EP0017173A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Füllen einer Druckgasflasche mit einem Lösungsmittel für das zu speichernde Gas und deren Anwendung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Füllen einer Druckgasflasche mit einem Lösungsmittel für das zu speichernde Gas und deren Anwendung Download PDFInfo
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- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/02—Compositions containing acetylene
- C10L3/04—Absorbing compositions, e.g. solvents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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- F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
Definitions
- the invention relates to a method for filling a compressed gas bottle filled with a porous mass with solvent for the gas to be stored, the solvent being introduced under pressure into the bottle.
- a compressed gas bottle When a compressed gas bottle is emptied, for example an acetylene bottle filled with acetone as a solvent, an amount of vaporous solvent determined by the vapor pressure prevailing at the given temperature always escapes with the gas. If necessary, solvent can even leave the bottle in the form of drops. Therefore pressurized gas cylinders, which after one or more empties have a no longer tolerable solvent loss, have to be checked for solvent losses at certain intervals, ie the missing quantities have to be determined by weighing.
- the refilling, but also the first filling of pressurized gas bottles filled with porous masses with solvent is carried out according to known methods such that the solvent is pressurized into the bottle via a valve arranged in the head area of the pressurized gas bottle, which serves as a removal valve for the stored gas when consumed is introduced. Then the solvent is distributed in the pore volume of the porous mass. It was found that there is a risk, especially for bottles filled with solvent, that during the subsequent emptying of the bottles at very high gas removal rates, a considerable part of the solvent is discharged again in liquid form.
- the invention is therefore based on the object of developing a process for filling a filled with a porous mass of compressed gas cylinder with a solvent for the to be stored Ga s, under which a secure gas removal is ensured from this compressed gas cylinder.
- This object is achieved according to the invention in that the solvent is introduced into the gas bottle at a point different from the gas extraction point.
- the overload of solvent is shifted from the area of the gas sampling point to a different point and as far away as possible. Since the solvent is only slowly distributed over the entire porous mass of the bottle space, the tendency in the proposed method that liquid solvent is discharged at high removal rates is less than in conventional methods. The reason for this is that the free pore volume in the porous mass in the vicinity of the withdrawal point is always larger or, after a long time, is at most equal to the free pore volume in the vicinity of the point at which the liquid solvent has been introduced. A large, free flow cross-section is therefore always available at the extraction point for the stored gas, as a result of which a lower flow velocity is obtained with a specific gas quantity withdrawn per unit of time and thus there is a low pulse density of the gas flow.
- the solvent is introduced at the end of the gas bottle opposite the gas extraction point.
- a compressed gas bottle filled with a porous mass has a sampling point for compressed gas in its head region. At the end of the pressurized gas bottle opposite the tapping point, the foot area, a connection for filling solvent into the bottle opens.
- a channel extends axially from the connection point into the interior of the bottle.
- the channel is filled with a porous mass of high permeability to the solvent, so that the solvent can spread much faster in the channel than in the porous mass of the bottle space.
- the process according to the invention can be used with great advantage in compressed gas cylinders, e.g. Use acetylene cylinders which are filled with a monolithic mass and into which acetone or dimethylformamide is to be introduced. These porous, monolithic masses have a high flow resistance, which is why the distribution of solvents proceeds very slowly.
- valve 1 In the head region 2 of an acetylene bottle 3 there is a valve 1, which is used to remove acetylene.
- a valve 7 for the filling of solvent is arranged and secured with a cap.
- the interior of the bottle 3 is filled with a monolithic mass 4 except for a channel 6 which extends axially from the valve 7 serving to fill the solvent into the interior of the bottle.
- the cap For the first filling or for refilling solvent into a bottle 3 largely emptied of acetylene, the cap is unscrewed above the valve 7 and a solvent filling hose is connected.
- the missing amount of solvent determined by weighing is pressed into the bore 6, from which the solvent is distributed in the foot region 5 of the bottle.
- the valve 7 is then closed and the cap is screwed on.
- the solvent is initially mainly concentrated in the area adjacent to the channel 6 and slowly distributes itself in the direction of the head area 2 of the bottle.
- the bottle can, as usual, be filled individually or in bundles through the upper valve 1 with acetylene. When acetylene is subsequently removed via valve 1, practically no solvent in liquid form emerges from bottle 3.
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Abstract
Bei der Entleerung einer Druckgasflasche entweicht mit dem Gas stets auch Lösungsmittel. Zum Nachfüllen wird das Lösungsmittel über ein im Kopfbereich der Druckgasflasche angeordnetes Ventil, das beim Verbrauch als Entnahmeventil für das gespeicherte Gas dient, unter Druck in die Flasche eingebracht. Gerade bei frisch mit Lösungmittel gefüllten Flaschen kann während der nachfolgenden Entleerung ein erheblicher Teil des Lösungsmittels in flüssiger Form erneut ausgetragen werden. Um diese Gefahr zu vermeiden und eine sichere Gasentnahme zu gewährleisten wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Lösungsmittel an einer von der Gasentnahmestelle verschiedenen Stelle in die Gasflasche einzubringen.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen einer mit einer porösen Masse gefüllten Druckgasflasche mit Lösungsmittel für das zu speichernde Gas, wobei das Lösungsmittel unter Druck in die Flasche eingebracht wird.
- Bei einer Entleerung einer Druckgasflasche, beispielsweise einer mit Aceton als Lösungsmittel gefüllten Acetylenflasche, entweicht mitdem Gas stets eine durch den bei gegebener Temperatur herrschenden Dampfdruck bestimmte Menge an dampfförmigem Lösungsmittel. Gegebenenfalls kann Lösungsmittel sogar in Form von Tropfen die Flasche verlassen. Daher müssen-Druckgasflaschen, die nach_einer oder mehreren Entleerungen einen nicht mehr tolerierbaren Lösungsmittelverlust aufweisen, in bestimmten Zeitabständen auf Lösungsmittelverluste hin untersucht, d.h. die Fehlmengen durch Wägung ermittelt werden. Das Nachfüllen, aber auch das erstmalige Befüllen von mit porösen Massen gefüllten Druckgasflaschen mit Lösungsmittel erfolgt nach bekannten Verfahren so, daß das Lösungsmittel über ein im Kopfbereich der Druckgasflasche angeordnetes Ventil, das beim Verbrauch als Entnahmeventil für das gespeicherte Gas dient, unter Druck in die Flasche eingebracht wird. Anschließend verteilt sich das Lösungsmittel im Porenvolumen der porösen Masse. Es wurde festgestellt, daß gerade für frisch mit Lösungsmittel gefüllten Flaschen die Gefahr besteht, daß während der nachfolgenden Entleerung der Flaschen bei sehr hohen Gasentnahmegeschwindigkeiten ein erheblicher Teil des Lösungsmittels in flüssiger Form erneut ausgetragen wird.
- Dies kann neben der Notwendigkeit, frühzeitig Lösungsmittel nachfüllen zu müssen, zu einer Beschädigung der Verbraucheranlage durch ein chemisch agressives Lösungsmittel wie z.B. Dimethylformamid, oder zu einer Gefährdung der Gesundheit des Verbrauchers durch austretendes Lösungsmittel führen.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befüllen einer mit einer porösen Masse gefüllten Druckgasflasche mit Lösungsmittel für das zu speichernde Gas zu entwickeln, aufgrund dessen eine sichere Gasentnahme aus dieser Druckgasflasche gewährleistet ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Lösungsmittel an einer von der Gasentnahmestelle verschiedenen Stelle in die Gasflasche eingebracht wird.
- Es ist festgestellt worden, daß sich die Entnahme von Gasen aus derart mit Lösungsmittel befüllten Druckgasflaschen wesentlich sicherer gestaltet, als bei Flaschen, die über die Gasentnahmestelle mit Lösungsmittel gefüllt worden sind. Bei den nach dem vorgeschlagenen Verfahren befüllten Flaschen tritt nämlich kein oder zumindest deutlich weniger flüssiges Lösungsmittel als bei nach herkömmlichen Verfahren befüllten Flaschen aus. Dadurch gestaltet sich die Handhabung der Flaschen sowohl für den Verbraucher, der sich nicht mehr mit" großen Mengen an ausgetretenem, flüssigem Lösungsmittel befassen muß, als auch für den Gashersteller, der die Flaschen nunmehr nur noch in größeren Zeitabständen mit Lösungsmittel befüllen muß, einfacher als bisher.
- Der Effekt, daß weniger flüssiges Lösungsmittel aus Flaschen austritt, in die das Lösungsmittel an einer von der Gasentnahmestelle verschiedenen Stelle eingebracht worden ist,' kann so erklärt werden: Beim erstmaligen Befüllen oder Nachfüllen von Lösungsmittel über die Gasentnahmestelle einer Druckgasflasche, die mit einer porösen Masse gefüllt ist, verteilt sich dieses zunächst in dem der Gasentnahmestelle benachbarten Teil der porösen Masse. Somit ist der Kopfbereich einer frisch mit Lösungsmittel gefüllten Druckgasflasche, in dem sich üblicherweise die Gasentnahmestelle befindet, mit Lösungsmittel überladen. Das Lösungsmittel verteilt sich erst allmählich über den gesamten Flaschenraum. Wird nun die mit Druckgas gefüllte Flasche wieder entleert, kann bei hohen Entnahmegeschwindigkeiten leichter flüssiges Lösungsmittel vom austretenden Gasstrom mitgerissen werden, als z.B. bei Flaschen mit homogener Lösungsmittelverteilung. Erfindungsgemäß wird die Überladung an Lösungsmittel vom Bereich der Gasentnahmestelle an eine davon verschiedene und möglichst weit entfernte Stelle verlagert. Da sich das Lösungsmittel nur langsam in der gesamten porösen Masse des Flaschenraums verteilt, ist beim vorgeschlagenen Verfahren die Neigung, daß bei hohen Entnahmegeschwindigkeiten flüssiges Lösungsmittel ausgetragen wird, geringer als bei herkömmlichen Verfahren. Der Grund dafür ist, daß das freie Porenvolumen in der porösen Masse in der Nähe der Entnahmestelle immer größer oder nach längerer Zeit höchstens gleich dem freien Porenvolumen in der Nähe der Stelle ist, an der das flüssige Lösungsmittel eingebracht worden ist. Für das gespeicherte Gas steht daher an der Entnahmestelle immer ein großer, freier Strömungsquerschnitt zur Verfügung, wodurch bei einer bestimmten pro Zeiteinheit entnommenen Gasmenge eine geringere Strömungsgeschwindigkeit und damit eine niedrige Impulsdichte des Gasstroms gegeben ist.
- Aus diesem Grund wird nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens das Lösungsmittel an dem der Gasentnahmestelle gegenüberliegenden Ende der Gasflasche eingebracht.
- Grundsätzlich ist es möglich, das Lösungsmittel in dampfförmigem Zustand in die Druckgasflasche einzubringen. Da die meisten Lösungsmittel bei Umgebungsdruck und -temperatur jedoch in flüssiger Form vorliegen,-ist es besonders einfach, das Lösungsmittel in flüssiger Form in die Gasflaschen einzufüllen.
- In einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung besitzt eine-mit einer porösen Masse gefüllte Druckgasflasche in ihrem Kopfbereich eine Entnahmestelle für Druckgas. An dem der Entnahmestelle gegenüberliegenden Ende der Druckgasflasche, dem Fußbereich, mündet ein Anschluß für das Einfüllen von Lösungsmittel in die Flasche.
- In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens erstreckt sich ein Kanal von der Anschlußstelle axial in das Flascheninnere. Der Kanal ist mit einer porösen Masse hoher Durchlässigkeit für das Lösungsmittel gefüllt, so daß sich das Lösungsmittel im Kanal wesentlich schneller als in der porösen Masse des Flaschenraumes ausbreiten kann.
- Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit großem Vorteil bei Druckgasflaschen, z.B. Acetylenflaschen,.die mit einer monolithischen Masse gefüllt sind und in die Aceton oder Dimethylformamid eingebracht werden soll, anwenden. Diese porösen, monolithischen Massen besitzen einen hohen Strömungswiderstand, weshalb die Verteilung von Lösungsmittel sehr langsam voranschreitet.
- Anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels soll eine erfindungsgemäße Vorrichtung beschrieben und das vorgeschlagene Verfahren erläutert werden:
- Im Kopfbereich 2 einer Acetylenflasche 3 befindet sich ein Ventil 1, das zur Entnahme von Acetylen dient. Im Fußbe-. reich der Flasche 3 ist ein Ventil 7 für das Einfüllen von Lösungsmittel angeordnet und mit einer Kappe gesichert. Das Innere der Flasche 3 ist bis auf einen sich axial von dem zum Einfüllen von Lösungsmittel dienenden Ventil 7 ins Flascheninnere erstreckenden Kanal 6 mit einer monolithischen Masse 4 ausgefüllt. Zum erstmaligen Befüllen oder zum Nachfüllen von Lösungsmittel in eine weitgehend von Acetylen geleerte Flasche 3 wird die Kappe über dem Ventil 7 abgeschraubt und ein Lösungsmittelfüllschlauch angeschlossen. Mit einer nichtdargestellten Pumpe wird die durch Wägung'bestimmte, fehlende Lösungsmittelmenge in die Bohrung 6 eingepreßt, von der sich das Lösungsmittel im Fußbereich 5 der Flasche verteilt. Danach wird das Ventil 7 geschlossen und die Kappe aufgeschraubt. Das Lösungsmittel ist zunächst hauptsächlich in dem dem Kanal 6 benachbarten Bereich konzentriert und verteilt sich langsam in Richtung des Kopfbereiches 2 der Flasche. Nach Beendigung des Füllvorganges kann die Flasche, wie üblich, einzeln oder in-Bündeln durch das obere Ventil 1 mit Acetylen gefüllt werden. Bei der nachfolgenden Entnahme von Acetylen über Ventil 1 tritt praktisch kein Lösungsmittel in flüssiger Form aus der Flasche 3 aus.
Claims (6)
1. Verfahren zum Befüllen einer mit einer porösen Masse gefüllten Druckgasflasche mit Lösungsmittel für das zu speichernde Gas, wobei das Lösungsmittel unter Druck in die Flasche eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel an einer von der Gasentnahmestelle verschiedenen Stelle in die Gasflasche eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß das.Lösungsmittel an dem der Gasentnahmestelle gegenüberliegenden Ende der Gasflasche eingebracht wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel in flüssiger Form eingebracht wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Druckgasflasche, die mit einer porösen Masse gefüllt ist und im Kopfbereich eine Entnahmestelle besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Entnahmestelle (1) gegenüberliegenden Ende der Druckgasflasche ein Anschluß (7) für das Einfüllen von Lösungsmittel in die Flasche (3) mündet.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen sich von der Anschlußstelle (7) axial in das Flascheninnere erstreckenden Kanal (6), der mit einer porösen Masse hoher Durchlässigkeit für das Lösungsmittel gefüllt ist.
6. Anwendung des Verfahrens und der Vorrichtung auf das Befüllen von Druckgasflaschen, die mit porösen monolithischen Massen gefüllt sind, mit Aceton oder Dimethylformamid.
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