DE1494773A1 - Verfahren zur Herstellung einer festen Masse fuer Azetylengasspeicher - Google Patents

Description

Sveneka Aktiebolaget Gasacoumulator, Stockholm-Iddingö/Schweden

Verfahren zur Herstellung einer festen Masse für Asetylengasspeicher»

Azetrlengasspeicher werden auf Grund der dem Azetylen eigenen hohen Verpuffbarkeit und der Neigung zur Zersetzung aus Stahlbehältern gebildet, die mit einer porösen Masse gefüllt sind, deren kapillare Kanäle Azeton enthalten·

Es ist bekannt, dass Azeton sehr viel Azetylengas zu lösen vermag· Statt Azeton können auch andere Lösungsmittel benutzt werden. Alle derartigen Lösungsmittel sollen im folgenden mit der Bezeichnung "Azeton" ebenfalls erfasst werden· Die porösen Massen, die zu diesen Zweck benutzt wurden, sind entweder lose Massen, bei denen die verschiedenen Teilchen nicht zu einem festen Körper gebunden sind, oder feste Massen, bei denen die Teilchen zu einem fast steinharten, festen Körper gebunden sind·

für ein grosses Speioherungsvermögen von Asetylenga» ist es erforderlich, dass das Verhältnis zwischen azetonaufnehmenden Hohlräumen und den Teilchen der Masse mit Bezug auf das Volumen sehr gross ist· Je grosser der Anteil des Gesamtvolumens tiir die Auf Haha·

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τοπ Azeton ist, um so mehr Azetylen kann in eines Azetylengasspeioher von gegebenem Gewicht oder Volumen gespeichert werden* Es sind verschiedene Vorschläge sur Vergrößerung des Volumenverhältnisses gemacht worden·

Man ist jetzt der Aneicht, dass aus verschiedenen Gründen feste Massen den losen Massen vorzuziehen sind· Dtar vielleicht wichtigste Qrund wird darin gesehen, dass durch feste Massen ein wesentlich günstigeres Azetonverhältnis erhalten wird. Das Skelett der festen Massen wird aus einem Gitter aus Kalziumsilikat gebildet mit im " wesentlichen denselben chemischen Eigenschaften wie Beton, obwohl üblicherweise die Herstellung in anderer Welse erfolgt. Das hindert aber nicht, dass in sahireichen festen Massen Zesent als Bestandteil bei der Herstellung der Masse enthalten ist*

Um ein gutes Asetonverhältnis in einem Gasspeicher su erreichen, hat man schon vorgeschlagen, die in dem Gasspeicher vorhandene, steinartige. Masse aus einem wässrigen Gemisch, das aus Kalk besteht oder einen Überschuss an Kalk enthält, und einem Material, welches aus Kieselsäure besteht oder einen überschuss an Kieselsäure ent«* hält, herzustellen. Die Poroslät der aufgebauten festen Masse wurde durch einen wesentlichen überschuss an Wasser erreicht, das dann verdunstet wurde·

Asetylenspeicher dieser Art haben verschiedene Nachteile· In erster Linie sei erwähnt, dass die die Porosität des Gitters ausmachenden Kanäle, die bei der Verdunstung des Wasser« gebildet werden, ■um grossen Teil einen auaserordentlieh kleinen Querschnitt habem,

ein·* oder mehreren
der eher naoh/"Angström" mu bemessen ist als in Bruchteilen ein··

Millimeters.

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Trotz des hohen Porositätsgrades, welcher in dieser Weise zu erreichen ist, ist der Speicher nicht zur plötzlichen Entnahme grosser Mengen von Azetylen geeignet, denn der Gesamtwiderstand ist mit Bezug auf die Strömungsverhältnisse des Azetylens in diesen vielen kleinen Kanälen derart gross, dass eine Grenze für eine maximale Azetylengasentnahme pro Zeiteinheit gegeben ist, welche oft zu klein ist, um den Anforderungen zu genügen«

Um diese Nachteile zu vermeiden, sollte ausser der Porosität, die auf Grund des Wasserüberschusses erhalten wird, in der f Ilasse auch zusätzlich eine gegebene Menge von Poren mit wesentlich grösserer Grössenordnung vorhanden sein, vorzugsweise in einer Grössenordnung von etwa 1 mm Durchmesser oder weniger· Ein grösserer Durchmesser als 1 mm ist unerwünscht, da dann freies Azetylen in zu grosser Menge angehäuft werden könnte, was bei einer Zersetzung ein· Verpuffung zur Folge hätte.

Ein Gasspeicher, der in dieser Weise zwei verschiedene Systeme von Poren enthält, das eine mit wesentlich feinerer Kapillarität als das andere, ist etwa aus einem Hauptsystem zusammengesetzt, | das aus dem feinporigen System besteht und zusätzlich einem zweiten» grobporigen System. Bei sehr starken Entnahmen hat dann das grobporige System den grösseren Anteil des Azetylengases abzugeben, während bei danach folgender geringerer Azetylenentnahm· ein Ausgleich erfolgen kann, insbesonder· auch dann« wenn kein Azetylen entnommen wird· Der Ausgleich zwischen den beiden miteinander kommunizierenden Porensystemen erfolgt verhältnisraässlg schnell·

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Bin weiterer Nachteil bei Gasspeiehern mit eine» Forensystem aus nur feinporigen Kanälen ist in den Xitreissen ron Azeton bei stärkerer Entnahme τοη Azetylen su sehen· Diese Erscheinung wird dadurch erklärt« dass die Gasgeschwindigkeit in den feinen Kanälen derart gross wird« dass das Gas Mikrotröpfchen tob Aseton mit sich zieht« do dass ein Aerosol aus Azetylen und Aseton gebildet wird« Für die meiaten Brenner ist aber Azeton schädlich, und Insbesondere kann Russbildung in dem Brenner entstehen« welche die Arbeit sehr stört. Ausserdem bedeutet es einen wirtschaftlichen Verlust, da das Azeton nicht zu* Verbrauch bestimmt ist, sondern im Speicher verbleiben soll« um bei der nächsten Füllung mit Azetylen als Speichermittel su diememt?

Falls nunin einem Speicher ein grobporiges System zusammen mit einem feinporigen System rorgeeehen wird« verschwindet auch die leigung zur Azetonversprühung·

Ss wurde ausserdem gefunden« dass ein Speicher »mit einem grob· porigen und einem feinporigen System eine wesentlich grosser· mechanische Festigkeit der porösen Masse besitst·

Das feinporige System und das grobporige System müssen la sehr unterschiedlicher Welse hergestellt werden« damit elm klarer Unterschied zwischen diesen beiden Porensystemen »ustanUsirnsjst«

Das feinporige System wird In bekannter Welse dadurch gebildet« dass die den Gasspeicher bildende feste Masse elmea gressem Obersohuss an Wasser hat« welches später rerdunstet wird*

Das grobporige System« welches gemäss der Srfimdmmg smattmilsm Zu dem feinporigen System vorhanden sein soll« wird dadurch gebildet, dass man In die Ausgangsmasse für den festen lUssekerper

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sogenannte FlÜssigkeitsperlen einmengt, unter Flüesigkeitsperlen sind hier kleine_t perlenförmige Körper zu verstehen» welche eine äusserst dünne, für Flüssigkeit undurchlässige Schale haben, in der Flüssigkeit enthalten ist· Die Flüssigkeit kann vorzugsweise Wasser sein·

Da diese Flüssigkeitsperlen in ihrem Innern Flüssigkeit enthalten, welche nicht zusammendrückbar 1st, werden die Flüesigkeltsperlen bei der Herstellung des Gasspeichers nicht beschädigt, bis su den Augenblick, wenn eine Evakuierung, tot» zugeweise bei hoher Temperatur, stattfindet. Bann erfolgt eine Bildung von Gas alt überdruck. Da auseerhalb der Ferien Unterdruck vorhanden 1st, zerbricht die Schale, und die darin enthaltene Flüssigkeit kann in die Teile des !besenkörper· In dem Gasspeicher ausströmen, wo sie in gleicher Weise verdunstet wird wie das Wasser, das das felnproige System bildete.

Flüssigkeitsperlen werden vorzugsweise derart hergestellt, dass man in der den Kern der Perlen bildenden Flüssigkeit eis SaIs löst· Danach wird die Flüssigkeit zusa men mit dem darin gelösten SaIs in eine zweite Lösung gespritzt, die ein SaIs enthält, das bei einer Reaktion zwischen den beiden Lösungen ein unlöslich·· SaIs bildet· Dieses wird dann auf der Fläche de· FlUssigkeltstropfens ausgefällt und bildet eine feste Sehale um die Flüssigkeit.

Al· löslich·· SaIs hat sich Vatriumalginat al· besonder· geeignet erwiesen« £· wird dem Wasser in einer Menge von beisplele»

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weise 1/2 bis 2 - 3 % Zugesetzt· Diese Natriumalginatlösung wird dann in ein Gefälle gespritzt, welches eine Kalziumchloridlösung enthält· Vorzugsweise kann auch diese Flüssigkeit aus einer wässrigen Lösung ron 1/2 % bis 2 - 5 % Kalziumchlorid bestehen· Auf Grund der Reaktion zwischen Natriumalginat und Kalziumchlorid wird unlösliches Kalziumalglnat gebildet, da· den zurückgebliebenen Teil der Natriumalginatlöeung in einer Schale einschliesst· Durch Ionenaustausch enthält die Ursprung-P lieh vorhandene Kalziumchloridlösung einen bestimmten Anteil an natriumchlorid·

Die Düse, durch welche die Natriumalginatlösung in die Kalziumchloridlösung gespritzt wird, soll so ausgebildet sein, dass eine Feinverteilung erreicht wird· Durch Einstellung der DUse oder durch entsprechende Bemessung der Düsen können Flüssigkeit·- perlen angemessener Grossen erhalten werden, die Ferien etwa kon*anter Grosse entstehen lassen·

Solche Flüssigkeitaperlen werden in die nasse Grundmaaee ein- * gemischt, welche, wie oben auagefühlrt, kieselsäurehaltige· Material enthält, gegebenenfalls reine Kieselsäure, und auch ein kalkhaltiges Material, gegebenenfalls reinen Kalk oder ein Material, welches unter Reaktion einen Kalküberschuss abgibt, wie beispieleweise Zement· Während der Härtung der Mae·· bleiben die Flüeslgkeitsperlen unzerstört, da der aus β ere überdruck durch die Schal· aufgenommen wird· INI· Ib 4·γ Perle eingeschlossen· Flüssigkeit bildet einen ausreichenden Gegendruck. Während der ansohliesaendem Brakuierune, νοββυ sugswelee unter Erhitzung, erfolgt bei der In atm Ferl«m

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eingeschlossenen Flüssigkeit Dampfbildung« und durch den entstehenden Dampfdruck werden die Schalen aus Kalsiumalginat gesprengt» so dass die Alginatlösung in die feste Masse dringt unter Bildung τοη Hohlräumen» die das grobporige System bilden, wahrend das feinporige System durch die Verdunstung von Wasser gebildet wird·

Das Verhältnis !wischen dem Volumen de· grobporigen und des feinporigen Systems in einer Gasspeichermasse kann durch Wahl g des Wasserüberschusses bsw. durch Wahl der Menge der FItLesigkeiteperlen« die der Masse Tor Fertigstellen des Speicher· zugeführt wird» bestimmt werden· Versuche haben geseigt, da·· ein besondere gutes feimporige· System erhalten wird» wenn da· Rohgemlseh sur Herstellung der festen Masse aus 16 - 60 Teilen Kieselgur, gegebenenfalls mit einem geringen Zusats tob Kieselsäure anderer Herkunft, 16 - Jo Teilen Karbidkalk, gegebenenfalls mit einem geringen Zuaats von Kalk anderer Herkunft, und 9o - 48o Teilen Wasser besteht· Die angegeben·» Mengen sind Oewicht·teile. Dieser sur Bildung de· feinproigen " System· bestimmten Maese werden für einen Asetylengasbehälter mit 4© Idter Volumen 5 bis 6 Liter Flüesigkeltsperl«n sur Bildung de· grobporigen Systems hinsugesetst.

Kin Gasspeicher, welcher in der oben angegebenem Weis· hergestellt wir*, selgt auch bei sehr kräftigem plötilieher Asetylementnahme keinerlei Drosselwirkung mad keine Asetonversprummmg· Ks kommt· weiter festgestellt werden, dass die nach der Krflm» dung hergestellte Masse eine etwa 3o - 4o % grosser· Druckfestigkeit aufweist la Vergleich mit Massen ohne Zusats rom

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Claims (1)

- β - U9A773 Patentanspruch· ι

1. Verfahren sur Herstellung einer festen Masse für Asetylengaeapeioher, die in der Hauptsache ein Kalsiumsilikat enthält _φ dan aus einem wässrigen Gemisch einer Kasse aus Kalk oder «inen überschuss an Kalk enthaltendem Material und einem Material» da· aus Kieselsäure oder einen über-; •chu·· an Κ1·β·1·Κιιτ· enthaltendem Material aufgebaut ist, deren Porosität dvuroh «inen Überschuss an Wasser erhalten wirdt dadurch gekennselchnet, da·· dem Gemisch vor dem Steifwerden abgewogene Mengen ron Flüssigkeitsperlen sugesetkt werden₉ die ein von der rorhandenen Porosität abweichend·· susätslich·· PorositMteeyetem mit gröberen Poren bvw. Kan&len erseugen.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennselchnet, dass die sugesetsten Flüssigkeitsperlen aus in einer dünnen, unlöslichen Schal· eingeschlossene· Wasser order einer wässrigen Lösung eine· Salsa· bestehen·

3· Verfahren naeh Anspruch 1 und 2, dadurch gekennseichnet, das· die FlüseigKeitsperlen in einer Schale aus Kalsiumalglnat •ine wässrige Lösung von Hatriumalginat enthalten·

4· Masse nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennseichnet, dass das RohgomiBch but Herstellung der festen Hasse in des Aeetylengassr^ic^er 16 - 6o Teile Kieselgur, gegebenenfalls mit einen kleinen Zusatn τοη Kieselsäure anderer Herkunft, - 3o Teile KarbidXalk, gegebenenfalls mit einem kleinen Zu-•ats Ton Kalk anderer Herkunft, und 9o - 48o Teile Wasser enthält (Gewichtsteile), und dass für 4o Liter ι«te Masse (ein-

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ncfrliesslich der darin vorhandenen Poron) 5 "*- 6 Liter Flussie^keitsperlen zugesetzt sind·

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