DE2058644A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anwaermen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden Fluessigkeit - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Anwaermen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden FluessigkeitInfo
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-I NG. SCHÖN WALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER
DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS
27.II.I97O
Sch/Gü
CRYOPROCESS Entwicklungsgesellschaft für thermische
Verfahren m.b.H., Remagen-Rolandseck, Hauptstraße 1/2
Verfahren und Vorrichtung zum Anwärmen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden Flüssigkeit
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Anwärmen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden Flüssigkeit unter Verwendung eines fremdbeheizten
Verdampfers.
Die Notwendigkeit, Flüssigkeiten bei Temperaturen unterhalb
O0C anzuwärmen oder zu verdampfen, ergibt sich vielfach
beim Behandeln von sogenannten Flüssiggasen, d.h. beim Lagern, beim Umschlag und beim Transport von verflüssigten
Kohlenwasserstoffgasen. Häufig wird dabei verlangt, daß das Transport- oder Lagergut auf eine höhere Temperatur
anzuwärmen ist, weil beispielsweise die Stahlqualität eines Transporttanks nicht für die Temperatur geeignet
ist, bei der das Flüssiggas vorher gelagert wurde. Beim Entladen von Flüssiggastankern ist es ferner oft erforderlich,
einen Teil des flüssigen Transportgutes zu verdampfen, um ein Gaspolster in den zu entladenden
Tanks aufbauen zu können. Gelegentlich wird vom Flüssiggasabnehmer auch verlangt, daß das Flüssiggas mit höherer
als der Transporttemperatur übergeben wird,
2098 2 3/0464 ßAD
d.h. es muß während des Entladevorganges aufgewärmt werden. Wenn die tiefsiedenden Flüssigkeiten, d.h. Medien, deren
atmosphärische Siedetemperatur mehr oder weniger weit unterhalb O0C liegt , anzuwärmen oder zu verdampfen sind,
besteht die Gefahr, daß in den zur Wärmeübertragung verwendeten Apparaten eine Vereisung des wär-meabgebenden
Mediums auftritt. Das Entstehen einer solchen Eisbildung ist immer dann gegeben, wenn eine tiefsiedende Flüssigkeit,
z.B.ein verflüssigtes Kohlenwasserstoffgas im direkten Wärme-austausch mit Wasser als Wärmequelle aufgewärmt
oder verdampft werden soll. Auch bei Verwendung von Wasserdampf als wärmeabgebendes Medium kann es zur Vereisung
kommen, wenn bei wechselnder Flüssigkeitsbelastung die Wasserdampfmenge gedrosselt wird, um die Endtemperatur
der Flüssigkeit konstant zu halten.
Aufgabe der Erfindung ist es, beim Anwärmen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden Flüssigkeit unter Verwendung
eines fremdbeheizten Verdampfers eine Vereisungsgefahr an dem Wärmetauscher auszuschließen und das
Erwärmen und/oder Verdampfen der tiefsiedenden Flüssigkeit in wenig aufwendiger Weise durchzuführen. Die Erfindung
zeichnet sich dadurch aus, daß der zu behandelnde GesamtflUssigkeitsstrom in zwei Teilströme unterteilt
wird, und daß dem einen Teilstrom nach Verdampfung kalte Flüssigkeit bzw. dem anderen flüssigen Teilstrom verdampftes
Gut zugemischt wird. Insbesondere wird nach Trennung des Gesamtflüssigkeitstromes in zwei Teilströme
eine vorgegebene Endtemperatur durch gesteuerte Zugabe von kalter Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsstrom zu dem
verdampften Teilstrom bzw. durch gesteuertes Zumischen von verdampftem Gut aus dem gasförmigen Teilstrmm zu
dem flüssigen Teilstrom ger%elt.
209823/0464
Auf diese Weise vermeidet man bei dem Aufwärmen einer tiefsiedenden Flüssigkeit eine direkte oder indirekte
Wärmeübertragung von Wasser auf diese Flüssigkeit derart, daß eine Vereisung des Wärme abgebenden Mediums eintreten
kann. Man kommt zugleich mit verhältnismäßig wenig Wärmeübertr-agungsflächen aus. Es läßt sich eine
einfache und sichere Temperaturregelung durchführen. Wenn beispielsweise in dem Verdampfer Dampf bzw. Gas
aus flüssigem Lade- bzw. Transportgut erzeugt werden soll, um z.B. ein Gaspolster in einem zu entladenden
Schiffstank aufzubauen, so läßt sich die Temperatur dieses Gases durch Zumischen von kalter Flüssigkeit '
leicht auf einen bestimmten Wert regeln. Die Wasserdampfmenge,
mit der der Verdampfer beeaufschlagt wird, bfeibt auch bei Teillast ungedrosselt, so daß eine Einfriergefahr
nicht mehr gegeben ist. Es läßt sich insbesondere der beim Umschlag von Flüssiggas häufig auftretende Fall
eines Entladens mit gleichzeitigem Aufwärmen leicht regelbar und mit nur einem Wärmeübertragungsapparat
durchführen, Hierzu kann das zum Aufbau eines Druckgaspolsters in den zu entladenden Flüssiggastanks erforderliche
Gas im Verdampfer erzeugt werden, während das zu entladende Flüssiggas gleichzeitig durch Mischen mit
zu
einem Teil des aus Flüssiggas/erzeugenden Dampfes bzw. d
Gases aufgewärmt wird. Es lassen sich ferner die Teilprozesse
wie Verdampfen einer tiefsiedenden Flüssigkeit und Aufwärmen einer tiefsiedenden Flüssigkeit leicht
regelbar und ohne Einfriergefahr durchführen. Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Behandlung von
sogenanntem Flüssiggas, d.h. tiefsiedenden Kohlewasserstoffen,
beschränkt, sondern ist in gleicher Weise bei der Behandlung von anderen tiefsiedenden Flüssigkeiten
möglich.
209823/046A
Die Temperaturregelung zum Anwärmen von tiefsiedender Flüssigkeit wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt,
daß bei unter den Sollwert fallender Endtemperatur der Flüssigkeitsstrom bei gleichzeitiger Zumischung der
vollen verfügbaren Dampfmenge gedrosselt wird, und daß bei über den Sollwert ansteigenderEndtemperatur die
Zumischung von Dampf bei ungedrosseltem Flüssigkeitsstrom vermlndet wird. Beim Verdampfen der tiefsiedenden
Flüssigkeit geht man vorteilhaft so vor, daß bei unter den Sollwert fallender Endtemperatur des Dampfes die
Dampfm-enge ohne Zumischung von kalter Flüssigkeit gedrosselt wird, und daß bei über den Sollwert aufsteigender
Endtemperatur dem ungedrosselten Dampfstrom kalte Flüssigkeit zugemischt wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten LeitungsSchemas nachstehend erläutert.
Der Flüssigkeitsstrom in Leitung 1 teilt sich in zwei Teilströme, von denen der eine über eine Leitung la
zu einer Mischvorrichtung 6 fließt, während der zweite über eine Leitung 2a zu einem fremdbeheizten Verdampfer
geleitet wird und dort verdampft. Der aus dem Verdampfer austretende Dampf- bzw. Gasstrom kann über eine Leitung
2b zu einer weiteren Mischvorrichtung 7 strömen. Ein Teilstrom des erzeugten Gases kann über eine Leitung 4
der in Leitung la fließenden Flüssigkeit zugeführt werden, und zwar wird das Gas in der Mischvorrichtung 6 dem
Flüssigkeitsstrom zugemischt, wodurch dieser sich anwä^rmt
und das Gas wieder kondensiert.
Eine weitere Verbindung 3 zwischen dem Flüssigkeitsstrom
in Leitung la und dem Gasstrom in Leitung 2b dient dazu, dem Gasstrom zur Temperaturregelung bei Bedarf kalte
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Flüssigkeit zuführen zu können. Die Leitung 3 mündet in
eine in Leitung 2b eingeschaltete Mischvorrichtung 7* wo
die vorher kalte Flüssigkeit beim Mischen mit dem Gasstrom
ebenfalls verdampft und die Temperatur des Gases durch Entzug der Verdampfungswärme absinkt.
Die zugemischte Gasmenge kann mit Hilfe eines in Leitung eingeschalteten Regelventils 9 dosiert werden. Ein weiteres
Regelventil 8 ist vor der Mischvorrichtung 6 in Leitung la eingeschaltet und dient bei Bedarf zum Drosseln
des noch kalten Flüssigkeitsstromes.
Das Regelventil 8 ist über eine Steuerleitung 12 und
das Regelventil 9 über eine Steuerleitung 13 mit
einem Temperaturregler 14 verbunden. Dieser wiederum erhält über eine Meßleitung 2o sein Regelsignal von
einem in Leitung la eingebauten Temperaturfühler 21. Vor (in Strömungsrichtung gesehen) dem Regelventil 8 ist in
Leitung la zur Druckabsenkung des Flüssigkeitsstromes ein Druckminderorgan 18 vorgesehen. Die Regelung der Endtemperatur
der aufzuwärmenden Flüssigkeit geschieht in der Weise, daß bei vollgeöffnetem Ventil 9 der Durchfluß durch das Regelventil 8 vermindert wird, wenn die
Endtemperatur unter einem vorgegebenen Sollwert abfällt. Steigt sie jedoch über diesen Wert, so wird das Regelventil
8 mehr geöffnet bis zur vollen öffnung, wobei der Durchfluß von Dampf bzw. Gas durch das Regelventil 9
entsprechend verkleinert wird.
Zur Regelung der Endtemperatur des im Verdampfer 5 erzeugten
Gases wird bei Absinken der Temperatur unter den Sollwert der Gasstrom durch ein Regelventil Io in Leitung
2b gedrosselt. Das Regelventil 11 in Leitung 3 bleibt
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_β_ 20586ΑΑ
dabei geschlossen. Wenn die Endtemperatur über den Sollwert ansteigt, so wird bei voll geöffnetem Regelventil
der Zustrom von kalter Flüssigkeit mit Hilfe des in Leitung 3 eingeschalteten Regelventils 10 vergrößert.
der Zustrom von kalter Flüssigkeit mit Hilfe des in Leitung 3 eingeschalteten Regelventils 10 vergrößert.
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Claims (8)
- Patentansprüche( 1.) Verfahren zum Anwärmen und/oder Verdampfen einer tiefsiedenden Flüssigkeit unter Verwendung eines fremdbeheizten Verdampfers, dadurch gekennzeichnet, daß der zu behandelnde Gesamtflüssigkeitsstrom in zwei Teilströme unterteilt wird, und daß dem einen Teilstrom nach Verdampfung kalte Flüssigkeit bzw. dem anderen flüssigen Teilstrom verdampftes Gut zugemischt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Trennung des Gesamtflüssigkeitetromes in zwei Teilströme eine vorgegebene Endtemperatur durch gesteuerte Zugabe von kalter Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsstrom zu dem verdampften Teilstrom bzw. durch gesteuertes Zumischen von verdampftem Gut aus dem gasförmigen Teilstrom zu dem flüssigen Teilstrom geregelt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung zum Anwärmen von Flüssigkeit in der Weise durchgeführt wird, daß bei unter den Sollwert fallender Endtemperatur der Flüssigkeitsstrom bei gleichzeitiger Zumischung der vollen verfügbaren Dampfmenge gedrosselt wird, und daß bei über den Sollwert ansteigender Endtemperatur die Zumischung von Dampf bei un gedrosseltem Flüssigkeitsstrom vermindert wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturregelung beim Verdampfen von Flüssigkeit in der Weise durchgeführt wird, daß bei unter den209 8. 23/0464Sollwert fallender Endtemperatur des Dampfes die Dampfmenge ohne Zumisehung von kalter Flüssigkeit gedrosselt wird, und daß bei über den Sollwert aufsteigender Endtemperatur dem ungedrosselten Dampfstrom kalte Flüssigkeit zugemischt wird.
- 5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 3, unter Verwendung eines fremdbeheizten Verdampfers, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Flüssigkeit führende Leitungt (1) in eine Leitung (la) und eine weitere Leitung (2a) mit einem fremdbeheizten Verdampfer (5) und eine Dampf führende Leitung (2b) verzweigt, und daß von der letzten Leitung (2b) eine Verbindungsleitung (4) zur Flüssigkeit führenden Leitung (la) führt, wobei die Verbindungsleitung (4) in eine Mischvorrichtung (6) mündet, die in die Leitung (la) eingeschaltet ist.
- 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, insbesondere nach Anspruch 4, unter Verwendung eines fremdbeheizten Verdampfers, dadurch gekennzeichnet, daß sich an eine Flüssigkeit führende Leitung (1) eine Leitung (la) und eine weitere^ Leitung (2a) mit einem fremdbeheizten Verdampfer (5) und einer Dampf führenden Leitung (2b) anschließen, und daß von der Flüssigkeit führenden Leitung (la) eine Verbindung (5) zu der Dampf führenden Leitung (2b) vorgesehen ist, wobei die Leitung (3) in eine in die Leitung (2b) eingeschaltete Mischvorrichtung (7) mündet.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder O, dadurch gekennzeichnet, daß in die Flüssigkeit führende Leitung (la) zwischen der Abzweigung (3) und der Mischvorrichtung (0) eine Druckmindervorrichtung (l8) und ein Regelventil209823/(KiU(8) und in die Leitung (4)-in Strömungsrichtung gesehen - /der Mischvorrichtung (6) ein Regelventil(9) geschaltet sind, wobei beide Ventile über Steuerleitungen (12) bzw. (13) an einen Temperaturregler (l4) angeschlossen sind.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß in die Dampf führende Leitung (2b) zwischen der Abzweigung (4) und der Mischvorrichtung (7) eine Druckmindervorrichtung (19) und ein Regelventil (lo) und in die Leitung (j5) - in Strömungsrichtung gesehen - vor der Mischvorrichtung (7) ein Regelventil (11) geschaltet sind, wobei beide Ventile über Steuerleitungen (15) bzw, (16) an einen Temperaturregler (17) angeschlossen sind.209823/0464Leerseite
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO1996028688A1 (en) * | 1995-03-16 | 1996-09-19 | Kværner Maritime A.S | Heat exchanger device |
ITTO20110426A1 (it) * | 2011-05-12 | 2012-11-13 | Sezione Aurea S A S Di Lavezzi Riccardo E C | Impianto riduttore di pressione per una rete di distribuzione di gas combustibile |
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1970
- 1970-11-28 DE DE19702058644 patent/DE2058644A1/de active Pending
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AU691741B2 (en) * | 1995-03-16 | 1998-05-21 | Kvaerner Maritime A.S | Heat exchanger device |
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WO2012153310A1 (en) * | 2011-05-12 | 2012-11-15 | La Sezione Aurea S.A.S. Di Lavezzi Riccardo E C. | Pressure reduction system for a fuel gas distribution network |
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