangstange und/oder eine Antenne zur drahtlosen Kommunikation angebracht. Bevorzugt im ersten Container ist ein Luftkompressor mit Heizer zum Vorlauf beim Anlagenstart angeordnet, insbesondere dann, wenn die verfahrenstechnische Anlage als Luftzerlegungssäule auszubilden ist.
In diesem Sinn ist im zweiten Container eine Einrichtung zur Hochdruckabfüllung von flüssigem Gas befindlich.
Die vorgestellte modulare verfahrenstechnische Anlage, untergebracht in zwei Standard-Containern, ist mit üblichen Nutzkraftwagen auf dem Landweg verfahrbar, aber ebenso luftfrachttauglich. Alle außenliegenden elektrischen Anlagen sind in den Containern der Schutzart IP 65 entsprechend ausführbar. Durch den in den Containern in dort vorgesehenen Kompartimenten
untergebrachten Ersatzteilstock kann auch ein längerer Betrieb ohne externe Ersatzteilversorgung der entsprechenden verfahrenstechnischen Anlage erfolgen. Durch die Ausbildung von Auszugsschlitten und Tragprofilen können einzelne Komponenten oder Module in leichter Weise entnommen, gewartet und wieder in das entsprechende Containerkompartiment eingesetzt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung findet das Ausrichten des beweglichen Teils im zweiten Container mit dem Ausricht- bzw. Schwenkvorgang
automatisch statt, so dass sich diesbezügliche Einstellarbeiten auf ein
Minimum beschränken. Wenn insoweit eine der Anlagenkomponenten eine Aktivkohlereinigung umfasst, wird ein Aktivkohleabsorber, ausgebildet als geschlossene Filterpatrone, in einem der Kompartimente mitgeführt und steht zum Auswechseln vor Ort zur Verfügung. Dadurch, dass auf eine geschlossene Patrone zurückgegriffen wird, ist eine Verunreinigung der in der Patrone befindlichen Aktivkohle durch falsche Handhabung vor Ort ausgeschlossen.
Die für den Anlagenbetrieb notwendige Umgebungsluft wird über eine
Filtereinheit angesaugt und gereinigt, was den beabsichtigen Einsatz auch in Wüstengebieten erleichtert.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Figuren und einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Hierbei zeigen:
Fig. la eine Draufsicht des ersten Containers gemäß Ausführungsbeispiel;
Fig. lb eine Frontalansicht des ersten Containers;
Fig. lc und d eine Seitenansicht des ersten Containers;
Fig. le eine perspektivische Darstellung des ersten Containers als jeweils im
Transportzustand;
Fig. 2a eine Draufsicht auf den zweiten Container im Transportzustand; Fig. 2b eine Frontalansicht des zweiten Containers;
Fig. 2c und d Seitenansichten des zweiten Containers im Transportzustand;
Fig. 2e eine perspektivische Ansicht des zweiten Containers im Transportzustand;
Fig. 3a eine Draufsicht des ersten Containers im Betriebszustand;
Fig. 3b eine Frontalansicht des ersten Containers im Betriebszustand;
Fig. 3c und d Seitenansichten des ersten Containers im Betriebszustand;
Fig. 3e eine perspektivische Ansicht des ersten Containers im Betriebszustand, wobei zur besseren Erkennbarkeit einzelner Anlagenkomponenten Teile der Frontverkleidung nicht gezeigt sind;
Fig.4a eine Draufsicht des zweiten Containers im Betriebszustand mit
aufgerichtetem Containerteil, im vorliegenden Fall ausgebildet als Coldbox;
Fig.4b eine Frontalansicht des zweiten Containers im Betriebszustand mit aufgerichteter Coldbox;
Fig. 4c und d Seitenansichten des zweiten Containers im Betriebszustand mit aufgerichteter Coldbox; Fig.4e eine perspektivische Darstellung des zweiten Containers im Betriebszustand mit aufgerichteter Coldbox und teilweise entfernter Containeraußenverkleidung zur besseren Erkennbarkeit der in den Kompartiments befindlichen Anlagenkomponenten;
Fig. 5a eine Draufsicht des ersten Containers im Wartungszustand mit
teilweise entnommenen Anlagenkomponenten;
Fig. 5b und c seitliche Ansichten des ersten Containers im Wartungszustand;
Fig. 5d eine perspektivische Darstellung des ersten Containers im Wartungszustand mit ausgebautem Kompressor (linksseitig) und entfernter Deoxo-Einheit (rechts);
Fig. 6a eine Draufsicht auf den zweiten Container im Wartungszustand mit abgesenkter Coldbox und teilweise geöffneten Wartungstüren bzw. Wartungsklappen;
Fig. 6b und c Seitenansichten des zweiten Containers mit abgesenkter
Coldbox im Wartungszustand und
Fig. 6d eine perspektivische Darstellung des zweiten Containers im
Wartungszustand mit abgesenkter Coldbox und im Vordergrund rechts entnommener Molbatterie.
Bei der nachstehenden Erläuterung des Ausführungsbeispiels mit Blick auf die Figuren wird von einer beispielhaften Luftzerlegungsanlage zur Erzeugung von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff ausgegangen, wobei das Prinzip der Unterbringung verschiedenster Anlagenkomponenten in zwei Containern erfindungsgemäß auch auf andere verfahrenstechnische Anlagen zu einem geänderten verfahrenstechnischen Zweck übertragen werden kann. Insofern sind die nachstehenden Erläuterungen nicht einschränkend zu verstehen.
Die Fig. la bis le zeigen den ersten Container 1, der beispielsweise einen Luftkühler 2 sowie ein Verschleißteil-Kompartiment 3 enthält. Weiterhin ist im Container 1 ein Kontrollraum-Kompartiment 4 mit Schaltschränken 5 (siehe Fig. 3e) vorgesehen. Im Transportzustand sind Wartungsklappen bzw. -türen 9 geschlossen und als Aggregate arretiert. Übliche Anschlagmittel können an Transportösen 7 angesetzt werden.
Der in der Fig. 2 gezeigte zweite Container 8 befindet sich ebenfalls im
Transportzustand. Alle Klappen und Türen 9 sind verschlossen und
entsprechende Anlagenteile gesichert. Ein Transport ist hier ebenfalls unter Nutzung der Transportösen 7 (Anheben über entsprechende Anschlagmittel) möglich.
Nachdem der erste und zweite Container 1; 8 den Ort der Inbetriebnahme erreicht hat, werden die Container vor Ort aufgestellt und in den Betriebszustand überführt.
Diesbezüglich wird beispielsweise beim ersten Container 1 eine Blitzfangstange 10 bzw. Antenne montiert. Ein Kühleraufsatz 11 zur Entlüftung des Kompressors 12 fixiert und es werden die einzelnen Anlagenkomponenten zwischen Container 1 und Container 8 über Verbindungsleitungen 13 gekoppelt.
Der zweite Container 8 umfasst, wie in der Fig. 4 dargestellt, ein feststehendes Kompartiment 80 und ein verschwenkbares Kompartiment 81.
Weiterhin sind Verstellfüße 14 zum lotrechten Aufrichten vorhanden. Alle zum Aufrichten und Verschwenken des Kompartiments 81 erforderlichen Bestandteile, insbesondere ein Hydraulikzylinder 15, sind im zweiten Container 8 vorhanden.
Der zweite Container 8 enthält darüber hinaus noch eine Turbinenkälteanlage 16 sowie eine Flüssigstickstoffpumpe 17 sowie die Molbatterie 18 und eine Hydrauliksteuerung 19.
Der Wartungszustand bezüglich der Anlagenkomponenten des ersten und zweiten Containers 1; 8 ist mit Hilfe der Fig. 5 und 6 beispielhaft dargestellt.
Bezugnehmend auf Fig. 5d ist der im ersten Container 1 befindliche
Kompressor 20 bereits ausgebaut. Ebenso ist die Deoxidationseinheit entfernt. Alle Klappen oder Türen sind, wie die Fig. 5a darstellt, geöffnet. In analoger Weise sind auch alle Funktionseinheiten, die im zweiten Container 8 untergebracht sind, zugänglich. Die Molbatterie ist, wie in der Fig. 6d dargestellt, entnommen und kann entsprechend gewartet werden.
Das neue Konzept der Unterbringung der Anlagenkomponenten in zwei
Containern führt zu einer außerordentlich kompakt aufstellbaren
betriebsbereiten Anlage, die bediener- und wartungsfreundlich ist und darüber hinaus flexibel auch bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen genutzt werden kann.
Bezugszeichenliste
1 Container
2 Luftkühler
3 Versen 1 ei ßteil- Korn partiment
4 Kontroll räum -Korn partiment
5 Schaltschrank
7 Transportösen
8 Container
9 Wartungsklappe bzw. -tür
10 Blitzfangstange
11 Kühleraufsatz
12 Kompressor
13 Verbindungsleitung
14 Verstellfüße
15 Hydraulikzylinder
16 Turbinenkälteanlage
17 Flüssig Stickstoff pumpe
18 Molbatterie
19 Hydrauliksteuerung
20 Kompressor
80 feststehendes Kompartiment
81 verschwenkbares Kompartiment

Claims

Patentansprüche
1. Modulare verfahrenstechnische Anlage, insbesondere Luftzerlegungsanlage mit einer Vielzahl von Anlagenkomponenten sowie mindestens einer Bedieneinheit, wobei die Anlagenkomponenten betriebsbereit vormontiert in
Containern mit Standard-Abmessungen untergebracht, im Container
transportiert und vor Ort je nach auszuführendem Verfahren funktional verbunden und im Containerverbund betreibbar sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
alle Anlagenkomponenten in zwei, auch luftfrachtfähigen Standard-Containern befindlich sind, wobei ein erster Container für die ausgewählten Anlagenkomponenten geteilte, gegeneinander isolierte Kompartimente enthält, weiterhin die Kompartimente über Türen oder Klappen zum Zweck der Wartung der jeweiligen Anlagenkomponente zugänglich sind sowie ein zweiter Container mindestens ein feststehendes Kompartiment und mindestens ein bewegliches, insbesondere verschwenkbares Kompartiment aufweist, und an die Container ankoppelbare Anschlüsse sowie Verbindungselementen zum Transport von Medien und Leiten von Steuer- und Betriebssignalen zwischen den Containern.
2. Modulare Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im ersten Container Baugruppen und Anlagenkomponenten mit erhöhter
Betriebstemperatur und im zweiten Container Baugruppen und Anlagen mit niedrigerer Betriebstemperatur angeordnet sind.
3. Modulare Anlage nach Anspruch oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Isolation der Kompartimente thermisch und/oder akustisch optimiert ausgeführt ist.
4. Modulare Anlage nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
im ersten Container ein Kompartiment, ausgebildet als klimatisierter
elektrischer Kontroll- und Betriebsraum, vorgesehen ist.
5. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens der zweite Container Mittel zum Ausrichten und Aufstellen in einer vorgesehenen, ebenen Lage aufweist.
6. Modulare Anlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Container in seinem Sockelbereich mechanisch oder hydraulisch verstellbare Füße besitzt.
7. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
in mindestens einem der Kompartimente des ersten Containers Verschleiß- und Ersatzteile für die Anlagenkomponenten untergebracht sind.
8. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zweite Container längshälftig geteilt ist und eine Teilhälfte mit ihren Kompartimenten von einer im Ausgangszustand waagerechten Lage in eine diesbezüglich geänderte, insbesondere senkrechte Betriebszustandslage hydraulisch verschwenkbar ist.
9. Modulare Anlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
die verschwenkbare Teilhälfte eine Luftzerlegungssäule nebst Flüssiggaszwischenspeicher umfasst.
10. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Container Mittel zum Belüften, Heizen und/oder Kühlen sowie Filter aufweisen derart, dass ein Betrieb in verschiedenen Klimazonen und bei Umgebungstemperaturen im Bereich von ca. -25°C bis +50°C sowie bei Sand- und Staubbelastung möglich ist.
11. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Container im Betriebsfall eine beliebige Lage zueinander einnehmen können.
12. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens einzelne der Kompartimente über eine Doppelwandung verfügen.
13. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
an mindestens einem Container eine Blitzfangstange und/oder eine Antenne zur drahtlosen Kommunikation angebracht ist.
14. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
im ersten Container ein Luftkompressor mit Heizer zum Vorlauf beim
Anlagenstart angeordnet ist.
15. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
im zweiten Container eine Einrichtung zur Hochdruckabfüllung von flüssigem Gas befindlich ist.
16. Modulare Anlage nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem der Kompartimente ein Aktivkohleabsorber, ausgebildet als
Filterpatrone, mitgeführt und zum Auswechseln vor Ort zur Verfügung steht, wobei die Patrone als geschlossene Patrone ausgebildet ist, um eine
Verunreinigung der in der Patrone befindlichen Aktivkohle durch falsche Handhabung vor Ort auszuschließen.
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