DD131461B1 - Verfahren zur qualitaetsgerechten lagerung trockener gase - Google Patents
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Description
199005
Abdeckmedium
Anwendungsgebiet der Erfindung j
Die Erfindung bezieht sich auf ein Abdeckmedium zur qualitätsgerechten Lagerung trockener Gase, insbesondere von CCU in Kavernenspeichern, das die Aufnahme von Feuchtigkeit aus angrenzenden flüssigen Phasen verhindert.
Es ist bekannt, daß bei der Lagerung von trockenen Gasen in Kavernenspeichern entsprechend den gegebenen Temperaturen und Drücken aus der in der Kaverne verbleibenden Restsole Wasserdampf in den Gasraum übertritt, der beim Ausspeisen des Gases zur Bildung von Kondenswasser führen kann. Damit verbunden sind eine Qualitätsminderung des Speichergases, erhöhte Korrosionsgefährdung der Sondeninstallationen sowie Störungen im Ausspeisevorgang infolge Rohrleitungsverstopfung durch die Bildung von Gashydraten.
Eine Behebung dieser Mängel durch Entfernen der Restsole aus der Kaverne ist gegenwärtig mit vertretbarem techno-
logischen und ökonomischen Aufwand nicht möglich. Es sind verschiedene Lösungen bekannt, die den Stoffübergang von der flüssigen in die angrenzende Gasphase durch Aufbringen einer Abdeckschicht auf die Flüssigkeit einschränken sollen.
Pur Erdgasspeicher werden zur Verhinderung der Wasserdarapfaufsättigung Abdeckmittel auf Styrol- oder Polyurethanbasis vorgeschlagen.
Pur die Bedingungen der Inertgasspeicherung, speziell der COp-Speicherung, erweisen sich diese Abdeckmittel jedoch als ungeeignet aufgrund nicht befriedigenden Polymerisationsablaufes. Durch unvollständige Umsetzung der Monomeren bzw. Präpolymerisate werden zusätzliche Verunreinigungen des Speichergases durch das Abdeckmittel bewirkt.
V/eiterhin sind Rohöle und deren Fraktionen sowie Bitumen als Abdeckmittel diskutiert worden. Diese Stoffe führen auf Grund ihres Gehaltes an tiefsiedenden Bestandteilen zur Verunreinigung der Speicherprodukte. Speziell für die Äthylenspeicherung sind Abdeckmittel bekannt, die aus festen oder flüssigen Polyäthylenprodukten bestehen und zur Sicherung der Äthylenqualität beitragen.
Verschiedene Abdeckmittel wurden mit dem Ziel vorgeschlagen, die Verdunstungsverluste leicht flüchtiger Flüssigkeiten zu reduzieren. Sie weisen den Nachteil auf, daß geeignete Einbringmöglichkeiten für die Anwendung in Kavernenspeichern fehlen und/oder daß ihre Formbeständigkeit bei den in der Kaverne herrschenden Drücken nicht gewährleistet ist. Darüber hinaus v/erden zur Einschränkung der Verdunstung flüchtiger Kohlenwasserstoffe Schwimmschäume beschrieben, die jedoch für Normaldruckbedingungen bestimmt sind.
199 065
Die Erfindung verfolgt das Ziel, durch Gewährleistung einer qualitätsgerechten Lagerung trockener Gase, insbesondere Kohlendioxid, d.h. durch. Vermeidung der Feuchteaufnahme und Verunreinigung des Speicherproduktes eine wesentliche Einschränkung der Korrosionsgefährdung und damit eine Verlängerung der Standseiten der Sondeninstallationen und des Obertage-Gasfortleitungssystems bei Einsparung hoher Kosten für Material und Umrüstung der Sonden zu bewirken.
Ziel der Erfindung ist es weiterhin, die Anforderungen der Gasverbraucher an die Gasqualität ohne Errichtung zusätzlicher Obertage-Aufbereitungsanlagen zur Gastrocknung und -reinigung zu erfüllen. Derartige Anlagen können wegen ihrer begrenzten jährlichen Nutzungsdauer und der für maximale Volumenströme auszulegenden Kapazität wirtschaftlich nicht effektiv betrieben werden.
Desweiteren führt diese Erfindung zur Vermeidung von Rohrverstopfungen durch Gashydrate. Zusätzliche Anlagen zur Verhinderung der Hydratbildung, z.B. Uethanoleindüsung können damit eingespart v/erden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den direkten Kontakt zwischen der Restsole in dor Kaverne und dem Speichergas durch ein Abdeckmittel zu unterbinden und den Übergang von Wasserdampf aus der Sole sowie von niedriger siedenden Bestandteilen des Abdeckmittels selbst in den Basraum zu vermeiden bzw. unter einen zulässigen Grenzwert zu reduzieren.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein über die gesamte Dauer der Lagerung fließfähig bleibendes, gegen lokal mechanische Zerstörungen unempfindliches, 3ich selbst wieder
schließendes .Abdeckmedium aus einem Plüssigkeits-PeststoffgemiBch gelöst.
Das Plüssigkeits-PeststoffgemiGch besteht aus einem Mineralöl mit geringem V/assergehalt und sehr geringem Eigendampfdruck und aus druckbeständigen, anorganischen Hohlkörpern mit einer Partikelgröße von 0,06 ... 0,5 mm und einer Dichte = der Dichte des I.Iineralöles.
Die anorganischen Hohlkörper sind vorzugsweise hydrophobierte, gasgefüllte Hohlkugeln, die vorteilhafterweise aus Glas hergestellt werden.
Die Schichtdicke des Abdeckmediums beträgt vorzugsweise 10 .... 40 mm und der Peststoffanteil vorzugsweise 15-40 Volumenprozent.
Erfindungsgemäß sind beide Komponenten des Abdeckmittels inert gegeneinander sowie gegenüber Sole und Speicherprodukt und weisen eine geringere Dichte als die Sole auf. Das Abdeckmittel läßt sich ohne zusätzlichen technologischen Aufwand mit herkömmlichen Mitteln über die Rolirtour der Kaverne auf die Oberfläche der Reotsole aufbringen, breitet sich dort aus und bildet eine gegen die üblichen Drücke, Temperaturen und mechanischen Störungen unempfindliche, sich selbst schließende Schicht.
Das Abdeckmittel verhindert infolge seiner geringen Wasseraufnahmefähigkeit und seines hohen Stofftransportwiderstandes für V/asser eine Wasserdampfaufsättigung trockener Speichergase, insbesondere COp während der Kavernenlagerung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Reinheitsparameter, da es einen minimalen Eigendampfdruck besitzt. Der Peststoffanteil schwimmt innerhalb des Öles als breiartige Schicht im wesentlichen unterhalb der Phasengrenze Gas/Öl und erhöht den Transportwiderstand für Wasser erheblich.
199065
Als Peststoffkomponente des Abdeckmediums kann auch das unter dem Handelsnamen Perlit bekannte I.lincralprodukt vorteilhaft eingesetzt v/erden. Durch die Erfindung kann der Wassergehalt gespeicherter, trocken eingebrachter Gase über lange Zeit gering bzw. unterhalb eines zulässigen Grenzwertes gehalten werden, wobei keine Verunreinigung des Speichergases durch Kohlenwasserstoffe oder andere Bestandteile des Abdeckmittels eintritt.
Für einen Großverbraucher sollen zum Beispiel 10.10 m Kohlendioxid gasförmig in einem unterirdischen Hohlraum in einer Salzformation eingelagert v/erden. Die Hohlraumform entspricht etwa der eines Zylinders mit dem Verhältnis Durchmesser : Höhe =1:5·
Ausgehend von trockenem Gas soll nach einem Jahr Lagerungszeit jegliche Wasserdampfkondensation während des Ausspeisevorganges verhindert v/erden. Die Gasfeuchte in der Kaverne muß deshalb auf einen Y/ert begrenzt v/erden, der v/eit unter der Sättigungskonzentration des Wasεerdampfes bei Kavernendruck und -temperatur liegt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die folgende geeignete Variante des Abdeckmittels gewählt:
Öl : Verdichteröl V155, Schichthöhe 20 mm Feststoff: Perlit, Schichthöhe 6 mm.
Ein Teil des Öles wird über die Rohrtour der Kaverne direkt, der Rest des Öles mit Peststoff vermischt auf die Restsole aufgetragen.
Claims (1)
199065
Erfindungsanspruch
Abdeckmedium zur qualitätsgerechten Lagerung trockener Gase insbesondere Kohlendioxid in Kavernenspeichern unter Verwendung eines bei der Einbringung fließfähigen Gemisches, dessen eine Komponente ein OeI ist, wobei das Gemisch auf die Restsole der Kaverne aufgebracht wird und sich gegenüber der Sole und dem Speicherprodukt inert verhält und seine Dichte geringer als die der Sole ist, gekennzeichnet dadurch, daß es ein über die gesamte Dauer der Lagerung fließfähig bleibendes, gegen lokale mechanische Zerstörungen unempfindliches, sich selbst wieder schließendes Plüssigkeits-Feststoffgenisch aus Mineraloel mit geringen Wassergehalt und sehr geringen Eigendampfdruck und aus druckbeständigen, anorganischen Hohlkörpern mit einer Partikelgröße von 0,06 ... 0,5 mm und einer Dichte = der Dichte des Llineraloeles ist, vorzugsweise hydrophobieren, gasgefüllten Hohlkugeln, die vorteilhafterweise aus Glas hergestellt sind, wobei die Schichtdicke des .Abdeckmittels vorzugsweise 10 ... 40 rar. und der Peststoffanteil vorzugsweise 15 - 40 Volumenprozent beträgt.
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