DE2940755A1 - Verfahren zum entleeren von behaeltern - Google Patents
Verfahren zum entleeren von behaelternInfo
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Description
LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
(G ΙΟ)) G 79/80
Hm/fl
8.10.79
Verfahren zum Entleeren von Behältern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entleeren von Behältern, in denen Gas unter Druck in einem Lösungsmittel gelöst
gespeichert ist.
Es ist bekannt, Gas in Behältern in einem Lösungsmittel gelöst unter Druck zu speichern, diese zu transportieren und
das Gas am Verbrauchsort unter Entspannung und damit Entlösung zu entnehmen. Dabei können die Behälter mit Hilfe von
einem oder mehreren paralielgeschalteten Druckminderern so lange entleert werden, bis die aus den Flaschen freiwerdende
Gasmenge nicht mehr ausreicht, um einen Verbraucher zu versorgen. Außer der vom Behälterenddruck und der Temperatur
im Behälterinneren abhängigen Menge an Sättigungsgas kann bei den bekannten Verfahren eine weitere Menge Gas ungenutzt
in den Behältern verbleiben.
Beispielsweise kann der Gasinhalt von Azetylenflaschen nur dann volständig, d.h. bis auf die Sättigungsmenge genutzt werden,wem
die pro Zeiteinheit entnommene Gasmenge sehr niedrig gewählt wird und das Gas auf einen sehr niedrigen
Druck (Hinterdruck) entspannt wird. Sobald aber eine der
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genannten Bedingungen nicht erfüllt ist, die Flaschen also einer hohen oder unregelmäßigen Belastung ausgesetzt sind
oder mit einem hohen Hinterdruck gearbeitet wird, bleibt neben dem Sättigungsgas noch nutzbares Gas in den Flaschen
zurück. Ein Grund hierfür ist z.B., daß die bei der Entnahme aus den Flaschen benötigte Entlösungs-, Adsorptions- und/oder
Verdampfungswärme nicht ausreichend schnell in die Flaschen eingebracht werden kann.
Ein weiterer Grund für die unzureichende Entleerung von Behältern ist, daß der Druckverlust im Druckminderer bei sinkendem
Vordruck (Druck des Gases vor dem Druckminderer) extrem ansteigt, so daß eine sehr große Druckdifferenz zwischen
Vor- und Hinterdruck verbleibt. Bei vorgegebenem Hinterdruck bedeutet dies einen hohen Vordruck und somit einen hohen Behälterenddruck.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren
zu entwickeln, das eine weitgehende Entleerung von Behältern, in denen Gas unter Druck in einem Lösungsmittel gelöst gespeichert
ist, ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß unterhalb
eines Behälterdrucks, bei dem das Gas den Behältern nicht mehr in der erforderlichen Menge und/oder mit dem erforderlichen
Druck entnommen werden kann, Gas aus weiteren Behältern entnommen, entspannt und dem entspannten Gas aus
den teilweise entleerten Behältern in einer den Fehlbetrag ausgleichenden Menge zugemischt wird.
Bei diesem Verfahren wird ein Behälter (oder auch mehrere, an eine gemeinsame Entnahmeleitung angeschlossene Behälter)
zunächst weitgehend entleert. Unterhalb des oben beschriebenen Behälterdrucks war bisher ein Auswechseln der Behälter
gegen gefüllte Behälter erforderlich. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann auch das Gas, das unterhalb des besagten
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Behälterdruckes aus den weitgehend entleerten Behältern austreten kann, das zur vollständigen Deckung des Bedarfes aber
nicht ausreicht, genutzt werden. Dazu sind weitere, mit dem gleichen Gas gefüllte Behälter notwendig, aus denen Gas entnommen,
in einem Druckminderer entspannt und dem Verbraucher zugeleitet wird. Das aus dem weitgehend entleerten Behälter
austretende, entspannte Gas wird mit den aus den gefüllten Behältern austretenden Gas erst zusammengeführt, nachdem dieses
auf Hinterdruck entspannt worden ist. Die Menge des den gefüllten Behältern entnommenen und dem Gas des weitgehend
entleerten Behälters zuzumischenden Gases deckt hierbei genau den Fehlbetrag, der dem weitgehend entleerten Behälter
nicht mehr entnommen werden kann.
Mit dieser Verfahrensweise ist es möglich, Behälter nahezu vollständig bis auf das in Abhängigkeit der Temperatur zurückbleibende
Sättigungsgas zu entleeren. Tn dem Behälter verbleibt ein Restdruck, der nur geringfügig höher ist als
der eingestellte Druck des zum Verbraucher führenden Leitungsnetzes. Mit Vorteil kann der Verbraucher den Behälterinhalt
besser nutzen. Er verfügt somit über eine größere Gasreserve, wobei zusätzlich Transportkosten eingespart werden können.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
wird der Fehlbetrag automatisch ermittelt. Für den Verbraucher ist daher eine überwachung der Entleerungsphase, in
der Gas sowohl aus dem gefüllten Behälter als auch aus den weitgehend entleerten Behältern entnommen wird, nicht erforderlich.
Wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Gas unter automatisch
geregelten Bedingungen von Vor- auf Hinterdruck entspannt, so wird der Hinterdruck fortlaufend erfaßt und durch Vergleich
dieses Wertes mit einem vorgegebenen Sollwert im
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Sinne einer Angleichung an den Sollwert beeinflußt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird bei einer derartigen Regelung der Druck des entspannten Gases aus den teilweise entleerten Behältern nach
einem ersten Sollwert und der Druck des entspannten Gases aus den weiteren Behältern nach einem zweiten Sollwert geregelt,
wobei der erste Sollwert einem höheren Druckniveau entspricht als der zweite Sollwert.
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In dieser Verfahrensvariante wird automatisch dem weitgehend entleerten Behälter vorrangig Gas entnommen. So lange diesem
Behälter Gas in einer Menge entnommen werden kann, die ausreicht, einen dem ersten Sollwert entsprechenden Hinterdruck
aufrecht zu erhalten, wird den vollen Behältern kein Gas entnommen. Sobald der Hinterdruck, d.h. der Druck, mit dem
das Gas in das Leitungsnetz des Verbrauchers eingespeist wird, unter den dem ersten Sollwert entsprechenden Druck sinkt,
ist der Druckminderer, in dem das Gas des teilweise entleerten Behälters entspannt wird, ständig voll geöffnet. Sinkt
der Hinterdruck weiter und unterschreitet das dem zweiten Sollwert entsprechende Druckniveau, so wird den weiteren Behältern
Gas entnommen, entspannt und dem Gas aus dem teilweise entleerten Behälter in einer Menge zugemischt, die ausreicht,
einen dem Druckniveau des zweiten Sollwerts entsprechenden Hinterdruck aufrecht zu erhalten. Der gesamte
Bedarf wird gedeckt aus der Summe der Teilströme, wobei der Strom aus dem weitgehend entleerten Behälter langsam gegen
Null geht und der Strom aus den gefüllten Behältern dei Gesamtbetrag
aufbringen muß. Der verbleibende Restdruck des Gases im Behälter nach der nahezu vollständigen Entnahme
kann hierbei kleiner sein als das dem ersten Sollwert entsprechende Druckniveau.
Bei der Einstellung der beiden Sollwerte ist es von Bedeutung,
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den Abstand der jeweiligen Druckniveaus so zu wählen, daß nicht nur die statischen Drucke, sondern auch die bei der
Entnahme sich einstellenden dynamischen Drucke der beiden Gasströme stets voneinander verschieden sind. Auf diese
Weise wird eine gegenseitige Beeinflussung der als Regelorgane dienenden Druckminderer vermieden.
In einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
geeigneten Vorrichtung sind Behälter an einer Entnahmelei. tung angeschlossen, in der eine Absperrarmatur und ein auto
matischer Druckregler angeordnet sind, wobei weitere Behälter an eine weitere Entnahmeleitung mit einer Absperrarmatur
und einem automatischen Druckregler angeschlossen sind, die in die erste Entnahmeleitung mündet.
Hierbei ist ?s jedoch erforderlich, nach der Entleerung eines Behälters die Einstellung der Sollwerte zu ändern.
Daher ist in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in jeder der beiden
Entnahmeleitungen zwischen der Absperrarmatur und dem Druckregler ein Hahn angeordnet, wobei Jeweils zwischen
der Absperrarmatur und dem Hahn eine Verbindungsleitung mit je einem weiteren Hahn abzweigt und in Strömungsrichtung
der Gase vor den Druckreglern in die jeweils andere Entnahmeleitung
mündet.
Diese Vorrichtung ermöglicht eine stetige Gasentnahme, wobei die einmal eingestellten Sollwerte nicht geändert werden
müssen, da das Gas aus den teilweise entleerten Behaltern durch geeignete Schaltung der Hähne über eine der
beiden Verbindungsleitungen stets in die Entnahmeleitung eingespeist werden kann, in der der Druck des entspannten
Gases nach dem ersten Sollwert geregelt wird.
Ist ein Behälter nahezu vollständig entleert, so wird die
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zugehörige Entnahmeleitung abgesperrt und gefüllte Behälter
angeschlossen. Um ein sicheres und einfaches Umschalten aller Hähne zu bewirken sind vorteilhafterweise alle Hähne mit
einer Umschaltvorrichtung verbunden. Tn einer anderen zweckmäßigen
Ausgestaltung wird die Umschaltvorrichtung von einem pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Stellantrieb
geschaltet. Der Stellantrieb kann hierbei mittels Druckluft in Abhängigkeit der Vordrucke in den Entnahmeleitungen
gesteuert werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens mündet die weitere Entnähmeleitung so über einen
Injektor in die Entnahmeleitung, daß der Gasstrom aus den gefüllten Behältern Gas aus den teilweise entleerten Behältern
ansaugt und sich anschließend mit diesem mischt. Auf diese Weise kann weiteres'Gas aus einem Behälter abgezogen und dieser
somit besser geleert werden.
Tm folgenden soll anhand schematischer Skizzen ein AusfUhrungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden:
Es zeigen:
Figur 1 ein Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Figur 2 eine automatisch geregelte Umschalteinrichtung
In Figur 1 sind zwei aus mehreren Flaschen 1, 7 bestehende Flaschenbatterien dargestellt. Im AusfUhrungsbeispiel soll
in den mit einer porösen Masse gefüllten Flaschen Azetylen unter einem Druck von ca. 18 bar gespeichert sein. Zunächst
sollen die Flaschen 1 entleert werden. Hierzu dient eine Entnahmeleitung 2, an die alle Flaschen 1 angeschlossen sind.
In der Entnahmeleitung sind in Strömungsrichtung des Azetylens der Reihe nach ein Manometer J5, eine Absperrarmätur k, ein
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Hahn 13, eine automatische Schnellschlußeinrichtung 5 sowie
ein automatisch geregelter Druckminderer 6 angeordnet. In der gleichen Reihenfolge sind in einer Entnahmeleitung 8,
an die alle Flaschen 7 angeschlossen sind, ein Manometer 9, eine Absperrarmatur 10, ein Hahn 16, eine Schnellschlußeinrichtung
11 sowie ein automatisch geregelter Druckminderer angeordnet. Zwischen der Absperrarmatur 4 und dem Hahn 13
zweigt von der Entnahmeleitung 2 eine Verbindungsleitung mit einem Hahn 14 ab und mUndet zwischen Hahn 16 und Schnell-Schlußeinrichtung
11 in die Entnahmeleitung 8. Symmetrisch dazu ist die Entnahmeleitung 8 über eine Verbindungsleitung
18 mit einem Hahn 15 mit der Entnahmeleitung 2 verbunden,
wobei die Verbindungsleitung 18 zwischen Hahn IJ und Schnellschlußeinrichtung
5 bzw. zwischen Hahn 16 und Absperrarmatür 10 in die jeweilige Entnahmeleitung mUndet. Bei Punkt
mUndet die Entnahmeleitung 8 in die Entnahmeleitung 2, so daß das Azetylen über eine Leitung mit einer Flammensperre
und eine weitere Absperrarmatur 22 dem Verbraucher zugeführt werden kann.
Sollen zunächst die gefüllten Flaschen 1 entleert werden, sind die Absperrarmatur 4 und die Hähne 14 und 15 geöffnet,
während die Absperrarmatur 10 und die Hähne IJ und 16 geschlossen
sind. Azetylen strömt über Entnahmeleitung 2, Verbindungsleitung 17 und den Druckregler 12 zum Verbraucher.
Aus den Flaschen 1 kann solange Azetylen entnommen werden, wie der Verbraucher mit einer ausreichenden Menge und mit
genügendem Druck versorgt werden kann. Sobald der Druck in der Entnahmeleitung 2 unter einen bestimmten Wert, z.B. 2
bis J bar fällt, bei dem Azetylen den Flaschen nicht mehr in der erforderlichen Menge und/oder mit dem erforderlichen
Druck entnommen werden kann, wird eine - in diesem Ausführungsbeispiel
manuelle- Umschaltvorrichtung 19 betätigt, die die Hähne IJ und 16 öffnet und die Hähne 14 und 15
schließt. Gleichzeitig wird auch die Absperrarmatur 10 ge-
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öffnet. Azetylen aus den Flaschen 1 strömt nun über die Entnahmeleitung
2 und den Hahn 13 durch den Druckregler 6. Zusätzlich
kann nun auch Azetylen aus den gefüllten Flaschen 7 über die Absperrarmatur 10, den Hahn 16 und durch den
Druckregler 12 zum Verbraucher strömen. Dazu muß aber der Druckregler 12 geöffnet sein. Der Druckregler, in dem Gas
vom hohen Flaschendruck (Vordruck) auf einen konstanten niedrigen Druck (Hinterdruck) entspannt wird, öffnet nur,
wenn der Hinterdruck unter einen bestimmten, am Druckregler einstellbaren Wert sinkt. Dieser Viert soll im Ausi'Uhrungsbeispiel
0,7 bar betragen. Der Druckregler 6 arbeitet analog, er öffnet Jedoch bei einem geringfügig höheren Druckniveau,
beispielsweise bei 0,8 bar.
Solange der in der Verbraucherleitung herrschende Druck einen höheren Wert als 0,7 bar hat, fließt Azetylen ausschließlich
über Druckregler 6 zum Verbraucher, da dieser Druckregler bereits öffnet, wenn der Hinterdruck unter 0,8
bar gesunken ist. Sinkt der Druck in der Verbraucherleitung jedoch unter 0,7 bar, so öffnet auch der Druckregler 12
und ergänzt den Fehlbetrag, der von den Flaschen 1 nicht mehr geliefert werden kann. Azetylen aus den Flaschen 1
fließt somit vorrangig zum Verbraucher. Sinkt der am Manometer -3 ablesbare Druck des den Flaschen 1 entnommenen Azetylens
unter einen bestimmten Wert, z.B. 0,9 bar, wird Hahn 4 geschlossen und die leeren Flaschen 1 gegen gefüllte
Flaschen ausgetauscht. In dieser Zeit erfolgt die Versorgung des Verbrauchers ausschließlich durch Azetylen aus
den Flaschen 7· Ist der Druck der Flaschen 7 auf einen Wert von ca. 2 bis 3 bar gesunken, werden die Hähne 13, 14,
15 und 16 erneut mit Hilfe der Umschaltvorrichtung umgeschaltet und die Absperrarmatur 4 geöffnet. Das bedeutet,
daß Azetylen aus den teilweise entleerten Flaschen 7 vorrangig über den Druckregler 6 zum Verbraucher fließt, während
die nunmehr gefüllten Flaschen 1 nur den Fehlbetrag
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über Verbindungsleitung 17 und Druckregler 12 ergänzen.
In Figur 2 ist eine pneumatisch betätigte Umschalteinrichtung dargestellt, in der ein Stellmotor 28 ein Zwei/Vierwegeventil
24 umschaltet, wenn der Druck der in der Entnahmeleitung für die weitgehend entleerten Flasche^ unter
einen bestimmten Druck, beispielsweise 2 bis 3 bar, abgefallen ist. über Leitungen 25 und 26 wird die Druckluft
auf eine der beiden Seiten eines Pneumatikzylinders 20
geleitet, Über den die Umschaltvorrichtung 19 betätigt wird.
Ist der Druck i~ der Entnahmeleitung für die weitgehend
entleerten Flaschen auf einen Wert gesunken, der einen Austausch dieser Flaschen gegen gefüllte Flaschen erfordert,
kann dieser Zustand über eine akustische oder optische Warnanlage Z7 angezeigt werden.
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Leerseite
Claims (8)
- PatentansprücheVerfahren zum Entleeren von Behältern, in denen Gas untergelöstDruck in einem Lösungsmittel gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb eines Behälterdrucks, bei dem das Gas den Behältern nicht mehr in der erforderlichen Menge und/oder mit dem erforderlichen Druck entnommen werden kann, Gas aus weiteren Behältern entnommen, entspannt und dem entspannten Gas aus den teilweise entleerten Behältern in einer den Fehlbetrag ausgleichenden Menge zugemischt wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlbetrag automatisch ermittelt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Gase unter automatischer Regelung entspannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des entspannten Gases aus den teilweise entleerten Behältern nach einem ersten Sollwert und der Druck des entspannten Gases aus den weiteren Behältern nach einem zweiten Sollwert geregelt wird, wobei der erste Sollwert einem höheren Druckniveau entspricht als der zweite Sollwert.Form. 57» 7.7$130017/0096
- 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis J>, wobei Behälter (1) an eine Entnahmeleitung (2) angeschlossen sind, in der eine Absperrarmatur (4) und ein automatischer Druckregler (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Behälter (7) an eine weitere Entnahmeleitung (8) mit einer Absperrarmatur (10) und einem automatischen Druckregler (12) angeschlossen sind, die in die erste Entnahmeleitung (2)mündet.
10 - 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder der beiden Entnahmeleitungen (2,8) zwischen der Absperrarmatur (4,10) und dem Druckregler (6,12) ein Hahn (13,16) angeordnet ist, und jeweils zwischen der Absperrarmatur (4,10) und dem Hahn (13,16) eine Verbindungsleitung (17,18) mit Je einem weiteren Hahn (14,15) abzweigt und in Strömungsrichtung der Gase vor den Druckreglern (6,12) in die Jeweils andere Entnahmeleitung (8,2) mündet.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß alle Hähne (I3-I6) mit einer Umschaltvorrichtung (19) verbunden sind.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltvorrichtung (19) mit einem pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitenden Stellantrieb (20) verbunden ist.
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Entnahmeleitung(8) über einen Injektor in die Entnahmeleitung (2) mündet.Form. 87» 7.7»130017/0096
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