DE938427C - Verfahren zur Verringerung der Gasverluste bei der Speicherung oder Verarbeitung von tiefsiedenden verfluessigten Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Verringerung der Gasverluste bei der Speicherung oder Verarbeitung von tiefsiedenden verflüssigten Gasen Bei der Speicherung oder Verarbeitung, d. h. also insbesondere bei der Lagerung, dem Transport sowie dem Verpumpen von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, wie beispielsweise flüssigem Sauerstoff, die, unter niedrigem Druck stehend, in großen isolierten, als Stand- oder Transporttanks ausgebildeten Vorratsbehältern aufbewahrt werden, treten bekanntlich infolge des hohen Dampfdruckes des Flüssiggases erhebliche Verdampfungsverluste auf. Trotz der guten Isolation der Behälter bildet sich nämlich .durch dien unvermeidlichen Wärmeeinbruch aus der zum Teil siedenden Flüssigkeit ständig neues Gas, das über ein einstellbares Drosselventil ins Freie abgelassen werden ruß. Die dadurch entstehenden Gasverluste können unter Umständen ein derartiges Ausmaß, annehmen, daß sie die Wirtschaftlichkeit im einzelnen Fall stark beeinflussen, wenn nicht gar in Frage stellen. In Erkenntnis dieser Mängel und Unzulänglichkeiten :der bekannten Methoden der Gasspeicherung und -verazb:eitung geht das erfindungsgemäße Verfahren, das sich die Aufgabe gestellt hat, die Gasverluste weitgehend zu verringern, von der überlegung aus, daß, meinem isolierten Behälter gespeichertes tiefsiedendes, verflüssigtes Gas im Ruhezustand Temperaturzonen in sich ausbildet, welche sich von der wärmsten Schicht oder Zone an der Behälterwandung bis zurr kältesten Zone im Flüssigkeitskern eirstrecken. Meist sind die wärmeren Zonen an der Behälterwandung- längst im Siedezustand, während die Schichten in Deiniger Entfernung von der Wandung noch relativ kalt sind, so daß die siedende Schicht eine Verdampfung unterhält, welche den Behälterdruck im Dampfraum rasch erhöht.
• Gemäß der Erfindung wird dementsprechend in der Weise vorgegangen, daß man die kälteren Flüssigkeitsschichten, welche gegenüber .dem auf der Oberfläche lastenden Druck und der dazu korrespondierenden Siedetemperatur noch ein weitgehendes Xondensationsvermögen aufweisen, heranzieht, um dem Dampfraum - zweckmäßig über ein kleines Gebläse - ,entnommenes Gas., das sich nur in deal warnen Schichten gebildet hat, nach vorheriger Verdichtung umeinen geringen Differ.enzdruck, der der statischen Flüssigkeitshöhe entspricht, durch Wiedereinleiter in die kalten Schichten zu verflüssigen.
• Die Einführung der verdichteten Gase in den Vorratsbehälter kann an beliebiger Stelle, sei es in unmittelbarer Nähe des Flüssigkeitsspiegels oder aber unten, erfolgen, rund nvar vorteilhaft über ein -Sieb oder einer Düse mit einer Mehrzahl von Austrittsöffnungen od. dgl., so daß@ das Gas fein verteilt .durch die Flüssigkeit nach oben perlt rund sich dabei abkühlt und kondensiert Zur Erreichung der angestrebtem Wirkurig wird die Flüssigkeit zweckmäßig unter deinem möglichst niedrigen Druck in den Vorratsbehälter :eingefüllt, so daß. sie sich höchstens bis zu der diesem Druck zugeordneten Siedetemperatur .erwärmen kann. Der Erwärmung wird also durch Einfüllen unter niedrigem Druckeine Grenze gesetzt. Sobald nach dem Einfüllen der Druck oberhalb des Flüssigkeits.-spiegels erhöht wird, verschiebt sich da-mdt auch die Siedetemperatur nach der wärmeren Seite. Das durch diese Maßnahmen :entstehende Temperaturgefälle ruß so groß sein., .daß es die erforderliche Kondensations- und Kompressionswärrme der zu verflüssigenden Abgase aufnehmen kann.
• Sollen beispielsweise die Abgase von flüssigem Sauerstoff wieder verflüssigt werden, so beeinflussen die kleine Wärmeleitfähigkeit der Flüssigkeit und die niedrige Verdampfungswärrne dieses Stoffes :das Verfafren in besonders günstigem Sinne. Die geringe Verdampifungswärme bei Sauerstoff gestattetes nämlich, in der Zeiteinheit bei gleichem Temperaturgefälle etwa idie zehnfache Dampfmenge zu kondensieren im Vergleich zu Wasserdampf.
• Die im Vorratsbehälter befindliche Flüssigkeit ist ,demnach nur als Wärmespeicher anzwsiehen und kann somit die infolge Abkühlung und Kondensation des Gases ;eingebrachte Wärme biss zur Erreichung der Siedetempieratur bzw. :des hohen Dampfdruckes aufn ihren. Das Verfalwen. ist daher um so . wirksamer, je kälter die Flüssigkeit ist, die sich zu Beginn des Verfahrens im Behälter befindet.
• Die Zeichnung veranschaulicht eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmte Anordnung in einer heispvelsweisen Ausführungsforrn 'in -schematischer Darstellung.
• Zur Speicherung von flüssigem Sauerstoff wird die Flüssigkeit mit möglichst tiefer Tempezatur unter einem Druck von etwa o, ¢ atü in den isolierten Vorratsbehälter i eingefüllt. Infolge der während des Füllvorganges unvermeidlichen starken Wärmeaufnahme steigt die Temperatur der Flüssigkeit auf die zu dem Druck von o, q. atü gehörende Siedetemperatur von -180,2°C. Vor dem Transport des Behälters wird das Abgasventil e geschlossen, so daß sich über dem Flüssigkeitsspiegel rasch ein Druck von einigen Atmosphären einstellt, der bei ruhender Flüssigkeit ständig ansteigt, und zwar über den der Flüssigkeitstemperatur zugeordneten Gleichgewichtsdruck hinaus. Am Manometer 3 kann der Behälterdruck abgelesen werden.
• Die jetzt noch entstehenden Abgasmengen werden rückverflüssigt, indem sie dem Dampfraum des Behälters i -entnommen und in die Flüssigkeit eingeleitet werden. Zu diesem Zweck wird das Abgas mittels ,des Gebläses q. über die Leitung 5 sowie einem Odem Gebläse vorgeschalteten Pufferbehälter 6 aus Odem Vorratsbehälter i abgesaugt. Das Gebläse ¢ verdichtet -diese Gase gleichzeitig auf einen Druck, der um einen geringeii Betrag höher ist als der Druck, welcher der statischen Höhe der Flüssigkeitssäule im Vorratsbehälter i entspricht, so daß. das über die Leitung 7 dem Behälter z zugeführte verdichtete Gas nur langsam durch die Flüssigkeit nach obren perlt und dabei kondensiert. Sobald dieser Druck, der durch das Manometer 8 angezeigt wird, herreicht ist, wird das Ventil 9 geöffnet, und das verdichtete Gas strömt nun zam Behälter i. An der Einmündungsstell:e der Leitung 7 ist ein Sieb i o inngebracht, mittels dessen erreicht wird, daß .das Gas gleichmäßig und fein verteilt in die Flüssigkeit eintritt, wodurch wiederum die Kondensationswirkung bei niedrigem Flüssigkeitsstand im Vorratsbehälter i erhöht wird.
• Für :den Fall, daß die Kompressions- und Kondensationswärme des Gases von der Flüssigkeit im Vorratsbehälter i nicht mehr aufgenommen werden kann, der Druck über dem Flüssigkeitsspiegel also das vorgesehene Maß. übersteigt, was am Manometer 3 erkennbar ist, ruß das Abgasventil 2 geöffnet werden.
• Das Verfahren nach der Erfindung läßt sich sinngemäß in der verschiedensten Weise verwirklichen, und die zu seiner Durchführung .dienende Vorrichtung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr kann die angestrebte Wirkung auch auf jede sonstige Art mit entsprechend geeigneten Maßnahmen bzw. den hierfür in Frage kommenden Anordnungen erreicht werden.. Auch kann selbstverständlich is.olches Gas, das nicht im Vorratsbehälter selbst entstanden ist, sondern bei der Verarbeitung von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, also etwa beim Verpumpen, Entspannen, Transport od. dgl., gebildet wurde, in gleich vorteilhafter Weise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, d. h. in den Vorratsbehälter geleitet und dort verflüssigt werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:. i. Verfahren zur Verringerung der Gasverluste bei der Speicherung oder Verarbeitung von tiefsiedenden verflüssigten Gasen, .dadurch gekennzeichnet, daß an irgendeiner Stelle des Vorratsbehälters gebildetes Abgas dem Dampftraum des Behälters entnommen und in die kältere Flüssigkeit des Behälters zur Kondensation eingeleitet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Dampfraum des Behälters entnommene Abgas verdichtet und alsdann dem Behälter wieder zugeführt wird.
3. 3. VeHahmen nach: Anspruch i und 2, dadurch gekenuzeichnnet, daß das Absaugen der Gasmenge aus dem Vorratsbehälter sowie das Verdichten und Zurückführen in den Behälter durch ein Gebläse erfolgt. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Gasmenge idem Vorratsbehälter in feinverteilter Form zugeführt würd. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 521 431; schweizerische Patentschrift Nr. 143 010; Hansen: »Der Thomson-Joule-Effekt« in »Po@rschungsarbeiten auf dem Gebiete des Ingenieurwesens«, Heft 27q., Tafel 5 und 6.