EP0017173B1 - 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 PDF

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EP0017173B1
EP0017173B1 EP80101637A EP80101637A EP0017173B1 EP 0017173 B1 EP0017173 B1 EP 0017173B1 EP 80101637 A EP80101637 A EP 80101637A EP 80101637 A EP80101637 A EP 80101637A EP 0017173 B1 EP0017173 B1 EP 0017173B1
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filling
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EP80101637A
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Helmut Meinass
Hans-Jürgen Sontag
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Linde GmbH
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Linde GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/002—Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for acetylene
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • 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 explosive gas to be stored, the solvent being introduced under pressure into the bottle. Such a method is already described in FR-A-2336628.
  • a compressed gas bottle When a compressed gas bottle is emptied, for example an acetylene bottle filled with acetone as a solvent, the gas always escapes with a quantity of vaporous solvent determined by the vapor pressure prevailing at a given temperature. If necessary, solvent can even leave the bottle in the form of drops. For this reason, compressed gas cylinders, which show an intolerable loss of solvent after one or more empties, must be checked for solvent losses at certain intervals, i.e. the shortages are determined by weighing.
  • the refilling, but also the first filling of pressurized gas cylinders filled with porous masses with solvent is carried out according to known methods in such a way that the solvent is pressurized into the bottle via a valve located in the head area of the pressurized gas bottle, which serves as a withdrawal valve for the stored gas is introduced.
  • the solvent is then distributed in the pore volume of the porous mass. It was found that there is a risk, especially for bottles that are freshly filled with solvent, that during the subsequent emptying of the bottles at very high gas extraction speeds, a considerable part of the solvent is discharged again in liquid form.
  • the invention is therefore based on the object of developing a method for filling a compressed gas bottle filled with a porous mass with solvent for the gas to be stored, on the basis of which safe gas removal from this compressed gas bottle is ensured.
  • 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 distributed slowly 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 the case of conventional methods. The reason for this is that the free pore volume in the porous mass in the vicinity of the removal point is always greater or, after a longer 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, so that with a certain amount of gas withdrawn per unit of time there is a lower flow velocity and thus a lower 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 method according to the invention can be used with great advantage in compressed gas cylinders, e.g. Use acetylene bottles that 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 progresses slowly.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen einer mit einer porösen Masse gefüllten Druckgasflasche mit Lösungsmittel für das zu speichernde, explosible Gas, wobei das Lösungsmittel unter Druck in die Flasche eingebracht wird. Ein solches Verfahren ist bereits in der FR-A-2336628 beschrieben.
  • Bei einer Entleerung einer Druckgasflasche, beispielsweise einer mit Aceton als Lösungsmittel gefüllten Acetylenflasche, entweicht mit dem 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 Drückgasflaschen, 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. Dimethylformarrrid, oder zu'einer Gefährdung der Gesundheit des Verbrauchers durch austretendes Lösungsmittel führen.
  • Der Erfindung liegt daher dieAufgabe 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 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 Fussbereich 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 den Kanal 6 eingepresst, von dem 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, explosible 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 gekennzeichnet, 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 nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und der Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5 auf das Befüllen von Druckgasflaschen, die mit porösen monolithischen Massen gefüllt sind, mit Aceton oder Dimethylformamid.
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