Erdgas ist nach wie vor ein wichtiger Energieträger für die Industrie. Der Transport des fossilen Brennstoffs aus den meist weit entfernten Förderregionen erfolgt in der Regel via Pipelines. Immer öfter gelangt der wertvolle Rohstoff aber auch per Schiff zu den Verbrauchern – und zwar als LNG (liquified natural gas). Dafür wird das Rohgas gereinigt, aufbereitet und bei sehr niedrigen Temperaturen (typischerweise unter -162 °C) verflüssigt. LNG hat nur 1/600 seines gasförmigen Volumens. Entsprechend groß sind die Vorteile für den Transport und die Speicherung. Wenn LNG gelagert oder transportiert wird, erwärmt sich das Produkt jedoch allmählich und beginnt zu verdampfen. Dieser Verdampfungsprozess erzeugt das Boil-off-Gas. Es besteht aus den ursprünglichen Bestandteilen des LNG, hauptsächlich Methan (CH4), und möglicherweise geringen Mengen anderer leichter Kohlenwasserstoffe.
Nutzbarmachung von Boil-off-Gas
Auf großen Containerschiffen fallen täglich rund zwei Tonnen BOG an. Um einem Zerbersten des Gastanks vorzubeugen, muss es abgesaugt werden. Früher wurden überschüssige Boil-off-Gase einfach in die Atmosphäre abgegeben. Doch ökologische, ökonomische und regulatorische Aspekte zwingen zum Umdenken. Auch rückt das Potenzial von BOG als Ressource verstärkt in den Fokus. In einem geeigneten Verdichtungsprozess wird es wieder verflüssigt und als LNG in den Tank zurückgeführt. Es kann aber auch als Kraftstoff genutzt werden und ermöglicht so den klimafreundlichen Antrieb, beispielsweise von LNG-Tankern, Kreuzfahrtschiffen oder Fähren. Besondere Herausforderungen stellen dabei das Fördermedium CH4, das in Verbindung mit Luft ein zündfähiges Gemisch bilden kann, und die tiefen Temperaturen dar.
Für die Handhabung und Verarbeitung von Boil-off-Gas hat RKR Gebläse und Verdichter, eine 100%ige Tochter von Aerzen, 2- und 3-stufige ölfreie Verdichter entwickelt. Die Schraubenverdichter bieten hohe Zuverlässigkeit, Prozesssicherheit sowie Energieeffizienz und gewährleisten einen sinnvollen und sicheren Umgang mit dem BOG.
2- und 3-stufige ölfreie Verdichter
Die BOG-Verdichter basieren auf der zweistufigen Schraubenverdichter-Baureihe 2C. Sie erfüllen die sicherheitstechnischen Anforderungen nach DIN EN 1012-3 für brennbare Gase und damit auch für BOG und garantieren hohe Anlagenverfügbarkeit. Ein Sperrgassystem und ein duktiler Tieftemperaturwerkstoff (Kugelgraphitguss) mit einer hohen mechanischen Belastbarkeit sorgen für ein hohes Maß an Prozesssicherheit. Je nach Umgebungsbedingungen ist auch eine Ausrüstung mit Atex-Komponenten möglich.
Die 2- und 3-stufigen Kompressoren liefern ölfreie und absorptionsmittelfreies Prozessgas im Druckbereich von 4 bis 17 bar (g) und sind für Volumenströme von 166 bis 9300 m3/h ausgelegt. Kein Öl kann in den Förderraum und damit in die Transportwege gelangen. Ölfreiheit bedeutet aber auch Kostenreduzierung, da aufwendige Filtertechnik und die Aufbereitung ölhaltiger Kondensate entfallen können. Somit lassen sich zusätzliche Wartungsarbeiten und Energieverluste für den Druckabfall in Filtern vermeiden. Mit Ölfreiheit werden somit Ressourcen, Energie und damit die Umwelt geschont.
Auf die Anwendung zugeschnitten
Je nach Anforderung und Umgebungsbedingungen kommen luft- oder wassergekühlte Ausführungen oder eine Kombination aus beidem zum Einsatz. Das modulare Konzept garantiert eine hohe funktionale Anpassungsfähigkeit für unterschiedliche Antriebs- und Steuerungskonzepte und gewährleistet größte Flexibilität bei der Anpassung an die applikationsspezifischen Anforderungen und kundenindividuellen Prozessbedingungen. Dank optimierter Auslegung auf den Betriebspunkt erreichen die Schraubenkompressoren eine hohe Effizienz durch geringe Druckverluste. In Kombination mit maßgeschneiderten Systemen zur Wärmerückgewinnung lässt sich die Energiebilanz weiter verbessern. Beispielsweise kann die Kompressionswärme zur Vorerwärmung des BOG genutzt werden.
Aerzener Maschinenfabrik GmbH, Aerzen
Autor: Sebastian Meißler
Marketing,
Aerzen
Verdichter können das Boil-off-Gas, das auf LNG-Tankern während des Transports durch Erwärmung von LNG entsteht, nach Druckanpassung wieder dem Schiffsmotor zuführenBild: Aerzen
Anwendung: Boil-off-Gas
Die mehrstufigen ölfreien BOG-Verdichter eignen sich für alle Prozesse, bei denen Boil-off-Gas anfällt und nach einer Aufbereitung wieder nutzbar gemacht werden kann – sei es im Recovery System, im Fuel Gas Supply System oder im Cargo Handling System.
Beim Recovery System wird das BOG von großen Containerschiffen per Pipeline zu einer Anlage an Land geleitet, um es dort zum Beispiel als Heizgas weiter zu nutzen. Der Kompressor wird zum einen zur Förderung und zum anderen zur Verdichtung des BOG auf ein anderes Druckniveau benötigt.
Das Fuel Gas Supply System dient auf Schiffen dazu, LNG oder andere gasförmige Brennstoffe von den Lagertanks zu den Verbrennungsmotoren oder anderen Verbrauchern zu transportieren. Das dabei entstehende BOG wird vom Verdichter nach Druckanpassung wieder dem Motor zugeführt – nicht nur um Emissionen zu reduzieren, sondern auch um durch den daraus resultierenden Turboeffekt die Energiekosten zu senken. Darüber hinaus kann der Kompressor als Teil des Wiederverflüssigungssystems des BOG eingesetzt werden.
Das Cargo Handling System ist auf LNG-Tankern für den sicheren Transport, die Lagerung und den Umschlag von LNG an Bord des Schiffes verantwortlich. Hier werden Aggregate zur Verdichtung des BOG und zur Rückführung in die LNG-Lagertanks sowie zur Druckregelung der Ladetanks eingesetzt.
