Verfahren zur Siededruckabsenkung

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme einer siedenden Flüssigkeit aus einem Tank (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus dem Tank (1) entnommen wird und vor der Abgabe an einen Verbraucher (6) einem Zwischenbehälter (3) zugeführt wird, in dem die siedende Flüssigkeit einer Drucksenkung und anschließend einer Druckerhöhung ausgesetzt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme einer siedenden Flüssigkeit aus einem Tank. Zum Entnehmen siedender Flüssigkeiten (z. B. verflüssigte Gase) aus einem Tank, wird üblicherweise der vorliegende Tankdruck zur Erzeugung einer Strömung durch Düsen oder Ventile genutzt. Nur selten wird die siedende Flüssigkeit einer Druckerhöhungspumpe zugeführt, um einen Zustand der Flüssigkeitsunterkühlung zu erzeugen. Bekannt ist auch, dass die siedende Flüssigkeit in einem Zwischenbehälter mit einem höheren Druck beaufschlagt wird, um so eine unterkühlte Flüssigkeit zu erzeugen. Bei einigen Anwendungen erfolgt eine Teilentspannung der Flüssigkeit in einem Zwischenbehälter hinter dem Tank. Die Flüssigkeit strömt dann mit dem verminderten Druck, jedoch nicht unterkühlt, weiter zur Anwendung.

[0002] Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Entnahme einer siedenden Flüssigkeit aus einem Tank zur Verfügung zu stellen.

[0003] Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Flüssigkeit aus dem Tank entnommen wird und vor der Abgabe an einen Verbraucher einem Zwischenbehälter zugeführt wird, in dem die siedende Flüssigkeit einer Drucksenkung und anschließend einer Druckerhöhung ausgesetzt wird.

[0004] Vorteilhaft wird die Leitung zwischen dem Tank und dem Zwischenbehälter nach der Entnahme der gewünschten Menge der siedenden Flüssigkeit verschlossen. Der Zwischenbehälter wird bis zu einem bestimmten Level gefüllt.

[0005] Bevorzugt wird die Drucksenkung im Zwischenbehälter durch Ablassen von Gas aus dem Kopfraum des Zwischenbehälters durchgeführt.

[0006] Besonders bevorzugt wird die Druckerhöhung im Zwischenbehälter durch Zufuhr von Gas aus dem Tank durchgeführt.

[0007] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Druckerhöhung im Zwischenbehälter durch Zufuhr von Flüssigkeit aus dem Tank durchgeführt, wobei die Flüssigkeit über einen Verdampfer geleitet wird.

[0008] Besonders vorteilhaft ist die Entnahme der Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Tanks.

[0009] Der bei Entspannungsverdampfung reduzierte Massenstrom durch Düsen, Blenden, Ventile, etc. soll durch Verwendung einer unterkühlten Flüssigkeit erhöht werden. Entspannungsverdampfung in einer Ausflussöffnung soll möglichst vollständig verhindert werden. Bekannte Systeme zielen auch auf die Bereitstellung einer unterkühlten Flüssigkeit hin, verhindern das Auftreten einer Entspannungsverdampfung jedoch nicht in dem hier gewünschten Maße.

[0010] Die siedende Flüssigkeit wird in einem Behälter möglichst bis auf Atmosphärendruck entspannt, anschließend erfolgt eine Druckbeaufschlagung des Zwischenbehälters. Diese Druckbeaufschlagung erfolgt durch Einströmen des gleichen Mediums wie bereits im Zwischenbehälter vorhanden und wird dem gleichen Speichertank entnommen (bevorzugt gasförmig, aber auch flüssig möglich). Mit geeigneten Mitteln kann die Drucksenkung hier auch unterhalb des Umgebungsdruckes erfolgen.

[0011] Andere bekannte Verfahren nutzen entweder eine Druckabsenkung der siedenden Flüssigkeit oder eine Druckerhöhung, nicht jedoch ein Kombination aus beiden. Bei Verfahren mit Drucksenkung, erfolgt die Entspannung gewöhnlich nicht bis auf Umgebungsdruck (Atmosphärendruck), sondem auf einen Druck höher als Umgebungsdruck. Die Druckbeaufschlagung des Zwischenbehälters erfolgt erfindungsgemäß mit dem Fluid aus dem Speichertank, wohingegen im Stand der Technik externe Speicher verwendet werden.

[0012] Die Erfindung sowie weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand eines in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierbei zeigt die

Figur

eine erfindungsgemäße Anordnung in einem R&I-Fließbild

[0013] In einem Speichertank 1 lagert das verflüssigte Gas bei einem Druck höher als Umgebungsdruck im zugehörigen Phasengleichgewicht. Flüssigkeit strömt aus dem unteren Teil des Tanks 1 in den Zwischenbehälter 3 und füllt diesen bis zu einem vorgegebenen Level. Die Tankleitung 2 wird verschlossen. Aus dem Gasraum des Zwischenbehälters 3 wird Gas entlassen und somit der Druck im Zwischenbehälter 3 gesenkt. Das Fluid im Zwischenbehälter 3 kühlt dabei ab. Eine anschließende Druckbeaufschlagung bringt das Fluid im Zwischenbehälter 3 thermodynamisch in einen Zustand der unterkühlten Flüssigkeit. Die Druckerhöhung im Zwischenbehälter 3 kann direkt mit Gas aus dem Speichertank 1 oder mit Flüssigkeit aus dem Speichertank 1, welche anschließend in einem Verdampfer 5 gasförmig wird, erfolgen. Die Druckerhöhung sollte möglichst kurz vor der Abgabe der Flüssigkeit aus dem Zwischenbehälter 3 an eine Anwendung 6 erfolgen. Der Unterkühlungsgrad des Fluids im Zwischenbehälter 3 lässt sich über das Druckniveau steuern.

[0014] Die Erfindung bietet eine Reihe weiterer Vorteile:

[0015] Eine Entspannungsverdampfung beim Ausströmen aus Düsen, Ventilen, Blenden u. a. lässt sich durch die Bereitstellung von unterkühlter Flüssigkeit vermeiden. Es kommt nicht zu einer Zweiphasenströmung aus Flüssigkeit und Gas, sondem es bleibt bei einer einphasigen Flüssigkeitsströmung. Dies ist für jede Anwendung von großem Vorteil.

[0016] Der Massenstrom durch Düsen, Ventile, Blenden o. ä. lässt sich gegenüber einer siedenden Flüssigkeit drastisch erhöhen.

[0017] Mit einer Steuerung des Druckes im Zwischenbehälter 3 lässt sich ein gewünschter Massenstrom einstellen, ohne Veränderung (z. B. größere/kleinere, mehr/weniger Düsen) an den Ausströmelementen (Düsen, Ventile, Blenden u. a.) vornehmen zu müssen.

[0018] Durch die Verwendung der erfindungsgemäß erzeugten unterkühlten Flüssigkeit, ist eine genaue Dosierung des Mengenstroms möglich.

[0019] Der Strömungsdruckverlust in Rohrleitungen, Ventilen, Düsen und anderen Bauteilen ist deutlich geringer als bei Entstehung einer Zweiphasenströmung.

[0020] Der Massenstrom einer Einphasenströmung lässt sich wesentlich genauer vorausberechnen als der Massenstrom einer Zweiphasenströmung.
Bei gleichem Durchsatz ist ein geringerer Druck im Speichertank 1 möglich, was eine höhere Kälteenergie im gelagerten Flüssiggas begünstigt.

[0021] Bei gleichem Durchsatz ist ein geringerer Strömungsdruck möglich, wodurch sich die Strahlgeschwindigkeit und Verwirbelungen reduzieren und somit eine beruhigte Strömung für die Anwendung 6 ermöglichen.

[0022] Eine Weiterbildung der Erfindung sieht einen zweiten Zwischenbehälter 3, parallel zum vorhandenen vor. Beide ermöglichen im Wechselbetrieb eine kontinuierliche Abgabe von unterkühlter Flüssigkeit. Dadurch eignet sich die Erfindung für sämtliche Anwendungen, in denen eine kontinuierliche Flüssiggasversorgung und genaue Prozessführung erforderlich sind. Mit nur einem Zwischenbehälter 3 ist die Erfindung für alle Anwendungen geeignet, bei denen eine diskontinuierliche Zufuhr (Batch-Betrieb) von unterkühlter Flüssigkeit gefordert ist.

Ansprüche

1. Verfahren zur Entnahme einer siedenden Flüssigkeit aus einem Tank (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus dem Tank (1) entnommen wird und vor der Abgabe an einen Verbraucher (6) einem Zwischenbehälter (3) zugeführt wird, in dem die siedende Flüssigkeit einer Drucksenkung und anschließend einer Drukkerhöhung ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zwischen dem Tank (1) und dem Zwischenbehälter (3) nach der Entnahme der gewünschten Menge der siedenden Flüssigkeit verschlossen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksenkung im Zwischenbehälter (3) durch Ablassen von Gas aus dem Kopfraum des Zwischenbehälters (3) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhung im Zwischenbehälter (3) durch Zufuhr von Gas aus dem Tank (1) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhung im Zwischenbehälter (3) durch Zufuhr von Flüssigkeit aus dem Tank (1) durchgeführt wird, wobei die Flüssigkeit über einen Verdampfer (5) geleitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit aus dem unteren Teil des Tanks (1) entnommen wird.

Zeichnung