DE112019000757T5

DE112019000757T5 - Vorrichtung zur Herstellung von Methan

Info

Publication number: DE112019000757T5
Application number: DE112019000757.2T
Authority: DE
Inventors: Masanori Iwaki; Ai Nishiyama; Yusuke Waratani; Manabu Masamoto
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd; Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2018-03-13
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2020-10-29
Also published as: JP7061485B2; JP2019156762A; WO2019176746A1

Abstract

Die Vorrichtung zur Herstellung von Methan umfasst einen Reaktor, in dem ein Katalysator untergebracht ist, eine Eduktgaszufuhrleitung, die dem Reaktor ein Eduktgas aus einer Eduktgasquelle zuführt, einen an der Eduktgaszufuhrleitung vorgesehenen Verdichter, einen Endproduktgastank, eine Produktgasleitung, die ein aus dem Reaktor austretendes methanhaltiges Produktgas zu dem Endproduktgastank fördert, eine Methanzufuhrleitung, die der Eduktgasquelle das Produktgas zuführt, und eine Steuervorrichtung. Die Steuervorrichtung steuert den Steuervorgang einer Methandurchflusssteuervorrichtung derart, dass die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle erhöht wird, wenn die durch einen Temperatursensor erfasste Temperatur in dem Reaktor einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet.

Description

Gebiet der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Methan, bei welcher einem kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas Wasserstoff zugeführt wird, um Methan zu erzeugen.
Technischer Hintergrund der Erfindung
Im Stand der Technik sind Vorrichtungen bekannt, mit denen Methan mit Hilfe der katalytischen Reaktion (Methanisierungsreaktion), die Kohlenstoffdioxid (CO₂) und Wasserstoff (H₂) in Methan (CH₄) umwandelt, aus einem kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas hergestellt wird. Die folgende Gleichung Chem. 1 ist die Gleichung der Methanisierungsreaktion. [Chem. 1] CO2 + 4H2 ⇌ CH4 + 2H2O
Da es sich bei der Methanisierungsreaktion um eine exotherme Reaktion handelt, steigt bei dem Eduktgas bzw. seinem Reaktionsgas die Temperatur an, während es den Reaktionsort passiert. Bei der Methanisierungsreaktion handelt es sich zudem um eine reversible Reaktion, so dass sich das Gleichgewicht der Reaktion mit der ansteigenden Temperatur auf die linke Seite (Eduktseite) in Chem. 1 verschiebt. Deswegen ist die Begrenzung des Temperaturanstiegs am Reaktionsort wirksam für die Förderung der Methanisierungsreaktion. Daher ist eine Technik zur Begrenzung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor vorgeschlagen, wie sie in dem Patentdokument 1 beispielhaft angegeben ist.
In dem Verfahren zur Erzeugung von methanreichem Gas gemäß Patentdokument 1 wird ein kohlenstoffmonoxid- und wasserstoffhaltiges Eduktgas (Einsatzgas) in Gegenwart eines Methanisierungskatalysators umgesetzt, um ein methanreiches Produktgas zu erzeugen, welches Methan, Kohlenstoffdioxid und Wasser enthält, aus dem methanreichen Produktgas das Kohlenstoffdioxid entfernt, um ein methanreich-kohlenstoffdioxidarmes Gas zu erzeugen, und zumindest ein Teil des methanreich-kohlenstoffdioxidarmen Gases gekühlt und als rezirkuliertes methanreich-kohlenstoffdioxidarmes Gas rezirkuliert. In diesem Verfahren wird der Temperaturanstieg in dem Reaktor begrenzt, indem das in den Reaktor eintretende Eduktgas mit dem rezirkulierten methanreichen Gas verdünnt wird, wobei die Belastung des Verdichters usw. durch die Reduzierung des Volumens des rezirkulierten methanreichen Gases verringert wird.
Dokumente des Standes der Technik
Patentdokumente
Patentdokument 1: Übersetzung der veröffentlichten internationalen PCT-Anmeldung JP2012 - 514039
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt
In dem Patentdokument 1 wird das in den Reaktor eintretende Einsatzgas ständig mit dem rezirkulierten methanreichen Gas verdünnt, so dass von dem Verdichter, der das dem Reaktor zuzuführende Eduktgas verdichtet, ein um ein ausreichendes Maß vergrößerter Ansaugstrom gegenüber der Zufuhr von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff im stationären Betrieb verlangt wird. Das führt zu einer Vergrößerung des Verdichters und zu höheren Kosten der Anlage.
Die Erfindung, die angesichts der beschriebenen Umstände erfolgte, hat zum Ziel, bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Methan aus einem wasserstoff- und kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas, durch Beimischen von Methan in das Eduktgas den Temperaturanstieg in dem Reaktor zu begrenzen und dabei eine Vergrößerung des Verdichters zu vermeiden.
Mittel zur Lösung der Aufgabe
Die Vorrichtung zur Herstellung von Methan gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie
einen Reaktor, in dem ein Katalysator zur Erzeugung von Methan aus einem wasserstoff- und kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas untergebracht ist,
eine Eduktgaszufuhrleitung, die mit dem Einlass des Reaktors verbunden ist und dem Reaktor das Eduktgas aus einer Eduktgasquelle zuführt,
einen an der Eduktgaszufuhrleitung vorgesehenen Verdichter,
einen Endproduktgastank,
eine Produktgasleitung, die mit dem Auslass des Reaktors verbunden ist und ein aus dem Reaktor austretendes methanhaltiges Produktgas zu dem Endproduktgastank fördert,
eine Methanzufuhrleitung, die der Eduktgasquelle das Produktgas zuführt,
eine an der Methanzufuhrleitung vorgesehene Methandurchflusssteuervorrichtung, welche die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt,
einen Temperatursensor, der die Temperatur in dem Reaktor erfasst, und eine Steuervorrichtung umfasst, die den Steuervorgang der Methandurchflusssteuervorrichtung derart steuert, dass die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle erhöht wird, wenn die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet.
Mit der oben beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Methan verschiebt sich durch das Beimischen des Methans in das Eduktgas die Methanisierungsreaktion in dem Reaktor auf die Eduktseite, womit der Temperaturanstieg in dem Reaktor begrenzt werden kann. Dabei erfolgt das Beimischen des Methans in das Eduktgas nicht ständig, sondern nur dann, wenn die Temperatur in dem Reaktor den Temperaturschwellenwert überschreitet, so dass die Notwendigkeit des Einsatzes eines Verdichters mit einem bemessen nach der Zufuhr von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff im stationären Betrieb übergroßen Ansaugstrom sinkt. Daher ist es möglich, durch Beimischen von Methan in das Eduktgas den Temperaturanstieg in dem Reaktor zu begrenzen und dabei eine Vergrößerung des Verdichters zu vermeiden.
Die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Methan kann zusätzlich einen Durchflusssensor, der den Durchfluss des in den Reaktor einströmenden Eduktgases erfasst, eine Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung, die die Wasserstoffzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt, und eine Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung umfassen, die die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt. Und die Steuervorrichtung kann die Arbeitsvorgänge der Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung, der Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung, der Methandurchflusssteuervorrichtung und des Verdichters derart steuern, dass bei einer durch den Temperatursensor erfassten, den Temperaturschwellenwert überschreitenden Temperatur die Methanzufuhr unter unveränderter Aufrechterhaltung der Wasserstoffzufuhr und der Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle erhöht wird und der Ansaugstrom des Verdichters entsprechend der mit der Erhöhung der Methanzufuhr einhergehenden Zunahme des Durchflusses des Eduktgases erhöht wird, solange der durch den Durchflusssensor erfasste Durchfluss gleich oder kleiner als ein vorgegebener Durchflussschwellenwert bleibt.
Dadurch erfolgt die Erhöhung des Durchflusses des Eduktgases infolge des beigemischten Methans innerhalb des Leistungsvermögens des Verdichters, so dass eine Überlastung des Verdichters vermieden werden kann.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Methan kann die Steuervorrichtung die Steuerung derart vornehmen, dass bei einem durch den Durchflusssensor erfassten, den Durchflussschwellenwert überschreitenden Durchfluss die Wasserstoffzufuhr sowie die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle verringert und die Methanzufuhr erhöht wird, ohne dass der Durchfluss des Eduktgases erhöht wird.
Dadurch kann der Anteil an Methan in dem Eduktgas weiter erhöht und dabei der Durchfluss des Eduktgases innerhalb des Leistungsvermögens des Verdichters gehalten werden. Folglich kann dem Temperaturanstieg in dem Reaktor noch effektiver entgegengewirkt werden.
Die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Methan kann zusätzlich eine an der Produktgasleitung vorgesehene Trennvorrichtung zur Trennung von Komponenten außer Methan von dem Produktgas umfassen, wobei das stromaufwärtige Ende der Methanzufuhrleitung an dem Endproduktgastank oder an der Produktgasleitung stromabwärts von der Trennvorrichtung angeschlossen sein kann.
Dadurch kann Gas mit einer höheren Methankonzentration über die Methanzufuhrleitung zu der Eduktgasquelle gefördert werden. Damit kann bei begrenztem Anstieg der Belastung des Verdichters dem Temperaturanstieg in dem Reaktor effektiv entgegengewirkt werden.
Die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Methan kann zusätzlich einen Drucksensor umfassen, der den Gasdruck der Eduktgasquelle erfasst, wobei die Steuervorrichtung bei einem durch den Drucksensor erfassten, einen vorgegebenen Druckschwellenwert überschreitenden Druck mindestens eine der Wasserstoffzufuhr, der Kohlenstoffdioxidzufuhr und der Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle so weit reduzieren kann, bis der durch den Drucksensor erfasste Druck gleich oder kleiner als der Druckschwellenwert ist.
Dadurch kann eine Überlastung des Verdichters vermieden werden.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung ermöglicht es, bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Methan aus einem wasserstoff- und kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas, durch Beimischen von Methan in das Eduktgas den Temperaturanstieg in dem Reaktor zu begrenzen und dabei eine Vergrößerung des Verdichters zu vermeiden.
Figurenliste

[1] 1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Vorrichtung zur Herstellung von Methan gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
[2] 2 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur des Steuerungssystems der Vorrichtung zur Herstellung von Methan darstellt.
[3] 3 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor darstellt.
[4] 4 ist ein Flussdiagramm, das den Fluss der Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor darstellt.

Ausführungsform der Erfindung
Nun wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. 1 zeigt den allgemeinen Aufbau der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die in 1 dargestellte Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 umfasst einen Reaktor R, in dem ein Katalysator untergebracht ist, eine Eduktgaszufuhrleitung 2, die dem Reaktor R ein Eduktgas zuführt, einen Endproduktgastank 7, eine Produktgasleitung 3, die ein aus dem Reaktor R austretendes Produktgas zu dem Endproduktgastank 7 fördert, eine Methanzufuhrleitung 5, die das Produktgas zu der Eduktgaszufuhrleitung 2 fördert, und eine Steuervorrichtung 6, die die Steuerung der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 ausübt. In dem Produktgas ist viel Methan enthalten.
[Eduktgaszufuhrleitung 2]
Die Eduktgaszufuhrleitung 2 wird u. a. aus einer Leitung gebildet, welche eine Eduktgasquelle 21 an den Einlass des 1. Reaktors R1 anschließt. Die Eduktgaszufuhrleitung 2 ist mit einem Verdichter 22 und einem Wärmetauscher 23 versehen. An der Eduktgaszufuhrleitung 2 ist stromabwärts von dem Verdichter 22 und stromaufwärts von dem Wärmetauscher 23 gemäß dem Strom des Eduktgases ein Durchflusssensor 88 vorgesehen. Außerdem ist die Eduktgaszufuhrleitung 2 mit einem Drucksensor 89 versehen, der den Gasdruck der Eduktgasquelle 21 erfasst.
An der Eduktgasquelle 21 ist eine mit einer Kohlenstoffdioxidzufuhrquelle (nicht dargestellt) verbundene Kohlenstoffdioxidzufuhrleitung 25 angeschlossen, und über die Kohlenstoffdioxidzufuhrleitung 25 wird Kohlenstoffdioxid der Eduktgasquelle 21 zugeführt. Die Kohlenstoffdioxidzufuhrleitung 25 ist mit einer Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 versehen, die durch die Steuervorrichtung 6 gesteuert wird. Durch diese Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 wird der Durchfluss des der Eduktgasquelle 21 zugeführten Kohlenstoffdioxids geregelt.
Dabei ist an der Eduktgasquelle 21 eine mit einer Wasserstoffzufuhrquelle (nicht dargestellt) verbundene Wasserstoffzufuhrleitung 24 angeschlossen, und über die Wasserstoffzufuhrleitung 24 wird Wasserstoff der Eduktgasquelle 21 zugeführt. Die Wasserstoffzufuhrleitung 24 ist mit einer Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 versehen, die durch die Steuervorrichtung 6 gesteuert wird. Durch diese Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 wird der Durchfluss des der Eduktgasquelle 21 zugeführten Wasserstoffs geregelt.
In der Eduktgasquelle 21 mischen sich der Wasserstoff und das Kohlenstoffdioxid in einem vorgegebenen Verhältnis, womit das Eduktgas zubereitet wird. In dem Eduktgas kann wie unten ausgeführt u. a. auch Methan enthalten sein. Dabei werden der Wasserstoff und das Kohlenstoffdioxid im stationären Betrieb so zugeführt, dass der Wasserstoff und das Kohlenstoffdioxid ein Molverhältnis von 3,2 bis 4,0 (Wasserstoff/Kohlenstoffdioxid = 3,2 - 4,0) haben. Die Eduktgasquelle 21 ist vorzugsweise ein Tank, der ein Fassungsvermögen aufweist, das dafür ausreicht, dass sich das zugeführte Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff gleichmäßig vermischen. Jedoch ist die Ausführung der Eduktgasquelle 21 nicht auf diesen beschränkt, wobei sie auch als ein Teil der Eduktgaszufuhrleitung 2 aus einer Leitung gebildet sein kann.
Der Verdichter 22 verdichtet das Eduktgas so, dass es einen vorgegebenen für die Methanisierungsreaktion geeigneten Druck aufweist. Der für die Methanisierungsreaktion geeignete Druck hängt von der Art des Methanisierungskatalysators und der Ausführung des Reaktors R ab. Die Druckvoraussetzung des in den 1. Reaktor R1 hineinströmenden Eduktgases beträgt beispielsweise 0 bis 3 MPa im Absolutdruck.
In dem Wärmetauscher 23 erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem Heißöl, das für die Kühlung des 1. Reaktors R1 genutzt wurde, und dem Eduktgas, womit das Eduktgas auf eine vorgegebene für die Methanisierungsreaktion geeignete Temperatur eingestellt wird. Die für die Methanisierungsreaktion geeignete Temperatur hängt von der Art des Methanisierungskatalysators und der Stufe des Reaktors R ab.
[Reaktor R]
Das Eduktgas wird in dem Verdichter 22 in seinem Druck eingestellt und in dem Wärmetauscher 23 in seiner Temperatur eingestellt, um anschließend in den 1. Reaktor R1 einzuströmen. Die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform weist 2 Reaktoren R, nämlich einen 1. Reaktor R1 und einen 2. Reaktor R2 auf, die in Reihe geschaltet sind. Die Reaktoren R1, R2, ..., haben im Wesentlichen denselben Aufbau. Die Anzahl des Reaktors R kann 1 oder eine Mehrzahl von 3 oder mehr sein. In dem Reaktor R ist ein Katalysator (Methanisierungskatalysator) untergebracht, der die Methanisierungsreaktion fördert, bei der Methan und Wasser aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid erzeugt werden. Der Katalysator, der keiner besonderen Beschränkung unterliegt, kann beispielsweise ein handelsüblicher Ni-Katalysator sein. Der Reaktor R1 bzw. R2 ist zur Erfassung der Temperatur im Inneren mit einem Temperatursensor 86 bzw. 87 versehen. Durch den Temperatursensor 86 bzw. 87 kann die Temperatur des Katalysators in dem Reaktor R erfasst werden.
In dem 1. Reaktor R1 erfolgt die Methanisierungsreaktion von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid in dem Eduktgas in Gegenwart des Katalysators, womit Methan und Wasser erzeugt werden. Das Produktgas, welches das in dem 1. Reaktor R1 erzeugte Methan und Wasser sowie den nicht umgesetzten Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid enthält, strömt in die Verbindungsleitung 1 aus.
Die Verbindungsleitung 1 wird u. a. aus einer Leitung gebildet, die den Auslass des 1. Reaktors R1 an den Einlass des 2. Reaktors R2 anschließt. Die Anzahl der Verbindungsleitung 1 beträgt in dieser Ausführungsform 1, da die Anzahl des Reaktors R 2 beträgt, wobei die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 die Verbindungsleitung 1 in einer Anzahl aufweist, die der Anzahl des Reaktors R entspricht.
Die Verbindungsleitung 1 ist mit einem 1. Wärmetauscher 11, einem Wasserabscheider 12 sowie einem 2. Wärmetauscher 13 versehen. In dem 1. Wärmetauscher 11 erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem Produktgas und Kühlwasser. In dem Wasserabscheider 12 wird das durch die Kühlung in dem 1. Wärmetauscher 11 kondensierte Wasser in dem Produktgas von dem Produktgas abgetrennt. In dem 2. Wärmetauscher 13 erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem Heißöl, das für die Kühlung des 2. Reaktors R2 genutzt wurde, und dem Produktgas.
Das aus dem 1. Reaktor R1 austretende Produktgas strömt über die Verbindungsleitung 1 in den 2. Reaktor R2. Die Temperatur des in den 2. Reaktor R2 hineinströmenden Produktgases wird durch den 1. Wärmetauscher 11 und den 2. Wärmetauscher 13 auf eine Temperatur gleich oder höher als die Temperatur, bei der die Methanisierungsreaktion beginnt, und unter der Temperatur, bei der die Methanisierungsreaktion aufhört, eingestellt. In dem 2. Reaktor R2 erfolgt ebenfalls die Methanisierungsreaktion von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid in dem Produktgas in Gegenwart des Katalysators, womit Methan und Wasser erzeugt werden. Das Produktgas, welches das in dem 2. Reaktor R2 erzeugte Methan und Wasser sowie den nicht umgesetzten Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid enthält, strömt in die Produktgasleitung 3 aus.
[Produktgasleitung 3]
Das aus dem Reaktor R2 austretende Produktgas wird über die Produktgasleitung 3 zu dem Endproduktgastank 7 gefördert. Die Produktgasleitung 3 wird u. a. aus einer Leitung gebildet, die den Auslass des in der letzten Stufe geschalteten Reaktors R2 an den Einlass des Endproduktgastanks 7 anschließt. Die Produktgasleitung 3 ist mit einem Wärmetauscher 31, einem Wasserabscheider 32, einer Trennvorrichtung 9 und einer Wasserstofftrennvorrichtung 42 versehen.
In dem Wärmetauscher 31 erfolgt der Wärmeaustausch zwischen dem aus dem in der letzten Stufe geschalteten Reaktor R2 austretenden Produktgas und Wasser. In dem Wasserabscheider 32 wird das durch die Kühlung in dem Wärmetauscher 31 kondensierte Wasser in dem Produktgas abgetrennt.
In der Trennvorrichtung 9 werden Komponenten außer Methan von dem Produktgas abgetrennt. Das Produktgas, dessen Methankonzentration sich beim Durchlaufen der Trennvorrichtung 9 erhöht hat, wird zu dem Endproduktgastank 7 gefördert. Das Abgas (die Komponenten außer Methan), das von dem Produktgas entfernt wurde, wird in die Atmosphäre entlassen oder der Eduktgasquelle 21 zugeführt und als Teil des Eduktgases wiederverwendet.
Die Trennvorrichtung 9 kann eine vorbekannte Gastrennvorrichtung mit Druckwechseladsorption sein, die das Prinzip der Druckwechseladsorption (Pressure Swing Adsorption) nutzt. In der Regel weist die Gastrennvorrichtung mit Druckwechseladsorption eine Mehrzahl von Adsorptionsbehältern, die mit Adsorbens gefüllt sind, und einen Verdichter auf, der das zu den Adsorptionsbehältern zu fördernde Ausgangsgas (Produktgas) unter Druck setzt (beides nicht dargestellt). Und ein Zyklus aus Druckausgleichs-, Adsorptions-, Regenerations- und Druckausgleichsschritt erfolgt zeitlich abwechselnd in den Adsorptionsbehältern. In dem Druckausgleichsschritt werden die Adsorptionsbehälter miteinander verbunden, um Druck aufzufangen, indem das Gas in den Behältern bewegt wird. In dem Adsorptionsschritt erfolgen die Zuführung des Ausgangsgases in den Adsorptionsbehälter und damit die Erhöhung des inneren Drucks sowie die Entnahme des Endproduktgases unter Zuführung des Ausgangsgases. In dem Regenerationsschritt erfolgt die Regeneration des Adsorbens, indem durch die Absenkung des Drucks in dem Adsorptionsbehälter leichter adsobierte Komponenten von dem Adsorbens desorbiert werden.
Das aus der Trennvorrichtung 9 austretende Produktgas, dessen Hauptkomponente Methan ist, ist mit einer geringen Menge von Wasserstoff verunreinigt. Daher ist die Produktgasleitung 3 stromabwärts von der Trennvorrichtung 9 gemäß dem Strom des Produktgases mit einer Wasserstofftrennvorrichtung 42 versehen, die Wasserstoff von dem Produktgas abtrennt. Durch die Abtrennung von Wasserstoff in der Wasserstofftrennvorrichtung 42 wird die Reinheit an Methan in dem Produktgas weiter erhöht, das in dem Endproduktgastank 7 gesammelt wird.
[Methanzufuhrleitung 5]
Die Methanzufuhrleitung 5 wird u. a. aus einer Leitung gebildet, die die Produktgasleitung 3 oder den Endproduktgastank 7 an die Eduktgasquelle 21 anschließt. Über die Methanzufuhrleitung 5 wird das methanhaltige Produktgas zu der Eduktgaszufuhrleitung 2 gefördert. Die Methanzufuhrleitung 5 ist mit einer Methandurchflusssteuervorrichtung 81 versehen, die gesteuert durch die Steuervorrichtung 6 arbeitet. Durch diese Methandurchflusssteuervorrichtung 81 wird der Durchfluss des aus dem Endproduktgastank 7 der Eduktgaszufuhrleitung 2 zugeführten Methans geregelt. Dabei ist bei der in 1 dargestellten Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 das stromaufwärtige Ende der Methanzufuhrleitung 5 an dem Endproduktgastank 7 angeschlossen, aber das stromaufwärtige Ende der Methanzufuhrleitung 5 kann auch an der Produktgasleitung 3 (vorzugsweise stromabwärts von der Trennvorrichtung 9 an der Produktgasleitung 3, damit Methan mit möglichst hoher Konzentration der Eduktgaszufuhrleitung 2 zugeführt wird) angeschlossen sein. Ferner ist bei der in 1 dargestellten Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 das stromabwärtige Ende der Methanzufuhrleitung 5 an der Eduktgasquelle 21 angeschlossen, aber es reicht aus, wenn das stromabwärtige Ende der Methanzufuhrleitung 5 an der Eduktgaszufuhrleitung 2 stromaufwärts von dem Verdichter 22 gemäß dem Strom des Eduktgases angeschlossen ist.
[Steuervorrichtung 6]
2 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur des Steuerungssystems der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 darstellt. In diesem Bild sind die Elemente dargestellt, die die Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor R betreffen, und die sonstigen Elemente sind ausgelassen. Die in 2 dargestellte Steuervorrichtung 6 ist ein so genannter Computer und weist eine arithmetisch-logische Einheit wie eine CPU und ein Speicherelement wie ROM, RAM o. Ä. auf (beides nicht dargestellt). In dem Speicherelement sind Programme, die die arithmetisch-logische Einheit ausführt, diverse fixierte Daten usw. gespeichert. Die arithmetisch-logische Einheit sendet und empfängt Daten an bzw. von externen Einrichtungen. Zudem empfängt die arithmetisch-logische Einheit von verschiedenen kommunikationsfähig angeschlossenen Messinstrumenten (darunter dem 1. Temperatursensor 86, dem 2. Temperatursensor 87, dem Durchflusssensor 88, dem Drucksensor 89, einem Drucksensor 91 und einem Temperatursensor 92) Nachweissignale. Die arithmetisch-logische Einheit gibt Steuersignale an verschiedene kommunikationsfähig angeschlossene Geräte (darunter die Methandurchflusssteuervorrichtung 81, die Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82, die Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 und den Verdichter 22) aus. Bei der Steuervorrichtung 6 erfolgen die Prozesse zur Steuerung des Betriebs der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100, indem die arithmetisch-logische Einheit Software wie die in dem Speicherelement gespeicherten Programme ausliest und -führt. Dabei kann die Steuervorrichtung 6 in Form einer zentralen Steuerung durch einen einzelnen Computer oder aber in Form einer dezentralen Steuerung durch die Zusammenarbeit einer Mehrzahl von Computern die Prozesse ausführen. Schließlich kann die Steuervorrichtung 6 auch aus einem Mikrocontroller, einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) oder drgl. gebildet sein.
[Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor R]
An dieser Stelle wird die Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs bei der wie oben beschrieben gestalteten Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 beschrieben. 3 und 4 sind Flussdiagramme, die den Fluss der Steuerung zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor darstellen.
Wie in 3 dargestellt erhält die Steuervorrichtung 6 die Temperatur T1 in dem 1. Reaktor R1 von dem 1. Temperatursensor 86 und die Temperatur T2 in dem 2. Reaktor R2 von dem 2. Temperatursensor 87 (Schritt S1). Und die Steuervorrichtung 6 gleicht die erhaltene Temperatur T1 bzw. T2 mit einem vorgegebenen Temperaturschwellenwert Tα ab (Schritt S2). Der Temperaturschwellenwert Tα ist eine Temperatur unter der Temperatur, bei der die Methanisierungsreaktion aufhört, und kann beispielsweise die Obergrenze eines Temperaturbereichs sein, in dem die Methanisierungsreaktion mit einer geeigneten Geschwindigkeit fortschreitet. Der Temperaturschwellenwert Tα wird in Abhängigkeit von der Art des Katalysators festgelegt.
Die Steuervorrichtung 6 kehrt zu dem Schritt S1 zurück und setzt den Prozess fort, wenn keine der erhaltenen Temperaturen T1, T2 den Temperaturschwellenwert Tα überschreitet (NO im Schritt S2). Das heißt, wenn die Temperaturen T1, T2 gleich oder kleiner als der Temperaturschwellenwert Tα sind, werden die Prozesse zur Einschränkung des Temperaturanstiegs in dem Reaktor R nicht ausgeführt. Dabei ist die Anzahl der Temperatur, die mit dem Temperaturschwellenwert Tα abgeglichen wird, in Einzahl, wenn der Reaktor R in Einzahl ist.
Wenn hingegen mindestens eine der erhaltenen Temperaturen T1, T2 den Temperaturschwellenwert Tα überschreitet (YES im Schritt S2), betätigt die Steuervorrichtung 6 die Methandurchflusssteuervorrichtung 81 derart, dass unter unveränderter Aufrechterhaltung der Kohlenstoffdioxidzufuhr und der Wasserstoffzufuhr die Methanzufuhr um eine vorgegebene Methanerhöhung erhöht wird (Schritt S3). Dabei kann die Methanzufuhr in der Anfangsphase (im stationären Betrieb) Null sein. Dadurch wird das Verhältnis von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff in dem Eduktgas in dem vorgegebenen Verhältnis gehalten, während der Durchfluss des Eduktgases um die Methanerhöhung zunimmt. Daher erhöht die Steuervorrichtung 6 die Leistung des Verdichters 22, damit der Ansaugstrom entsprechend der Methanerhöhung zunimmt.
Währenddessen überwacht die Steuervorrichtung 6 den bei dem Drucksensor 89 erfassten Wert. Und die Steuervorrichtung 6 betätigt bei einem durch den Drucksensor 89 erfassten, einen vorgegebenen Druckschwellenwert überschreitenden Wert die Methandurchflusssteuervorrichtung 81, die Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 und die Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 derart, dass die Gesamtgaszufuhr zu der Eduktgasquelle 21 so weit gedrosselt wird, bis der bei dem Drucksensor 89 erfasste Wert gleich oder kleiner als der Druckschwellenwert ist. Der Druckschwellenwert kann ein Druckwert sein, der der Obergrenze des Ansaugstroms des Verdichters 22 entspricht.
Außerdem erhält die Steuervorrichtung 6 jeweils den Durchfluss F des Eduktgases von dem Durchflusssensor 88, den Druck P des Eduktgases von dem Drucksensor 91 und die Temperatur T0 des Eduktgases von dem Temperatursensor 92 (Schritt S4).
Die Steuervorrichtung 6 gleicht den Durchfluss F mit einem vorgegebenen Durchflussschwellenwert Fa ab (Schritt S5). Der Durchflussschwellenwert Fa kann beispielsweise ein sich dadurch ergebender Wert sein, dass der 70 bis 90% der Nennleistung des in dem Verdichter 22 eingesetzten Elektromotors entsprechende Auslassstrom des Verdichters 22 gemäß dem Druck P, der Temperatur T0 und der gegebenen Feuchtigkeit zu einem Durchfluss auf der Auslassseite des Verdichters 22 korrigiert wird. Der Temperaturschwellenwert Tα wird in Abhängigkeit von dem Leistungsvermögen des Verdichters 22 festgelegt. Obwohl der Durchflussschwellenwert Fa hier als ein gemäß dem Druck P, der Temperatur T0 und der gegebenen Feuchtigkeit korrigierter Wert ermittelt wird, kann auch der Durchfluss F gemäß dem Druck P, der Temperatur T0 und der gegebenen Feuchtigkeit in einen Ansaugstrom umgerechnet werden. Dabei kann der Druck P bzw. die Temperatur T0 nicht nur ein erfasster Wert, sondern auch ein vorgegebener Schätzwert sein.
Die Steuervorrichtung 6 kehrt zu dem Schritt S1 zurück und setzt den Prozess fort, wenn der Durchfluss F gleich oder kleiner als der Durchflussschwellenwert Fa ist (NO im Schritt S5). Wenn der Durchfluss F den Durchflussschwellenwert Fa hingegen überschreitet (YES im Schritt S5), geht die Steuervorrichtung 6 in dem Prozess in die Durchflusshaltephase über.
Wie in 4 dargestellt beginnt die Steuervorrichtung 6 in der Durchflusshaltephase zuerst die Zeitmessung (Schritt S11). Und die Steuervorrichtung 6 betätigt die Methandurchflusssteuervorrichtung 81, die Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 und die Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 derart, dass die Kohlenstoffdioxidzufuhr um eine vorgegebene Kohlenstoffdioxidverminderung vermindert, die Wasserstoffzufuhr um eine vorgegebene Wasserstoffverminderung vermindert und die Methanzufuhr um eine vorgegebene Methanerhöhung erhöht wird (Schritt S12). Dadurch werden die Kohlenstoffdioxidverminderung, die Wasserstoffverminderung und die Methanerhöhung derart geregelt, dass sich der Durchfluss des durch die Eduktgaszufuhrleitung 2 strömenden Eduktgases (d. h. der Ansaugstrom des Verdichters 22) nicht verändert, während die Anteile an Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff in dem Eduktgas verringert und der Anteil an Methan erhöht wird.
Die Steuervorrichtung 6 erhält die Temperatur T1 in dem 1. Reaktor R1 von dem 1. Temperatursensor 86 und die Temperatur T2 in dem 2. Reaktor R2 von dem 2. Temperatursensor 87 (Schritt S13). Und die Steuervorrichtung 6 gleicht die erhaltene Temperatur T1 bzw. T2 mit dem vorgegebenen Temperaturschwellenwert Tα ab (Schritt S14).
Wenn keine der erhaltenen Temperaturen T1, T2 den Temperaturschwellenwert Tα überschreitet (NO im Schritt14), betätigt die Steuervorrichtung 6 die Methandurchflusssteuervorrichtung 81, die Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 und die Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 derart, dass die Kohlenstoffdioxidzufuhr und die Wasserstoffzufuhr erhöht und somit in den Ausgangszustand (bzw. in einen vorgegebenen Normalzustand) versetzt werden sowie die Methanzufuhr verringert und somit in den Ausgangszustand versetzt wird (Schritt S17). Außerdem senkt die Steuervorrichtung 6 entsprechend dem Rückgang des Durchflusses des durch die Eduktgaszufuhrleitung 2 strömenden Eduktgases die Leistung des Verdichters 22 und kehrt in den Schritt S1 zurück, um den Prozess zu wiederholen.
Wenn hingegen mindestens eine der erhaltenen Temperaturen T1, T2 den Temperaturschwellenwert Tα überschreitet (YES im Schritt S14), gleicht die Steuervorrichtung 6 die seit dem Beginn der Zeitmessung verstrichene Zeit k mit einem vorgegebenen Zeitschwellenwert ka ab (Schritt S15). Der Zeitschwellenwert ka ist die zulässige Zeitdauer der Durchflusshaltephase und kann ein beliebiger Wert sein.
Die Steuervorrichtung 6 kehrt zu dem Schritt S12 zurück und setzt den Prozess fort, wenn die verstrichene Zeit k gleich oder kleiner als der Zeitschwellenwert ka ist (NO im Schritt S15). Wenn die verstrichene Zeit k hingegen den Zeitschwellenwert ka überschreitet (YES im Schritt S15), erzwingt die Steuervorrichtung 6 die Abschaltung des Betriebs der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 (Schritt S16) und beendet den Prozess. Dabei bedeutet die erzwungene Abschaltung des Betriebs der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 die Abschaltung der Zufuhr von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff zu der Eduktgasquelle 21, wobei die Zufuhr von Methan so lange fortgesetzt wird, bis die Temperaturen T1, T2 gleich oder kleiner als der Temperaturschwellenwert Tα sind.
Wie vorstehend dargestellt umfasst die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform den Reaktor R, in dem der Katalysator zur Erzeugung von Methan aus dem wasserstoff- und kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas untergebracht ist, die Eduktgaszufuhrleitung 2, die mit dem Einlass des Reaktors R verbunden ist und dem Reaktor R das Eduktgas aus der Eduktgasquelle 21 zuführt, den an der Eduktgaszufuhrleitung 2 vorgesehenen Verdichter 22, den Endproduktgastank 7, die Produktgasleitung 3, die mit dem Auslass des Reaktors R verbunden ist und das aus dem Reaktor R austretende methanhaltige Produktgas zu dem Endproduktgastank 7 fördert, und die Methanzufuhrleitung 5, die der Eduktgasquelle 21 das Produktgas zuführt. In dem Produktgas ist viel Methan enthalten.
Und die oben beschriebene Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 umfasst die an der Methanzufuhrleitung 5 vorgesehene Methandurchflusssteuervorrichtung 81, welche die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 regelt, den Temperatursensor 86, 87, der die Temperatur in dem Reaktor R erfasst, und die Steuervorrichtung 6, die in Abhängigkeit von dem durch den Temperatursensor 86, 87 erfassten Wert den Steuervorgang der Methandurchflusssteuervorrichtung 81 derart steuert, dass die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 erhöht wird, wenn die durch den Temperatursensor 86, 87 erfasste Temperatur den vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet.
Mit der oben beschriebenen Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 erhöht sich durch das Beimischen des Methans in das Eduktgas der Anteil an Methan in dem Eduktgas und verschiebt sich die Methanisierungsreaktion in dem Reaktor R auf die Eduktseite, womit der Temperaturanstieg in dem Reaktor R begrenzt werden kann. Dabei erfolgt das Beimischen des Methans in das Eduktgas nicht ständig, sondern nur dann, wenn die Temperatur in dem Reaktor R den Temperaturschwellenwert überschreitet, so dass die Notwendigkeit des Einsatzes eines Verdichters 22 mit einem bemessen nach der Zufuhr von Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff im stationären Betrieb übergroßen Ansaugstrom sinkt. Daher ist es möglich, durch Beimischen von Methan in das Eduktgas den Temperaturanstieg in dem Reaktor R zu begrenzen und dabei eine Vergrößerung des Verdichters 22 zu vermeiden.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform umfasst zusätzlich den Durchflusssensor 88, der den Durchfluss des in den Reaktor R einströmenden Eduktgases erfasst, die Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82, die die Wasserstoffzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 regelt, und die Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83, die die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 regelt. Und die Steuervorrichtung 6 steuert die Arbeitsvorgänge der Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82, der Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83, der Methandurchflusssteuervorrichtung 81 und des Verdichters 22 derart, dass bei einer durch den Temperatursensor 86, 87 erfassten, den Temperaturschwellenwert Tα überschreitenden Temperatur T1, T2 die Methanzufuhr unter unveränderter Aufrechterhaltung der Wasserstoffzufuhr und der Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 erhöht wird und der Ansaugstrom des Verdichters 22 entsprechend der mit der Erhöhung der Methanzufuhr einhergehenden Zunahme des Durchflusses des Eduktgases erhöht wird, solange der durch den Durchflusssensor 88 erfasste Durchfluss F gleich oder kleiner als der vorgegebene Durchflussschwellenwert Fa bleibt.
Dadurch erfolgt die Erhöhung des Durchflusses des Eduktgases infolge des beigemischten Methans innerhalb des Leistungsvermögens des Verdichters 22, so dass eine Überlastung des Verdichters 22 vermieden werden kann.
Zudem nimmt die Steuervorrichtung 6 bei der Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform die Steuerung derart vor, dass bei einem durch den Durchflusssensor 88 erfassten, den Durchflussschwellenwert Fa überschreitenden Durchfluss F die Wasserstoffzufuhr sowie die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 verringert und die Methanzufuhr erhöht wird, ohne dass der Durchfluss des Eduktgases erhöht wird.
Dadurch kann der Anteil an Methan in dem Eduktgas weiter erhöht und dabei der Durchfluss des Eduktgases innerhalb des Leistungsvermögens des Verdichters 22 gehalten werden. Folglich kann dem Temperaturanstieg in dem Reaktor R noch effektiver entgegengewirkt werden.
Ferner umfasst die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich die an der Produktgasleitung 3 vorgesehene Trennvorrichtung 9 zur Trennung von Komponenten außer Methan von dem Produktgas, wobei das stromaufwärtige Ende der Methanzufuhrleitung 5 an dem Endproduktgastank 7 oder an der Produktgasleitung 3 stromabwärts von der Trennvorrichtung 9 angeschlossen ist.
Dadurch kann Gas mit einer höheren Methankonzentration über die Methanzufuhrleitung 5 zu der Eduktgasquelle 21 gefördert werden. Damit kann bei begrenztem Anstieg der Belastung des Verdichters 22 dem Temperaturanstieg in dem Reaktor R effektiv entgegengewirkt werden.
Des Weiteren umfasst die Vorrichtung zur Herstellung von Methan 100 gemäß dieser Ausführungsform zusätzlich den Drucksensor 89, der den Gasdruck der Eduktgasquelle 21 erfasst. Und die Steuervorrichtung 6 steuert bei einem durch den Drucksensor 89 erfassten, den vorgegebenen Druckschwellenwert überschreitenden Druck die Arbeitsvorgänge der Methandurchflusssteuervorrichtung 81, der Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung 82 und der Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung 83 derart, dass mindestens eine der Wasserstoffzufuhr, der Kohlenstoffdioxidzufuhr und der Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle 21 so weit reduziert wird, bis der bei dem Drucksensor 89 erfasste Wert gleich oder kleiner als der Druckschwellenwert ist.
Dadurch kann eine Überlastung des Verdichters 22 vermieden werden.
Im Vorstehenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, wobei Abwandlungen der konkreten Struktur und/oder Funktion der oben beschriebenen Ausführungsform in einem von der Lehre der Erfindung nicht abweichenden Umfang auch von der Erfindung umfasst sein können.
Bezugszeichenliste

1:: Verbindungsleitung
2:: Eduktgaszufuhrleitung
3:: Produktgasleitung
5:: Methanzufuhrleitung
6:: Steuervorrichtung
7:: Endproduktgastank
9:: Trennvorrichtung
21:: Eduktgasquelle
22:: Verdichter
23:: Wärmetauscher
24:: Wasserstoffzufuhrleitung
25:: Kohlenstoffdioxidzufuhrleitung
81:: Methandurchflusssteuervorrichtung
82:: Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung
83:: Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung
86, 87:: Temperatursensor
88:: Durchflusssensor
89, 91:: Drucksensor
92:: Temperatursensor
100:: Vorrichtung zur Herstellung von Methan
R, R1, R2:: Reaktor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2012 PCT [0005]
JP 514039 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Methan umfassend einen Reaktor, in dem ein Katalysator zur Erzeugung von Methan aus einem wasserstoff- und kohlenstoffdioxidhaltigen Eduktgas untergebracht ist, eine Eduktgaszufuhrleitung, die mit dem Einlass des Reaktors verbunden ist und dem Reaktor das Eduktgas aus einer Eduktgasquelle zuführt, einen an der Eduktgaszufuhrleitung vorgesehenen Verdichter, einen Endproduktgastank, eine Produktgasleitung, die mit dem Auslass des Reaktors verbunden ist und ein aus dem Reaktor austretendes methanhaltiges Produktgas zu dem Endproduktgastank fördert, eine Methanzufuhrleitung, die der Eduktgasquelle das Produktgas zuführt, eine an der Methanzufuhrleitung vorgesehene Methandurchflusssteuervorrichtung, welche die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt, einen Temperatursensor, der die Temperatur in dem Reaktor erfasst, und eine Steuervorrichtung, die den Steuervorgang der Methandurchflusssteuervorrichtung derart steuert, dass die Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle erhöht wird, wenn die durch den Temperatursensor erfasste Temperatur einen vorgegebenen Temperaturschwellenwert überschreitet.
Vorrichtung zur Herstellung von Methan nach Anspruch 1, zusätzlich umfassend einen Durchflusssensor, der den Durchfluss des in den Reaktor einströmenden Eduktgases erfasst, eine Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung, die die Wasserstoffzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt, und eine Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung, die die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle regelt, wobei die Steuervorrichtung die Arbeitsvorgänge der Wasserstoffdurchflusssteuervorrichtung, der Kohlenstoffdioxiddurchflusssteuervorrichtung, der Methandurchflusssteuervorrichtung und des Verdichters derart steuert, dass bei einer durch den Temperatursensor erfassten, den Temperaturschwellenwert überschreitenden Temperatur die Methanzufuhr unter unveränderter Aufrechterhaltung der Wasserstoffzufuhr und der Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle erhöht wird und der Ansaugstrom des Verdichters entsprechend der mit der Erhöhung der Methanzufuhr einhergehenden Zunahme des Durchflusses des Eduktgases erhöht wird, solange der durch den Durchflusssensor erfasste Durchfluss gleich oder kleiner als ein vorgegebener Durchflussschwellenwert bleibt.
Vorrichtung zur Herstellung von Methan nach Anspruch 2, bei welcher die Steuervorrichtung bei einem durch den Durchflusssensor erfassten, den Durchflussschwellenwert überschreitenden Durchfluss die Wasserstoffzufuhr sowie die Kohlenstoffdioxidzufuhr zu der Eduktgasquelle verringert und die Methanzufuhr erhöht, ohne den Durchfluss des Eduktgases zu erhöhen.
Vorrichtung zur Herstellung von Methan nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zusätzlich umfassend eine an der Produktgasleitung vorgesehene Trennvorrichtung zur Trennung von Komponenten außer Methan von dem Produktgas, wobei das stromaufwärtige Ende der Methanzufuhrleitung an dem Endproduktgastank oder an der Produktgasleitung stromabwärts von der Trennvorrichtung angeschlossen ist.
Vorrichtung zur Herstellung von Methan nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zusätzlich umfassend einen Drucksensor, der den Gasdruck der Eduktgasquelle erfasst, wobei die Steuervorrichtung bei einem durch den Drucksensor erfassten, einen vorgegebenen Druckschwellenwert überschreitenden Druck mindestens eine der Wasserstoffzufuhr, der Kohlenstoffdioxidzufuhr und der Methanzufuhr zu der Eduktgasquelle so weit reduziert, bis der durch den Drucksensor erfasste Druck gleich oder kleiner als der Druckschwellenwert ist.