Anlage zur Tieftemperatur-Kältetrocknung und Tieftemperatur- Kältetrocknungsverfahren

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Tieftemperatur-Kältetrocknung eines

insbesondere kohlenwasserstoffreichen, wasserhaltigen Gasstroms und ein

entsprechendes Tieftemperatur-Kältetrocknungsverfahren.

Stand der Technik Bei der Förderung von Erdgas wird dieses meist mit Wasser (Wasserdampf) gesättigt aus der Sonde entnommen. Auch andere kohlenwasserstoffreiche Gasgemische wie Biogas, Klärgas und Deponiegas weisen i.d.R. einen hohen Wassergehalt auf.

Ein wesentlicher Schritt bei der Aufbereitung derartiger kohlenwasserstoffreicher, wasserhaltiger Gasgemische, beispielsweise in Verdichterstationen, stellt die

Abtrennung des Wassers (sogenannte Entfeuchtung) dar, um ein unerwünschtes Auskondensieren in nachgeschalteten Apparaten und Rohrleitungen zu verhindern. Wasser führt auch bei der Verbrennung entsprechender Gasgemische zu erheblichen Korrosionsschäden, beispielsweise an Gasmotoren und Turbinen. Störungen durch diese Schäden führen zu erheblichen Ausfallzeiten und hohen Reparaturkosten.

Die Entfeuchtung wird gemäß Stand der Technik beispielsweise unter Verwendung von Triethylenglycol durchgeführt. Allerdings wird hierbei in einem einstufigen Prozess nur ein Taupunkt von ca. 10 °C erreicht. Der Prozess muss daher mehrstufig ausgeführt werden, wodurch sich sowohl die Investitionskosten als auch die Betriebskosten erhöhen, da das Triethylenglycol jeweils bei Temperaturen von bis zu 200 °C verdampft werden muss. Auch ergeben sich hierbei Verluste an Triethylenglycol.

Auch die ebenfalls bekannte Entfeuchtung mittels Adsorption an Kieselgel oder Zeolith hat Nachteile. Insbesondere muss die Regeneration des Adsorbens, sofern nicht aufwendig unter Vakuum durchgeführt, auch hier bei relativ hohen Temperaturen zwischen 120 und 250 °C erfolgen. Durch den Temperaturwechsel wird das Adsorbens stark beansprucht und dessen Lebensdauer reduziert. Auch die Absorption mittels Molekularsieben ist hinsichtlich ihres Energieverbrauchs und der zwangsläufig auftretenden Gasverluste häufig nicht wirtschaftlich. Insbesondere aus dem Bereich der Luftentfeuchtung sind Verfahren zur

Kältetrocknung bekannt. Bei der herkömmlichen Kältetrocknung sind jedoch nur Taupunkte über 3 °C zu erreichen, weil eine Vereisung des Wärmetauschers vermieden werden soll. Der erzielbare Restfeuchtegehalt von 5,953 g/m ³ ist für Druckluftanwendungen häufig ausreichend.

Zur Erreichung niedrigerer Restfeuchtegehalte, wie sie für die eingangs erwähnten kohlenwasserstoffreichen Gasgemische benötigt werden, ist ebenfalls aus dem

Bereich der Luftentfeuchtung die sogenannte Tieftemperatur-Kältetrocknung bekannt (vgl. Barlmeyer, N.: Quadratur des Kreises - Tieftemperatur-Kältetrockner im

Praxiseinsatz, Brauindustrie 5/2007, Seite 32). Die Tieftemperatur-Kältetrocknung umfasst die Kondensation und das Ausfrieren des Wasserdampfs an geeigneten Kondensatoreinheiten. Zur Regeneration werden diese jeweils erwärmt. Es werden Drucktaupunkte von -20 bis zu -70 °C erreicht, so dass technisch trockene Druckluft mit einer Restfeuchte von nur 0,880 bis 0,00330 g/m ³ erzeugt werden kann.

Auch bekannte Verfahren zur Kältetrocknung besitzen jedoch Mängel, insbesondere in ihrer Energieeffizienz. Es besteht daher der Bedarf nach Verbesserungen.

Offenbarung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage zur Tieftemperatur-Kältetrocknung eines insbesondere kohlenwasserstoffreichen wasserhaltigen Gasstroms, und ein

entsprechendes Tieftemperatur-Kältetrocknungsverfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.

Vorteile der Erfindung

Die vorliegende Erfindung geht von einer an sich bekannten Tieftemperatur- Kältetrocknungsanlage aus, die zur Reduzierung eines Wassergehalts eines wasserhaltigen Gasstroms eingerichtet ist. Wie eingangs erläutert, sind derartige Anlagen insbesondere aus dem Bereich der Luftentfeuchtung bekannt. Eine derartige Anlage weist typischerweise einen mit einer Kältemaschineneinheit gespeisten

Kältemittelkreislauf mit einer entsprechenden Entspannungseinheit zur kälteleistenden Entspannung des Kältemittels auf. Typische Kältemaschineneinheiten umfassen dabei einen Kältemitteleingang und einen Kältemittelausgang. Der Kältemitteleingang wird auch als "Saugseite" der Kältemaschineneinheit, der Kältemittelausgang entsprechend auch als ihre "Druckseite" bezeichnet. Die Kältemaschineneinheit ist dabei dafür eingerichtet, an dem Kältemitteleingang (Saugseite) ein verdampftes Kältemittel anzusaugen, dieses zu verdichten, zu kondensieren und an dem Kältemittelausgang (Druckseite) druckerhöht und verflüssigt abzugeben. Ein derartiger Betrieb entspricht jenem bekannter Kältemaschineneinheiten.

Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, eine entsprechende Tieftemperatur- Kältetrocknungsanlage mit einem Kältemittelkreislauf auszubilden, in den eine erste Kondensatoreinheit und eine zweite Kondensatoreinheit eingebunden sind. Die erste Kondensatoreinheit und die zweite Kondensatoreinheit sind für einen alternierenden Betrieb, wie nachfolgend erläutert, eingerichtet. Hierbei sind Mittel vorgesehen, die dafür eingerichtet sind, das Kältemittel von dem erwähnten Kältemittelausgang der Kältemaschineneinheit in einer ersten Betriebsphase zunächst durch die erste

Kondensatoreinheit zu leiten und dann über die Entspannungseinheit in die zweite

Kondensatoreinheit zu entspannen. Der überwiegende Anteil der durch das Kältemittel bereitgestellten Kälteleistung kann daher in der ersten Betriebsphase in der zweiten Kondensatoreinheit genutzt werden. Diese kühlt sich entsprechend ab. In einer zweiten Betriebsphase wird hingegen das Kältemittel von dem Kältemittelausgang der

Kältemaschineneinheit durch die zweite Kondensatoreinheit geleitet und über die

Entspannungseinheit in die erste Kondensatoreinheit entspannt. Umgekehrt zur zuvor dargestellten Konstellation steht daher die Entspannungskälte des Kältemittels überwiegend in der ersten Kondensatoreinheit zur Verfügung. Im Rahmen dieser Anmeldung wird dabei unter einer "Kondensatoreinheit" ein Apparat verstanden, der zum Kühlen zumindest einer Oberfläche ausgebildet ist, die mit einem Gasstrom in Kontakt gebracht werden kann und hier als "Kontaktfläche" bezeichnet wird. Die Temperatur der zumindest einen Kontaktfläche kann dabei so eingestellt werden, dass sich eine gasförmige Komponente aus dem Gasstrom an der Oberfläche abscheidet. Die in der erfindungsgemäßen Anlage abgeschiedene gasförmige Komponente ist Wasserdampf, der vorzugsweise als Eis an der zumindest einen Kontaktfläche abgeschieden wird. Die Kondensatoreinheit kann dabei geeignete Oberflächenstrukturen, beispielsweise zur Vergrößerung der Oberfläche der zumindest einen Kontaktfläche und/oder zur Ausbildung geeigneter Trägerstrukturen für das abgeschiedene Eis, aufweisen.

Unter einem "wasserhaltigen" Gasstrom wird im Rahmen dieser Anmeldung ein Gasstrom verstanden, der eine relative Feuchte von 1 bis 150 % aufweist. Die relative Feuchte bezeichnet, wie dem Fachmann bekannt, den Wassergehalt bezogen auf den gesättigten Zustand. Beispielsweise ist ein Biogas bei 40 °C in der Lage, bei einer relativen Feuchte von 100% ca. 50 g/m ³ Wasser aufzunehmen. Bei 45 °C beträgt dieser Wert 64 g/m ³ , bei 10 °C nur noch 9 g/m ³ . Ein "wasserhaltiger" Gasstrom kann daher abhängig von seiner Temperatur beispielsweise 1 bis 100 g/m ³ , insbesondere 10 bis 90 g/m ³ , beispielsweise 20, 30, 40, 50, 60, 70 oder 80 g/m ³ Wasser aufweisen. Die Erfindung eignet sich auch zum Einsatz bei wasserübersättigten Gasgemischen.

Ein "kohlenwasserstoffreicher" Gasstrom weist zumindest 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% Kohlenwasserstoffe, insbesondere Methan, auf molarer,

Volumen- oder Massebasis auf. Der verbleibende Rest kann vollständig aus

Wasserdampf bestehen oder seinerseits zumindest 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90% oder 95% Wasser auf molarer, Volumen- oder Massebasis aufweisen. Beispiele für wasserhaltige und kohlenwasserstoffreiche Gasströme sind, wie erwähnt, beispielsweise Erdgas und Biogas. Die Kondensatoreinheiten sind in einem ansonsten abgeschlossenen Raum

angeordnet, der von dem entsprechenden Gasstrom durchströmt werden kann. Dieser wird hier als "Kondensationsraum" bezeichnet. Die Geschwindigkeit des Gasstroms, dessen Druck, seine Temperatur und die Temperatur an der zumindest einen

Kontaktfläche der Kondensatoreinheit werden dabei so eingestellt, dass sich ein gewünschter Anteil der jeweils abzuscheidenden Komponente, hier Wasser, an der zumindest einen Kontaktfläche der Kondensatoreinheit abscheidet. Im Idealfall würde die abzuscheidende Komponente dabei vollständig aus dem Gasstrom entfernt, in der Praxis können jedoch auch ggf. gewisse Restgehalte an Wasser akzeptabel sein, die beispielsweise bei unter 1 %, insbesondere bei unter 0,5%, 0,4%, 0,3%, 0,2% oder 0, 1 %) relativer Feuchte liegen. Die Erfindung erlaubt es, beispielsweise durch Einstellen der Strömungsgeschwindigkeit des wasserhaltigen Gasstroms, diesen Restgehalt an betriebliche und/oder wirtschaftliche Forderungen anzupassen. Die erfindungsgemäße Anlage kann auch jederzeit mit Vor- und/oder Nachreinigungsschritten gekoppelt werden, beispielsweise mit adsorptiven Verfahren und/oder einer herkömmlichen Kältetrocknung. Die vorliegende Erfindung kann also zusätzlich oder alternativ zu bekannten Verfahren zur Entfeuchtung eingesetzt werden. Beispielsweise kann eine Tieftemperatur-Kältetrocknungsanlage einer herkömmlichen Kältetrocknungsanlage nachgeordnet werden, in der die Hauptwassermenge durch andere Kältekreisläufe reduziert bzw. entfernt wird.

Eine erfindungsgemäße Tieftemperatur-Kältetrocknungsanlage umfasst Mittel, die dafür eingerichtet sind, den zu trocknenden wasserhaltigen Gasstrom in der ersten Betriebsphase mit zumindest einer Kontaktfläche der zweiten Kondensatoreinheit und in der zweiten Betriebsphase mit zumindest einer Kontaktfläche der ersten

Kondensatoreinheit in Kontakt zu bringen. Der zu trocknende wasserhaltige Gasstrom wird damit also jeweils mit zumindest einer Kontaktfläche jener Kondensatoreinheit in Kontakt gebracht, die jeweils durch die Entspannung des entsprechenden Kältemittels gekühlt wird. Die Mittel, die zur Steuerung des Kältemittelstroms (d.h. zur Einspeisung des Kältemittels zunächst in die erste Kondensatoreinheit, anschließend in die

Entspannungseinheit und dann die zweite Kondensatoreinheit oder umgekehrt) eingerichtet sind, umfassen vorteilhafterweise eine Ventilanordnung, die, wie in der unten erläuterten Figur 1 oder 2 dargestellt, beispielsweise vier Ventile umfassen kann.

Ein Kernaspekt der Erfindung liegt daher in der "Vertauschung" der Saug- und

Druckseite der verwendeten Kältemaschineneinheit (bezogen auf die jeweils durch diese gespeisten Kondensatoren). Wie nachfolgend erläutert, lassen sich hierdurch die Temperaturpotentiale einer entsprechenden Kältemaschineneinheit deutlich besser nutzen als dies bei herkömmlichen Anlagen der Fall ist. Die vorliegende Erfindung ermöglicht durch die erläuterten Mittel einen alternierenden Betrieb zweier Kondensatoreinheiten. Die Kondensatoreinheiten sind in der

erfindungsgemäßen Tieftemperatur-Kältetrocknungsanlage zum Abscheiden des in dem zu trocknenden wasserhaltigen Gasstrom enthaltenden Wassers durch Ausfrieren eingerichtet. Das ausfrierende Wasser scheidet sich dabei naturgemäß als Eis an der Oberfläche (hier mit dem Begriff "Kontaktfläche" bezeichnet) der Kondensatoreinheit, die jeweils mit dem entspannten Kältemittel gespeist wird, ab. Hat die Eisschicht auf einer entsprechenden Kondensatoreinheit einen zulässigen Wert überschritten, sinkt die Trocknungsleistung der jeweiligen Kondensatoreinheit aufgrund der zunehmenden Oberflächentemperatur bzw. der Isolationswirkung der Eisschicht ab. In diesem Fall muss die entsprechende Kondensatoreinheit regeneriert werden, was in einer

Tieftemperatur-Kältetrocknungsanlage durch Erwärmen auf eine Temperatur von über 0° C möglich ist (hier auch als "Abtauen" bezeichnet). Diese Erwärmung führt jedoch in herkömmlichen Anlagen zu einem "Verlust" der zuvor für die Kühlung eingesetzten Kälteleistung. Eine erfindungsgemäße Kondensatoreinheit kann hingegen unter teilweiser Verwendung des unter Druck stehenden Kältemittels vom Ausgang der Kältemaschineneinheit angewärmt werden.

Es versteht sich, dass die zur Regeneration ("Abtauen") erforderliche Zeit auch kürzer sein kann als die Zeit, während derer die jeweils andere Kondensatoreinheit zum Abscheiden des Wassers aus dem wasserhaltigen Gasstrom zur Verfügung steht. In diesem Fall kann die regenerierte Kondensatoreinheit bereits vorgekühlt werden und steht dann unmittelbar für einen neuen Abscheidezyklus zur Verfügung. Es handelt sich also um einen weiteren (dritten) Betriebsmodus. Um eine kontinuierliche Trocknung zu ermöglichen, wird während der Regeneration, während derer die eine Kondensatoreinheit erwärmt wird, der zu trocknende, wasserhaltige Gasstrom mit der zumindest einen Kontaktfläche der jeweils anderen Kondensatoreinheit in Kontakt gebracht. Diese wird ihrerseits mit dem entspannten Kältemittelstrom beaufschlagt und kühlt sich dementsprechend ab. Vorteilhafterweise wird diese bereits zuvor vorgekühlt.

Erfindungsgemäß ist es möglich, bei der Erwärmung der jeweils zu regenerierenden Kondensatoreinheit die zuvor investierte Kälteleistung, die im Wesentlichen in Form von Verdichterleistung bereitgestellt wurde, zurückzugewinnen. Das Kältemittel, das die Kältemaschineneinheit über den Kältemittelausgang druckerhöht und verflüssigt verlässt, wird dabei in der zu regenerierenden Kondensatoreinheit abgekühlt und diese im Gegenzug erwärmt. Hierdurch lässt sich die Leistung der Kältemaschineneinheit um einen entsprechenden Betrag reduzieren. Diese Energiereduktion erweist sich insbesondere bei der Tieftemperatur- Kältetrocknung als vorteilhaft, weil hierbei Abkühlprozesse auf bis zu -40 °C erfolgen, in entsprechenden Erwärmungsphasen jedoch Temperaturen von über 0 °C benötigt werden. Entsprechend große Temperaturgradienten erfordern hohe Energiemengen, die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen beträchtlich reduziert werden können. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind ferner keine hohen

Regenerationstemperaturen für verwendete Absorber und/oder Lösungsmittel, wie eingangs erläutert, erforderlich. Die vorliegende Erfindung eignet sich dabei insbesondere zur Kältetrocknung von kohlenwasserstoffreichen, wasserhaltigen Gasgemischen wie beispielsweise Erdgas, Klärgas, Biogas und Deponiegas. Derartige Gase weisen, wie erläutert, i.d.R. einen beträchtlichen Wassergehalt auf und sind im Extremfall wassergesättigt. Die Erfindung eignet sich auch für andere wasserhaltige Gasgemische wie Druckluft.

Als weiterer positiver Effekt der erfindungsgemäßen Maßnahmen ergibt sich eine weitgehende Entfernung auch anderer störender Komponenten aus dem

wasserhaltigen Gasstrom, die gegebenenfalls nachgeordnete Verfahrensschritte stören können. Beispielsweise kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung Ammoniak aus dem wasserhaltigen Gasstrom abgeschieden werden.

Wie bereits erläutert, erfolgt in der Kondensatoreinheit, durch die jeweils das

Kältemittel in flüssiger Form und vor der Entspannung geleitet wird, eine Regeneration, d.h. ein Abtauen. Hierzu muss dieses eine entsprechende Temperatur aufweisen. Die jeweils andere Kondensatoreinheit wird zum Abscheiden zumindest eines Teils des Wassers aus dem wasserhaltigen Gasstrom verwendet.

Der erfindungsgemäße Kältemittelkreislauf ist daher derart betreibbar, dass sich in der ersten Betriebsphase eine Temperatur an einer Oberfläche der zweiten

Kondensatoreinheit und in der zweiten Betriebsphase eine Temperatur an einer

Oberfläche der ersten Kondensatoreinheit auf weniger als 0 °C, insbesondere auf -60 bis -20 °C, beispielsweise auf -40 °C, verringert. Diese Kondensatoreinheit wird damit jeweils zum "Ausfrieren" des Wassers aus dem wasserhaltigen Gasstrom eingesetzt. Entsprechend ist der Kältemittelkreislauf auch derart betreibbar, dass sich in der ersten Betriebsphase eine Temperatur an einer Oberfläche der ersten Kondensatoreinheit und in der zweiten Betriebsphase eine Temperatur an einer Oberfläche der zweiten Kondensatoreinheit auf wenigstens 0° erhöht.

Diese Temperaturerhöhung kann durch das Durchleiten des jeweiligen Kältemittels, das gleichzeitig ein Abkühlen des Kältemittels bewirkt, erzielt werden. Hierdurch kann, wie erläutert, die zuvor investierte Energie zumindest zum Teil zurückgewonnen werden. Die Temperaturerhöhung auf wenigstens 0 °C, insbesondere auf 20 bis 60 °C, beispielsweise auf 40 °C, ermöglicht ein rasches Abtauen der jeweiligen

Kondensatoreinheit. Dem Fachmann sind Kältemittel, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, hinlänglich bekannt, so dass diesbezüglich auf bekannte Nachschlagewerke verwiesen werden kann. Der Fachmann entnimmt die jeweils möglichen Temperaturbereiche derartiger Kältemittel den beispielsweise durch die Hersteller zur Verfügung gestellten Zustandsdiagrammen. In dem erfindungsgemäß verwendeten Kältemittelkreislauf sind die beiden

Kondensatoreinheiten über eine Entspannungseinheit, wie zuvor erläutert, miteinander verbunden. Diese Entspannungseinheit kann beispielsweise ein bidirektionales

Entspannungsventil umfassen, das es ermöglicht, das Kältemittel sowohl in dem ersten Betriebsmodus als auch in dem zweiten Betriebsmodus in die jeweils dafür

vorgesehene Kondensatoreinheit zu entspannen. Alternativ dazu können jedoch auch mehrere (beispielsweise zwei) unidirektionale Entspannungsventile verwendet werden, wobei jeweils eines der unidirektionalen Entspannungsventile über eine Bypassleitung umgangen werden kann. Vorteilhafterweise sind die erwähnten Kondensatoreinheiten jeweils in entsprechenden Kondensationsräumen angeordnet. Die erste Kondensatoreinheit ist dabei in einem ersten Kondensationsraum und die zweite Kondensatoreinheit in einem zweiten Kondensationsraum angeordnet. Ferner sind Mittel vorgesehen, die dafür eingerichtet sind, den wasserhaltigen Gasstrom in der ersten Betriebsphase in den zweiten

Kondensationsraum und in der zweiten Betriebsphase in den ersten

Kondensationsraum einzuleiten.

Vorteilhafterweise weisen der erste Kondensationsraum und der zweite

Kondensationsraum jeweils einen Wasserabzug auf, über den beim Abtauen jeweils anfallendes Wasser abgeleitet werden kann. Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Anlage, wenn diese Mittel aufweist, die dafür eingerichtet sind, den Wassergehalt des wasserhaltigen Gasstroms zu bestimmen. Dies ermöglicht eine Planung der Dauer der jeweiligen ersten und zweiten Betriebsphasen, weil auf Grundlage der erwarteten Wasser- bzw. Eismenge zumindest größenordnungsmäßig abschätzbar ist, welche Zeit jeweils bis zu einem erforderlichen Umschalten zwischen den Betriebsphasen zur Verfügung steht.

In entsprechender Weise können auch Mittel vorteilhaft sein, die dafür eingerichtet sind, eine mittels der ersten und/oder der zweiten Kondensatoreinheit aus dem wasserhaltigen Gasstrom abgeschiedene Wassermenge zu bestimmen. Das abgeschiedene Wasser fällt, wie erwähnt, im Rahmen der vorliegenden Erfindung überwiegend als Eis an. Die zur Bestimmung der Wassermenge eingerichteten Mittel können daher beispielsweise Mittel zur Bestimmung einer Dicke einer Eisschicht auf den jeweiligen Kondensatoreinheiten und/oder eines Gewichts einer daran

abgeschiedene Wasser- bzw. Eismenge umfassen. Überschreitet die jeweilige Menge einen vorgegebenen Wert, kann jeweils von der Betriebsart "Abscheiden" zu der Betriebsart "Regeneration" (bezogen auf die jeweilige Kondensatoreinheit)

umgeschaltet werden. Die jeweils andere Kondensatoreinheit übernimmt dann die Aufgabe der Wasserentfernung.

Insgesamt erweisen sich insbesondere Mittel als vorteilhaft, die dafür eingerichtet sind, ein auf Grundlage des Wassergehalts des wasserhaltigen Gasstroms und/oder einer aus dem wasserhaltigen Gasstrom abgeschiedenen Wassermenge zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsmodus umzuschalten. Eine entsprechende Anlage läuft vollständig automatisch und bedarf keines Benutzereingriffs. Insbesondere bietet eine derartige Anlage eine erhöhte Sicherheit, weil die Ausschleusung eines nicht ausreichend entfeuchteten Gasstroms verhindert wird. Das erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehene Verfahren zur Tieftemperatur- Kältetrocknung, bei dem eine Tieftemperatur-Kältetrocknungsanlage wie zuvor erläutert eingesetzt wird, profitiert von den zuvor erläuterten Vorteilen, auf die daher ausdrücklich verwiesen wird. Insbesondere wird in einem derartigen Verfahren in dem wasserhaltigen Gasstrom enthaltenes Wasser in der ersten Betriebsphase an der zweiten Kondensatoreinheit und in der zweiten Betriebsphase an der ersten

Kondensatoreinheit in Form von Eis abgeschieden, wie zuvor erläutert.

Auch erfolgt in einem derartigen Verfahren ein Umschalten von der ersten

Betriebsphase in die zweite Betriebsphase, wenn eine Eismenge auf der zweiten

Kondensatoreinheit einen vorgegebenen Wert übersteigt und ein Umschalten von der zweiten Betriebsphase in die erste Betriebsphase, wenn eine Eismenge auf der ersten Kondensatoreinheit einen vorgegebenen Wert übersteigt. Wie mehrfach erläutert, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere zum Entfeuchten kohlenwasserstoffreicher, wasserhaltiger Gasgemische,

insbesondere Erdgas, Biogas, Klärgas und/oder Deponiegas.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine Anlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Betriebsphase in schematischer Darstellung.

Figur 2 zeigt die Anlage gemäß Figur 1 in einer zweiten Betriebsphase in

schematischer Darstellung. Ausführungsformen der Erfindung

Figur 1 zeigt eine Anlage gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in

schematischer Darstellung. Die Anlage ist insgesamt mit 100 bezeichnet. Der Anlage 100 kann ein hier mit 1 veranschaulichter wasserhaltiger Gasstrom zugeführt werden. Der wasserhaltige Gasstrom 1 kann über entsprechende Ventile 1 a und 1 b wahlweise in einen ersten Kondensationsraum 10 oder einen zweiten

Kondensationsraum 20 eingeleitet werden. Über entsprechende Leitungen kann jeweils ein entfeuchteter Gasstrom 2 aus dem Kondensationsraum 10 oder 20 entnommen werden. Die Darstellung in den Figuren 1 und 2 ist stark vereinfacht, insbesondere sind zusätzliche Ventile, Druckmesseinrichtungen, Steuer- und/oder

Regelungseinrichtungen und dergleichen der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.

In der Figur 1 ist dabei eine erste Betriebsphase veranschaulicht, in der der

wasserhaltige Gasstrom 1 in den zweiten Kondensationsraum 20 eingeleitet und der entfeuchtete Gasstrom 2 aus diesem entnommen wird. In der Figur 1 und in der unten erläuterten Figur 2 sind aktive, d.h. von einem Fluid durchströmte Leitungen jeweils mit durchgezogenen Linien und Pfeilen und nicht aktive, d.h. leere und/oder versperrte

Leitungen jeweils mit gestrichelten Linien und Pfeilen dargestellt. Jeweils in sperrender Stellung befindliche Ventile (beispielsweise das Ventil 1 a in Figur 1 ) sind schwarz, durchgängig geschaltete Ventile (beispielsweise das Ventil 1 b in Figur 1 ) sind hingegen weiß dargestellt. Dies betrifft sowohl den wasserhaltigen Gasstrom 1 , den

entfeuchteten Gasstrom 2 und einen Wasserstrom 3 (siehe hierzu unten).

In dem ersten Kondensationsraum 10 ist eine erste Kondensatoreinheit 1 1 angeordnet. In dem zweiten Kondensationsraum 20 ist eine zweite Kondensatoreinheit 21 angeordnet. Diese weisen jeweils geeignet ausgebildete Kontaktflächen auf (nicht dargestellt). Ein Kältemittelkreislauf ist insgesamt mit 30 angegeben. Der

Kältemittelkreislauf 30 wird mittels einer Kältemaschineneinheit 31 gespeist, die in bekannter Art ausgebildet sein kann. Die Kältemaschineneinheit 31 weist einen

Kältemitteleingang 31 a und einen Kältemittelausgang 31 b auf. Die

Kältemaschineneinheit 31 ist dazu ausgebildet, über den Kältemitteleingang 31 a ein verdampftes Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf 30 anzusaugen und das

Kältemittel an dem Kältemittelausgang 31 b druckerhöht und in verflüssigter Form in den Kältemittelkreislauf 30 einzuspeisen.

Der Kältemittelkreislauf 30 umfasst eine Ventilanordnung 23, die als Mittel zur alternativen Beaufschlagung der Kondensatoreinheiten 1 bzw. 21 mit Kältemittel eingerichtet ist. Die Ventilanordnung 23 umfasst die Ventile 23a bis 23d, deren

Funktion sich aus der Figur 1 bzw. 2 ergibt. In der ersten Betriebsphase (Figur 1 ) wird dabei an dem Kältemittelausgang 31 b der Kältemaschineneinheit 31 bereitgestelltes Kältemittel zunächst durch die erste Kondensatoreinheit 1 1 geleitet. Das durch die Kondensatoreinheit 1 1 geleitete (verflüssigte und druckbeaufschlagte) Kältemittel wird in dieser ggf. weiter abgekühlt und anschließend an einer Entspannungseinheit 32, hier als Entspannungsventil veranschaulicht, in die zweite Kondensatoreinheit 21 entspannt. Die zweite Kondensatoreinheit 21 kann damit die freiwerdende

Entspannungskälte nutzen und dient damit zum Abscheiden des Wassers aus dem wasserhaltigen Gasstrom 1. Das Kältemittel wird anschließend zum Kältemitteleingang 31 a der Kältemaschineneinheit 31 zurückgeführt.

In der dargestellten Betriebsphase wird die Kondensatoreinheit 1 1 abgetaut

(regeneriert), wozu die Wärme des (verflüssigten und druckbeaufschlagten)

Kältemittels von dem Ausgang 31 b der Kältemaschineneinheit 31 genutzt werden kann. Das sich abscheidende Wasser kann als Wasserstrom 3 abgezogen werden. Ist die (erste) Kondensatoreinheit 1 1 hinreichend abgetaut, vorzugsweise vollständig, und hat sich beispielsweise auf der zweiten Kondensatoreinheit 21 eine Eismenge abgeschieden, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, wird in die der Figur 2 dargestellte Betriebsphase umgeschaltet.

Die in der Figur 2 dargestellte Betriebsphase der Tieftemperatur- Kältetrocknungsanlage 100 ergibt sich aus der Zeichnung entsprechend der

Strichelung der entsprechenden Ströme. Das an dem Ausgang 31b der

Kältemaschineneinheit 31 bereitgestellte (verflüssigte und druckbeaufschlagte)

Kältemittel wird nun zunächst in die Kondensationseinheit 21 eingespeist, durch diese geführt, an dem Entspannungsventil 23 in die erste Kondensationseinheit 1 1 entspannt und über den Eingang 31 a der Kältemaschineneinheit 31 in diese zurückgeführt.

Entsprechend kann nun die zweite Kondensatoreinheit 21 regeneriert werden, wobei Wasser als Strom 3 abgeschieden wird.