157750. lajstromszámú szabadalom • Gázcseppfolyósítási eljárás
3 157750 4 talpikusan egészen a tárolási nyomásig expandáltatott második részárammal a fojtott gázokat ugyancsak hőleadásra késztetve hőkicserélésnek vetjük alá. A találmány lényege abban van, hogy az érkező gáz felosztását túlnyomó részben cseppfolyósítandó kisebb gázáramra és legalább háromszor olyan nagy mennyiségű főgázáramra való bontással végezzük és a kisebb áramot cseppfolyósítás és mélyhűtés után az izentrop expandált főárammal való hőkicseréléssel az érkező gáz nyomása és a tározó nyomása között fojtással izentalp expandáljuk, miközben a fojtott gázokat ellenáramban és közvetett hőkicseréléssel a kisebb áram mélyhűtésére használjuk, míg a folyékony fázist tározótartályban gyakorlatilag atmoszférikus nyomásra izentalp expandáltatjuk és a tározó elgőzölögtetett gázait ugyancsak kisebbáramnak ellenáramban való közvetett hőkicserélésére hasznosítjuk. Amennyiben az érkező gáz vizet, vagy más kondenzálásra hajlamos tisztátalanságot tartalmaz, például földgáz esetében széndioxidot, az érkező gázáram r'székre való felosztása előtt átkapcsolós abszorberekben a vizet kiválasztva, külön előnyt jelent, hogy a találmány szerint az összáramból csak a leválasztott kisebb áramot kell a még megmaradt tisztátalanságuktól, főleg széndioxidtól megtisztítani. Földgáz részbeni cseppfolyósítására ismert olyan eljárás is, amely a teljes gázáram expandáltatásából keletkező hűtőenergiát használja a részáram cseppfolyósítására. Ennél az eljárásnál a fúrásból kilépő igen magas, többszáz atmoszféra nyomás alatt álló földgázt vezetéknyomásra, azaz néhány tíz atmoszféra nyomásra expandáltatjuk. Ezzel ellentétben a találmány szerinti eljárásnál a vezetéknyomáson levő földgázt a _ felhasználóhoz vezető vezeték 2—5 atmoszféra nyomására expandáltatjuk. Az ismert eljárás és a találmány szerinti eljárás tehát két különböző nyomásszinten használható, amiből következik, hogy a földgáz részáramát cseppfolyósító eljárások is különböznek egymástól. Az ismert eljárásnál a munkavégző izentrop expandálás csak kevés hűtőenergiát ad le az expandálás során, mivel a nyomásszint magas. Így azután az expandáltatott főáram a cseppfolyósításra kerülő mellékáramot csak kis mértékben hűti elő. A mellékáramot cseppfolyósító hűtőenergiát ezért a mellékáram expandáltatásából nyerik. A munkavégző izentrop expandáltatással a mellékáramot olyan mélyre hűtjük, hogy az, az azt követő izentalp expandáltatásnál, azaz fojtással való expandáltatásnál legalább részben cseppfolyósodik. Ily módon azonban csupán a mellékáram felét lehet cseppfolyósítani. A mellékáram másik felét ezután újra nyomás alá kell helyezni, amihez sűrítő, azaz gyakorlatilag idegen energia bevezetése szükséges. Ennél az ismert eljárásnál döntő a mellékáram izentalp expandáltatása, a fő- és mellékáram izentrop expandáltatása csupán a mellékáram előhűtését célozza. A találmány szerinti eljárást ily módon végrehajtva az eljárás a legnagyobb mértékben gazdaságtalan volna, ezen a nyomásszinten. Eltekintve attól, hogy a mellékáram izentrop expandáltatásához járulékosan turbinára is szükség volna, a hűtőenergia nyerése lényegesen rosszabb termikus, dinamikus hatásfokon történik. A találmány szerinti eljárásnál a mellékáram teljes egészében a főáram izentrop expandáltatásánál felszabaduló hűtőenergiával van cseppfolyósítva. A találmány szerinti eljárásnál tehát a lényeges lépés a főáram izentrop expandáltatása. A mellékáram izentalp expandáltatása kizárólag a már cseppfolyósított mellékáramnak a vezetéknyomásról a tározónyomásra való expandáltatásával történik. Eközben az összes eddig ismert eljárásoktól eltérően a mellékáram majdnem teljes egészében cseppfolyós halmazállapotú marad és ebből következik, hogy a hűtőenergia nyerése optimális termodinamikus hatásfokkal történik. A találmány szerint előnyös a széndioxid szennyeződés eltávolítása is, mivel ez 'az eljárás drága, ezért a törekvés az, hogy a széndioxid eltávolítást csak a cseppfolyósítandó mellékáramkörben kelljen végrehajtani. A találmány ezt a célkitűzést úgy éri el, hogy a hűtőenergiát a mellékáramkörrel addig közli, amíg a mellékáramkör nagy nyomáson van. Ezért esetleg szükséges, hogy a mellékáram nyomását a berendezésbe való belépés során növeljük, hogy az kellő nyomással rendelkezzék. A találmány szerinti eljárásnál előnyös, ha a fő gázáram munkát leadó fesztelenítésnél felszabaduló energiával a fesztelenítő fő gázáramot sűrítjük, mielőtt az a berendezést elhagyná. A fő gázáram a találmány szerint a munkavégző fesztelenítés során felszabaduló energiával a víztelenítés előtt is sűríthető. Természetesen a fő gázáram nyomása a víztelenítés előtt, illetve a berendezés előtt együttesen, vagy kombinációban is sűríthető. A találmány szerint járulékos hűtőenergia nyerhető azáltal, hogy a mélyhűtött folyékony fázis egy kis részét nyomáscsökkentéssel elgőzölögtetjük és azt közvetett hőcseréléssel a folyékony fázis maradékához vezetjük, mielőtt ezt a maradékot a tárolótartályban fesztelenítenénk. A cseppfolyósítás, illetve tárolás akkor gazdaságos, ha a cseppfolyósítandó földgáz nyomása legalább 10,5 kg/cm2 nyomás körül van. A találmányt részletesen kiviteli példákon rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a földgáz részbeni cseppfolyósítására és tároló tartályban való tárolására szolgáló eljárás foganatosítására alkalmas berendezés elvi elrendezése, amelynél a tartály az atmoszférához közeli nyomás alatt áll és amelyből a gáz csúcsfogyasztás idején a fogyasztói hálózatba táplálható, a 2. ábra az 1. ábrán ábrázolt berendezés kiviteli változata, amelynél az érkező gáz nyomását 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
