MX2012003766A - Estructuras conductoras de calor conectadas en sistemas de almacenamiento de amoniaco solido. - Google Patents

Abstract

Se describe un bloque compactado de material construido por una o más unidades que consisten de una materia que comprende un material saturado con amoniaco capaz de desorber y adsorber o absorber reversiblemente amoniaco rodeado por un envolvente permeable al gas fabricado de un material flexible que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C y métodos para la producción del mismo.

Description

ESTRUCTURAS CONDUCTORAS DE CALOR CONECTADAS EN SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO DE AMONIACO SÓLIDO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un bloque compactado de material construido por una o más unidades que comprenden una materia que comprende un material saturado con amoniaco rodeado por un material conductor de calor, flexible, permeable al gas, asi como a un método para producirlo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El amoniaco es un producto químico ampliamente usado con muchas aplicaciones. Las aplicaciones especificas incluyen el uso del amoniaco como reductor para la reducción catalítica selectiva (RCS) de NOx en gases de escape provenientes de procesos de combustión o en procesos de generación de energía que usan amoniaco como combustible como por ejemplo en relación con las celdas de combustible.

Para la mayoría de las aplicaciones y en particular en aplicaciones automotrices, el almacenamiento de amoniaco en forma de líquido presurizado en un contenedor es demasiado peligroso. La urea es un método seguro pero indirecto e impráctico para el transporte móvil de amoniaco ya que éste requiere que la urea sea transformada en amoniaco mediante un proceso que involucra termólisis e hidrólisis ((NH2)2 O + H20 ? 2NH3 + C02) · Un método de almacenamiento que involucra la adsorción o absorción en un sólido puede evitar el peligro para la seguridad del amoniaco liquido anhidro y la descomposición de un material de partida.

Las sales metálicas de amina son materiales para la absorción y desorción de amoniaco los cuales pueden ser usados como un medio sólido de almacenamiento para el amoniaco (ver, por ejemplo, WO 2006/012903 A2 ) , que a su vez, como se mencionó anteriormente, pueden ser usados como reductor en la reducción catalítica selectiva para reducir las emisiones de NOx.

La liberación de amoniaco de los materiales de almacenamiento de amoniaco es un proceso endotérmico que requiere suministro de calor. Un problema asociado es que los materiales de almacenamiento y especialmente los materiales de almacenamiento de amoniaco agotados, en general, tienen baja conductividad térmica y al agotarse el amoniaco del material pueden formar porosidades que inhiben aún más la conducción de calor. Los efectos del deterioro en la conducción de calor son el que la fuente de calentamiento tiene que ser calentada a una temperatura mayor y el tiempo de respuesta del sistema llega a ser largo.

Otro problema surge de las propiedades del material que cambian al agotarse el amoniaco de los materiales de almacenamiento de amoniaco. Debido a que el amoniaco es una parte substancial de la estructura de los materiales, la mayoría de sólidos que absorben amoniaco se encogen en todas sus dimensiones al agotarse. Si el material llena inicialmente por completo un contenedor, perderá contacto con las paredes del contenedor después de la des-gasificación. El espacio vacío entre la pared del contenedor y el material de almacenamiento actuará como una capa aislante y evitará que el calor sea transportado al material de almacenamiento si el contenedor es calentado desde el exterior. También es indeseable tener un bloque grande de material holgadamente contenido en un contenedor que está montado sobre un vehículo que se mueve y que vibra ya que esto puede comprometer la estabilidad mecánica del sistema.

La presente invención soluciona estos problemas.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN En un primer aspecto, la invención se refiere a un bloque compactado de material constituido por una o más unidades que consisten de una materia que comprende un material saturado con amoniaco capaz de una adsorción o absorción y desorción reversible de amoniaco rodeado por un material conductor de calor, flexible y permeable al gas que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C.

En un segundo aspecto, la invención se refiere a un método de producción del bloque compactado de material que comprende : envolver dicho material que consta de un material saturado con amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que una o más unidades de material envuelto puedan ser provistas y comprimir dichas una o más unidades mediante una presión externa de al menos 5 MPa, en donde, opcionalmente , dichas unidades son colocadas en un contenedor o en un molde que tiene uno o dos extremos abiertos y, opcionalmente, una o más paredes removibles y dicha presión externa es ejercida de manera uniaxial a través del extremo(s) abierto, opcionalmente mediante una placa.

En un tercer aspecto, la invención se refiere a un método de producción del bloque compactado de material que comprende : envolver la materia que comprende un material agotado de amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que una o más unidades de material envuelto puedan ser provistas, introducir una o más unidades en un contenedor, de modo que las unidades estén inmovilizadas en el contenedor y saturar con amoniaco el material agotado capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 ilustra un material de almacenamiento de amoniaco en un contenedor en el que cada porción de éste material está rodeado por un envolvente de material conductor de calor, flexible y permeable al gas, formando asi, unidades o paquetes que contienen material de almacenamiento, los envolventes forman una estructura conectada de superficies cerradas .

La Figura 2 ilustra un material de almacenamiento de amoniaco en un contenedor rodeado por un envolvente lleno con material conductor de calor, flexible y permeable al gas en donde el envolvente, además del material de almacenamiento de amoniaco, envuelve unidades secundarias que contienen material de almacenamiento de las cuales, los envolventes no forman una estructura completamente cerrada.

La Figura 3 ilustra un método de formación de la estructura de la figura 1 usando una fuerza o presión externa .

La Figura 4 ilustra un método de formación de la estructura de la figura 1 mediante la saturación del material dentro de un contenedor.

La Figura 5 muestra esquemáticamente una linea de producción de paquetes de material de almacenamiento de amoniaco envueltos en un laminado flexible, conductor de calor y permeable al gas .

La Figura 6 muestra las curvas de temperatura/presión del limite de las fases de amoniaco liquido/amoniaco gaseoso y de la presión de equilibrio del Sr(NH3)8Cl2.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención resuelve los problemas mencionados con anterioridad mediante la envoltura del material de almacenamiento de amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente dentro de uno o más envolventes. El envolvente consiste de o comprende un material conductor de calor que es permeable al transporte de gas pero no para el material de almacenamiento. Les envolventes actúan como estructuras de transferencia de calor paralelas a la superficie del envolvente. Los envolventes son empacados o compactados para dejar fugar o substancialmente para no anular o para dejar intersticios entre envolventes adyacentes. De esta manera, los envolventes están conectados entre si a través de un área grande que proporciona casi ninguna resistencia al flujo de calor entre envolventes vecinos. En efecto, es obtenida una estructura conductora de calor que consta de un conjunto de superficies cerradas conectadas, con una máxima capacidad de transferencia de calor .

Asi, en un aspecto, la invención se refiere a un bloque compactado de material constituido por una o más unidades que consisten de una materia que consta de un material saturado con amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente rodeado por un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C, por ejemplo, arriba del rango total de -70°C a 250°C.

"Bloque de material compactado", como es usado aquí, significa una masa de material que tiene la apariencia de un bloque de cualquier forma deseada tal como un cilindro, cubo, sillar, pirámide, etc. o una forma totalmente irregular la cual es compactada o comprimida. El bloque consiste de una o más unidades (o "paquetes"), usualmente de más de una unidad (por ejemplo, al menos dos, tres, cuatro, cinco, seis, siete, ocho, nueve, diez, quince, veinte, cincuenta o cien unidades), éstas pueden ser identificadas ya que cada unidad está rodeada por un envolvente o superficie cerrada de material "envolvente". El material dentro del envolvente comprende uno o más materiales capaces de adsorber o absorber y desorber amoniaco en su estado de saturación con amoniaco.

De ésta manera, el material(es) capaz de adsorber o absorber amoniaco ("material de almacenamiento de amoniaco") es (son) físicamente dividido en compartimientos cerrados dentro del bloque. Puesto que el bloque esta compactado o comprimido, la mayor parte de cada envolvente esta en contacto con un envolvente vecino. Los huecos e intersticios entre los envolventes de los paquetes, por ejemplo, las interfases entre los envolventes, están reducidos al mínimo, por ejemplo, los huecos ocupan igual o menos del 15%, 10%, preferentemente aproximadamente menos de 5% tal como menos de 2 o 1% en volumen con respecto al volumen total del bloque de material. Las áreas de las superficies de contacto actúan como un área de transferencia de calor y la resistencia de contacto térmico se desvanece en la medida en que el espesor de los envolventes sea pequeño comparado con el tamaño de los mismos. Como resultado, los envolventes forman un conjunto completamente interconectado de superficies cerradas que actúan como una estructura de transferencia de calor entre cualquiera de dos partes del bloque.

La gran área de contacto entre envolventes vecinos, la cual es un resultado de la compact ción o compresión, conduce además a una estabilidad mecánica de la estructura total o bloque que es muy fuerte frente a las deformaciones mecánicas del material de almacenamiento de amoniaco al agotarse o desgasificarse de amoniaco.

Cuando hay más de una unidad presente en el bloque, puede haber un envolvente externo de material flexible, conductor de calor y permeable al gas, como se ha definido anteriormente, rodeando todas las unidades. Estos más de un envolventes pueden comprender el mismo o diferentes materiales conductores de calor y pueden encerrar los mismos o diferentes materiales de almacenamiento de amoniaco. Por ejemplo, en la mayoría de las unidades el Sr(NH3)8Cl2 puede estar contenido en un envolvente hecho de aluminio y el Ca(NH3)8Cl2 puede estar contenido en un envolvente hecho de una aleación de aluminio.

El número de unidades o paquetes, y por lo tanto de envolventes, así como el tamaño y forma de las unidades o paquetes, y por lo tanto de los envolventes y el material de las envolventes pueden variar ampliamente, aún dentro de un bloque específico compactado. Debido a que el bloque ha sido compactado o comprimido, la forma final resultante de las unidades y envolventes no es uniforme, pero lo será, dependiendo de la forma de empaque inicial y la posición exacta de los paquetes antes de que la compresión varié estocásticamente . Sin embargo, ya que la proporción de material de almacenamiento de amoniaco con respecto al material del envolvente está bien definido en la escala del paquete, las variaciones estadísticas son pequeñas, particularmente cuando los tamaños iniciales de los paquetes son similares. Por lo tanto, a escalas de longitud más grandes que el tamaño del paquete, los valores promedio de la composición y el comportamiento térmico están bien definidos. Por lo tanto, no hay necesidad, en el proceso de producción, como se describe más adelante, de tener un control detallado de las posiciones del material.

Aunque no estando limitado a ello, una dimensión típica de las unidades o paquetes de inicio será aproximadamente de 1 a 10 cm de diámetro, preferentemente aproximadamente de 5 a 10 cm para uso en un contenedor o cartucho que tiene un diámetro aproximado de 10 a 30 cm y aproximadamente de 2 a 6 cm para uso en un contenedor o cartucho más pequeño de 10 cm de diámetro.

El material flexible que rodea el material que comprende el material de almacenamiento de amoniaco, usualmente alguna clase de laminado o película, es permeable al gas pero substancialmente hermético al polvo (por ejemplo, substancialmente impermeable para el material de almacenamiento de amoniaco). La permeabilidad al gas es necesaria para asegurar el paso del gas proveniente del material de almacenamiento de amoniaco cuando éste último es desorbido o des-gasificado . La propiedad de hermeticidad al polvo evita que el material de almacenamiento de amoniaco entre en los huecos e intersticios iniciales entre los paquetes y cualquiera de las paredes del contenedor, si está presente, durante el proceso de manufactura, lo cual, de otra manera, podría resultar en una resistencia de contacto térmico aumentada considerablemente y una resistencia mecánica disminuida de la estructura del bloque final.

Además, se reduce la pérdida de material de almacenamiento de amoniaco y de amoniaco durante el proceso.

La permeabilidad al gas y la hermeticidad al polvo necesarias pueden obtenerse mediante el uso de un laminado o película porosos, perforando el laminado o película antes de la formación de paquetes, usando un laminado o película que puede llegar a ser permeable al gas, por ejemplo poroso o perforado, durante el procedimiento de compresión o simplemente mediante el cierre de los paquetes de una manera no-hermética. Por ejemplo, un laminado estándar no-permeable que es simplemente envuelto en torno al material de almacenamiento de amoniaco a manera de sobreposición para formar un paquete, generalmente tiene suficiente fuga en el envolvente del paquete para el transporte del gas amoniaco fuera del paquete pero sin permitir el escape de polvo. Se entiende por permeabilidad al gas a la posibilidad de transporte del gas amoniaco al exterior de los paquetes mediante cualquiera de los mecanismos anteriormente mencionados o cualquier otro mecanismo apropiado que conduzca al mismo funcionamiento.

El espesor del laminado o película no es critico, siempre que sea pequeño comparado con la dimensión total de la unidad o paquete. En general, el espesor puede variar aproximadamente de 1 µ?? a 100 ¡um, preferentemente cerca de 10 µp? a 50 µt .

Puede usarse en la presente invención, cualquier envolvente elaborado con un material que puede ser fabricado flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces, de preferencia cerca de 10 veces y aún cerca de 20, 50 o 100 veces la conductividad térmica del material de almacenamiento de amoniaco saturado a -70°C a 250°C, Los ejemplos de éstos materiales son metales o comprenden metales, aleación de metales, grafito, materiales compuestos, por ejemplo, plásticos que han sido modificados para ser conductores de calor, caucho que ha sido modificado para ser conductor de calor y cualquier mezcla de éstos. También están contemplados los compuestos de material conductor de calor, como se ha definido anteriormente, y un material que tiene una conductividad térmica más baja siempre que la conductividad térmica total sea como se ha definido anteriormente para los materiales conductores de calor. Preferentemente, los materiales que tienen buena resistencia mecánica y que son inertes frente al amoniaco. Los materiales particular y actualmente preferidos son el aluminio y aleaciones de aluminio.

Por ejemplo, la conductividad térmica del aluminio es aproximadamente de 240 W/mK de manera que la de una aleación de aluminio es algo menor. Generalmente, la mayoría de los metales tienen una conductividad térmica del mismo orden.

En contraste, la conductividad térmica del material de almacenamiento elaborado de sales de amina metálicas está en el orden de 1 W/mK aproximadamente.

El envolvente conductor de calor permeable al gas elaborado con un material flexible, usualmente comprende al menos cerca de 0.1% de la masa, por ejemplo cerca de 2% de la masa, cerca de 5% de la masa, cerca de 20% de la masa y no más del 20% de la masa del bloque compactado.

Si el bloque compactado está contenido en un recipiente, el material conductor de calor, flexible y permeable al gas usualmente comprende al menos cerca del 0.1% en volumen y aproximadamente no más del 10% en volumen del volumen del recipiente.

El número, tamaños y formas, conductividad térmica y espesor de los envolventes afectan el total del desempeño térmico del bloque compactado. Para dos bloques que tienen la misma cantidad y tipo de material envolvente y material de almacenamiento de amoniaco pero diferente número de envolventes, el tamaño de los envolventes y de las áreas de superficie serán, por supuesto, diferentes. Cuanto menor sea el número de unidades y envolventes, mayor es el tamaño de éstas y la distancia promedio entre las superficies del envolvente y el material de almacenamiento de amoniaco que tiene pobre conductividad de calor serán mayores . Para aplicaciones especificas, los parámetros antes mencionados son usualmente optimizados para proporcionar la conductividad térmica total y el tiempo de respuesta térmica deseados.

El envolvente conductor de calor permeable al gas descrito anteriormente es elaborado con un material flexible que sirve como envolvente de una materia que consta de un material saturado con amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente ("material de almacenamiento de amoniaco").

Los ejemplos de materiales capaces de desorber y adsorber amoniaco reversiblemente son el carbón y zeolitas tratadas con ácido y saturadas con amoniaco.

Los ejemplos de materiales capaces de desorber y absorber amoniaco reversiblemente son las sales de complejos de amina metálicas y son seleccionadas de preferencia del mismo o consisten de lo mismo. Las sales de complejos de amina metálicas preferidas tienen la fórmula Ma(NH3)nXz en donde M es uno o más cationes seleccionados de metales alcalinos tales como Li, Na, K o Cs, los metales alcalino tórreos tales como Mg, Ca, Sr o Ba y/o metales de transición tales como V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu o Zn o combinaciones de éstos tales como NaAl, KAl, K2Zn, CsCu o K2Fe; X es uno o más aniones seleccionados de los iones fluoruro, cloruro, bromuro, ioduro, nitrato, tiocianato, sulfato, molibdato y fosfato; a es el número de cationes por molécula de sal; z es el número de aniones por molécula de sal y n es el número de coordinación de 2 a 12, de preferencia de 6 a 8.

Las sales de complejos de amina metálicas seleccionadas de o que comprenden Mg(NH3)6Cl2, Ca(NH3)8Cl2, Mn(NH3)6Cl2 y Sr(NH3)eCl2 y cualquier mezcla de éstos son particularmente preferidas .

Las sales de complejos de amina metálicas se forman a partir de la simple sal iniciadora libre de amoniaco mediante una variedad de métodos bien conocidos por una persona con experiencia en éste ámbito, tales como la saturación de la simple sal iniciadora en una atmósfera de amoniaco, por ejemplo, en un recipiente o tambor rotatorio o mediante el tratamiento de la simple sal iniciadora con amoniaco liquido.

En el contexto de la presente invención "saturado con amoniaco" significa un material capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en donde la mayoría o algunas veces virtualmente todos los sitios en el material que pueden ser ocupados por amoniaco están ocupados. En la mayoría de los casos es difícil o imposible obtener una saturación estequiométricamente completa y por lo tanto el término "saturado con amoniaco" incluye el más alto grado de saturación que puede obtenerse razonablemente de manera práctica pero no corresponde a la saturación estequiométrica total, por ejemplo, un grado de saturación de al menos cerca de 97 a 98% o aún de 99% de la saturación teórica total.

Si el material saturado con amoniaco consiste de una o más de las sales de amina metálicas saturadas con amoniaco descritas anteriormente, se prefiere que el bloque de material compactado que ha sido compactado de tal manera que la densidad de la sal (es) de metal amina saturada con amoniaco es al menos del 70% aproximadamente de la densidad máxima de ésta. Por "densidad máxima" se entiende aquella densidad que tendría la sal de metal amina saturada si se tratara de un solo cristal a temperatura y presión ambiente. Se prefiere más una densidad de al menos aproximadamente 75% o cerca de 80%, o cerca de 85%, o cerca de 90%, o cerca de 95%, o cerca de 97%, aún más del 97% aproximadamente de la densidad máxima.

La materia que está rodeada por el material conductor de calor, flexible y permeable al gas, además de que comprende el material de almacenamiento saturado con amoniaco, también puede comprender aditivos tales como enlazantes, pero en particular, partículas conductoras de calor y estructuras coherentes conductoras de calor. Las partículas conductoras de calor (por ejemplo, hojuelas, gránulos, etc.) y las estructuras coherentes (tales como pequeñas redes, etc.) pueden ser hechas de los mismos materiales como los que se mencionaron anteriormente, materiales que pueden ser fabricados flexibles y permeables al gas. La cantidad de tales aditivos está usualmente en el rango aproximado de 1.5 o 2% a 10% en volumen con respecto al volumen del material de almacenamiento de amoniaco.

Si está presente solo una unidad, como se ha definido anteriormente, esta unidad "primaria", además de ser un material "no-empacado" capaz de adsorber o absorber amoniaco y posibles aditivos y/o estructuras coherentes conductoras de calor, usualmente contiene pequeñas unidades secundarias o paquetes que son idénticos a los definidos anteriormente. Sin embargo, tales unidades secundarias también pueden ser empacadas cuando esté presente más de una unidad primaria o paquetes anteriormente identificados. Las unidades secundarias usualmente tienen un tamaño aproximado en volumen de 5% a 50% del volumen de las unidades primarias que les rodean .

Los bloques compactados han sido comprimidos por medio de una presión o fuerza tal que alcanzan un grado de compactación donde los huecos e intersticios del ensamble inicial de paquetes o unidades no-compactadas han desaparecido en gran medida. A menudo, el ensamble inicial es compactado al máximo grado en el que no se puede comprimir más. Aunque la presión aplicada, para hacer que los huecos o intersticios del ensamble inicial desaparezcan, varia con la naturaleza del material saturado con amoniaco, una presión mínima con frecuencia está cerca de 5 o más, por ejemplo cerca de 10, cerca de 20, cerca de 50, cerca de 100 o aún cerca de 200 MPa o más.

El bloque compactado de material de la presente invención puede ser auto-soportable, por ejemplo, mantiene su forma aún cuando no está empacado en un contenedor externo. En este caso, la compactación puede obtenerse, por ejemplo, aplicando presión desde todos los lados del ensamble inicial de las unidades. Más usualmente, el ensamble inicial del bloque de material compactado es introducido en alguna clase de contenedor, por ejemplo, un cilindro de acero que tiene uu extremo abierto o dos extremos opuestos abiertos, el cual puede resistir altas presiones y entonces ser comprimido en un solo eje, a menudo mediante una o dos placas colocadas sobre el ensamble inicial. Opcionalmente , la pared del contenedor puede ser removida con el fin de sacar el bloque de material compactado.

El bloque de material auto-soportable puede ser introducido entonces en un contenedor el cual opcionalmente puede ser calentado con el propósito de liberar el amoniaco del material saturado con amoniaco, generalmente a una temperatura aproximada de 40°C a 200°C a una presión de amoniaco aproximada de 2 a 5 bar. El calentamiento del contenedor puede ser externo o interno. En el primer caso, el contenedor es preferentemente conductor de calor, por ejemplo, fabricado de un material como aluminio, acero u otras aleaciones de metal que tengan una alta conductividad térmica. Sin embargo, también es posible usar vacio para liberar el amoniaco o una combinación de calor y vacio. Por ejemplo, en el caso de un vacio de 0.5 bar, la liberación de amoniaco toma lugar aproximadamente a temperatura ambiente (cerca de 25°C) .

Alternativamente, el ensamble inicial puede ser colocado en el contenedor final del cual se libera el amoniaco que, opcionalmente, tiene al menos uno y por lo general solo un extremo abierto y puede ser calentado de la misma manera que se mencionó con anterioridad. Sin embargo,, en éste caso, el contenedor debe ser capaz de resistir la presión requerida para compactar el material o es colocado en un molde con suficiente resistencia para soportar mecánicamente al contenedor durante la presurización . El ensamble inicial del material para formar el bloque compactado es entonces compactado en un solo eje dentro del contenedor.

Se prefiere que a lo sumo aproximadamente el 20% del total del área del envolvente sea perpendicular dentro de ±10° aproximadamente en la dirección deseada del transporte de calor o que al menos cerca del 80% del área de la superficie de dichos materiales flexibles y permeables al gas sea paralela dentro de ±10° aproximadamente en la dirección deseada del transporte de calor.

La dirección deseada de la transferencia de calor es usualmente equivalente a la dirección del flujo de calor si no están presentes estructuras o aditivos que mejoren la conducción de calor. El flujo de calor puede determinarse mediante la solución matemática (analítica o numéricamente) del problema de conducción de calor para la configuración dada del contenedor y el suministro de calor. Por ejemplo, para una configuración con simetría cilindrica alrededor de un eje, la dirección deseada de la transferencia de calor es perpendicular al eje de simetría. Para geometrías más complejas, el flujo y la dirección deseada de transferencia de calor, en ausencia de estructuras que conducen calor, generalmente estará por lo tanto en función de la posición. De ésta manera, la dirección deseada de transferencia de calor en cualquier punto dado en el contenedor es definida como la dirección del flujo de calor si no estuvieran presentes estructuras que mejoran la transferencia de calor.

Sin embargo, debido a la naturaleza estocástica de.1, conjunto de superficies conectadas que conducen calor, no es posible alinear todo el material conductor de calor a lo largo de la dirección de transferencia de calor deseada. Así, se prefiere que al menos cerca de 60% del material conductor de calor esté alineado aproximadamente dentro de ±20° en la dirección de transferencia de calor deseada. Se prefiere más que al menos cerca de 80% del material conductor de calor esté alineado dentro de ±20° aproximadamente en la dirección de transferencia de calor deseada. Se prefiere aún más que ai menos cerca de 80% del material conductor de calor esté alineado aproximadamente dentro de ±10° en la dirección de transferencia de calor deseada.

Además, debido a la naturaleza estocástica del conjunto de superficies conectadas que conducen calor, no es necesario saber con exactitud la dirección de transferencia de calor deseada y con frecuencia puede ser aproximada mediante algún método simple apropiado. Por ejemplo, la dirección de transporte de calor deseada en un punto dado del contenedor puede ser aproximada mediante la dirección de la linea más corta que conecta el elemento de calentamiento con dicho punto dado.

Para una configuración con simetría cilindrica la dirección será exacta. En éste caso, la dirección deseada de transporte de calor es a lo largo de un radio que comienza desde el eje longitudinal a través del centro de masa del bloque compactado, de preferencia, aproximadamente a más de 20° del área total de los envolventes y es perpendicular aproximadamente dentro de ±10° de tal radio. Esto puede obtenerse, por ejemplo, mediante una forma oval de las unidades o paquetes iniciales y/o mediante una compresión uniaxial .

En el caso descrito anteriormente, la mayoría de la superficie total del envolvente es paralela a la dirección de transporte de calor deseada. Entonces la conductividad térmica total correspondiente en la dirección deseada puede ser estimada como el promedio ponderado de las conductividades térmicas del material (es) envolvente y el material (es) de almacenamiento.

En un ejemplo, en el cual el material envolvente es aluminio con una conductividad térmica Ke = 240 W/m , el material de almacenamiento de amoniaco tiene ks = 1 W/mK y el material envolvente comprende el 2.5% del volumen del recipiente en el cual está contenido, la conductividad térmica total estimada es 0.025 Ke + 0.975 ks = 7 W/mK. Preferentemente, la conductividad térmica total oscila entre 1 y 20 W/mK.

En un aspecto adicional, la invención se refiere a un método de producción del bloque de material compactado como el descrito anteriormente que comprende: la envoltura de dicho materia que consta de un material saturado con amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que son producidas una o más unidades de la materia envuelta.

La compresión de dichas unidades mediante una presión externa de al menos 5 MPa, en donde, opcionalmente , dichas unidades son colocadas en un contenedor o molde que tiene uno o dos extremos abiertos y opcionalmente una o más paredes removibles y dicha presión externa es ejercida de manera uniaxial a través de los extremos abiertos, opcionalmente mediante una placa.

El procedimiento de envoltura debe ser rápido, fuerte y reproducible . Es una ventaja, si los paquetes envueltos tienen una forma fácil de manejar y los empaques son puestos de manera uniforme en el contenedor antes de la presurización . Con frecuencia se prefiere una forma casi esférica. Además es una ventaja si el material es pre-compactado en el proceso de envoltura. Preferentemente, el material es pre-compactado a aproximadamente 1/3 de l densidad final. Aún es más preferida una pre-compactación a aproximadamente 1/2 de la densidad final. Un ejemplo de una secuencia de envoltura automática está ilustrado en la Figura 5. Primero es formada una pieza de laminado de aluminio en forma de tazón en una herramienta de conformación. Entonces, la forma de tazón es llenada con una cantidad predeterminada de material de almacenamiento saturado con amoniaco. Después de esto, la forma de tazón es pre-cerrada mediante presión en los bordes. Finalmente, el paquete es cerrado y pre-compactado mediante presión desde arriba con un pistón con forma de tazón invertido y a continuación removido de la linea de empaque. La forma de tazón puede ser variada para dar diferentes formas de paquete, por ejemplo, una forma semiesférica para producir paquetes esféricos.

Entonces el material es simplemente introducido ("vertido") en el contenedor de manera similar a la de introducir un material a granel granulado o en polvo.

Subsecuentemente, el material es comprimido o compactado mediante una presión externa de al menos 5 MPa, más preferible al menos cerca de 10 MPa, por ejemplo, cerca de 20 MPa, cerca de 50 MPa, cerca de 100 MPa, cerca de 200 MPa, o aún más de 200 MPa aproximadamente. La compresión puede ser desde todos los lados del ensamble de unidades o paquetes envueltos, por ejemplo en una cámara que tenga paredes movibles apropiadas en las cuales pueda ser aplicada una fuerza .

Más usualmente, el ensamble de paquetes envueltos es comprimido de manera uniaxial, como se ha descrito anteriormente. De ésta manera puede lograrse que no más de 20° del área total de los envolventes sea perpendicular a la dirección de la conductancia de calor deseada.

Si el material saturado con amoniaco consiste de una o más de las sales de amina metálicas saturadas con amoniaco descritas con anterioridad, es preferible que sean compactadas de tal manera que la densidad de las sales de amina metálicas saturadas con amoniaco sea al menos cercana al 70% de la densidad máxima de éstas. Por "densidad máxima" se entiende la densidad que tendrían las sales de amina metálicas saturadas si se tratara de un solo cristal a temperatura y presión ambiente. Es más preferible una densidad de al menos 75% aproximadamente, o cerca de 80%, o cerca de 85%, o cerca de 90%, o cerca de 93%, o cerca de 95%, o cerca de 97%, aún más del 97% aproximadamente.

En un aspecto adicional, la invención se refiere a un método de producción del bloque de material compactado en un contenedor, como se ha descrito con anterioridad, que comprende: envolver la materia que consiste de un material agotado capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que son producidas una o más unidades de la materia envuelta. introducir una o más unidades en un contenedor de tal manera que las unidades estén inmovilizadas en el contenedor, y tratar con amoniaco del material agotado de amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente, saturando y compactando, por lo tanto, el material capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente .

En éste método, la materia inicial consta de material agotado, envuelto libremente en los envolventes de modo de dejar suficiente espacio para una expansión del material.

El material agotado capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente significa un material en donde los sitios que pueden enlazar amoniaco están ocupados por amoniaco solamente en un pequeño grado (por ejemplo, en un grado menor al 20% aproximadamente) o nada en absoluto. En el caso de metal amina que puede formar sales de complejos de amina metálicas, las sales de metales simples pueden ser utilizadas como material de partida.

El material envuelto es entonces colocado en un contenedor de manera que no pueda moverse en él ( lo cual también se obtiene usualmente mediante el mero "vertido" en el contenedor).

El amoniaco es introducido en el contenedor ya sea en forma gaseosa o liquida como para saturar el material con amoniaco. Es bien sabido por una persona con experiencia en éste ámbito, que el material de almacenamiento de amoniaco agotado se expande con la saturación. En el presente caso, el material de almacenamiento de amoniaco, cuando es encerrado en el contenedor, se expandirá de manera que todos los huecos e intersticios entre las unidades o paquetes y entre los paquetes y la pared del contenedor disminuyen o desaparecen y el material de almacenamiento de amoniaco en sus envolventes será eventualmente presionado contra la pared del contenedor, formando de ésta manera un bloque de material compactado.

En el caso anterior, la cantidad de material agotado qua llena el laminado permeable al gas es tal que después de la saturación con amoniaco el material llenará completamente el paquete formado por el laminado. Esta cantidad puede ser fácilmente calculada mediante la proporción del peso de la sal simple y de la sal saturada. Por ejemplo, el Sr ( H3 ) 8C12 contiene 54% de SrCl2 en peso, asi que si un paquete debe contener 100 g de Sr(NH3)8Cl2 en el estado comprimido final, éste debe ser llenado con 54 g de SrCl2.

En una modalidad de realización particularmente preferida, la saturación y compactacion del material capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente comprende : a. la colocación del contenedor ( es ) de almacenamiento en contacto directo o indirecto con un medio termostático a un nivel de temperatura TT = 65°C aproximadamente; y b. la conexión del contenedor ( es ) de almacenamiento a una fuente de suministro de amoniaco gaseoso en donde, al menos, durante una parte del proceso de saturación, el amoniaco gaseoso, durante la saturación del material de almacenamiento de amoniaco a un grado de saturación predeterminado, está a una presión Ps = aproximadamente PT, en donde Ps es la presión de saturación del amoniaco durante la saturación del material de almacenamiento de amoniaco y PT es la presión de vapor del amoniaco liquido a un nivel de temperatura TT.

El contenedor puede estar en contacto directo o indirecto, en su totalidad o solamente una parte, con el medio termostático .

Este método está descrito en detalle para la resaturación similar de material de almacenamiento de amoniaco en la co-pendiente Solicitud de Patente Europea No. 10 005 245.5 la divulgación de lo cual se hace expresamente como referencia.

En éste método, el nivel de temperatura Tt es de preferencia de 0°C a 40°C aproximadamente o de 20°C a 40°C aproximadamente, la presión Ps es de preferencia al menos de 60% aproximadamente, por ejemplo a 75% aproximadamente o al menos cerca del 90% de la presión de vapor del amoniaco liquido a la temperatura TT y el grado de saturación predeterminado es, de preferencia de 80% aproximadamente, cerca de 90%, cerca de 95% o cerca de 98%.

El medio termostático puede ser agua o un medio acuoso monofásico .

La parte del método donde el amoniaco gaseoso está a una presión Ps que es menor o igual a la presión de vapor PT del amoniaco liquido a la temperatura TT es, de preferencia, la parte final del método durante al menos 1/3 del periodo de saturación total o en donde es obtenido al menos cerca del 25% del grado de saturación predeterminado.

Es preferible evitar la saturación lenta en el extremo del contenedor opuesto a la entrada de amoniaco ya que de otro modo el material de almacenamiento cercano a la entrada de amoniaco puede ser saturado a una velocidad más rápida que el material de almacenamiento del extremo opuesto del contenedor y la saturación de éste último puede ser impedida.

Esto puede ser controlado de varias maneras. En algunas incorporaciones, la parte del contenedor o cartucho cercana a la entrada de amoniaco es aislada, por ejemplo, en un 50% aproximadamente o menos, cerca de un 25% o menos, cerca de un 10% o menos, cerca de un 5% o aún menos, de la superficie del cartucho y puede ser cubierta con un material aislante durante una parte o el total del tiempo de saturación. En algunas incorporaciones, aproximadamente el 50% de la superficie está cubierta al inicio del proceso y entonces menos y menos superficie es cubierta durante el progreso de la saturación.

En algunas incorporaciones, el medio termostático es aplicado solamente en el extremo del cartucho opuesto a la entrada incrementando asi la velocidad de saturación en ésta parte del cartucho. Además, el nivel del medio termostático en un baño puede incrementarse con una saturación cada vez mayor, comenzando desde el extremo más lejano a la entrada de amoniaco hasta que cubra completamente al cartucho al final del proceso de saturación. Otra manera de controlar la velocidad de saturación es proporcionar una temperatura o gradiente de disipación de calor en el medio termostático desde más frío en el extremo del cartucho más alejado de la entrada a más cálido en el extremo de entrada, por ejemplo, enfriando más con el medio termostático la parte más baja del contenedor que la parte superior y/o haciendo fluir el medio termostático a una mayor velocidad de flujo en la parte inferior del cartucho opuesta a la entrada que la velocidad de flujo en la parte superior de entrada.

Además, también es posible reducir la densidad del material de almacenamiento dentro del contenedor para controlar la velocidad de saturación, si no es tan importante una alta densidad.

Estas medidas pueden conducir a una velocidad de saturación aproximadamente igual en todas las partes del cartucho o algo más rápido en las partes alejadas de la entrada de amoniaco.

En concordancia, en algunas formas de realización del método, el contacto directo o indirecto con el medio termostático es incrementado conforme aumenta la saturación o re-saturación mediante la elevación del nivel del medio termostático en un baño en el cual está inmerso el contenedor, iniciando desde el extremo del contenedor que no está conectado a la fuente de amoniaco gaseoso hasta el extremo conectado a la fuente. Además, el extremo conectado a la fuente de amoniaco gaseoso puede ser aislado, por ejemplo, cerca de un 50% o menos, cerca de un 25% o menos, cerca de un 10% o menos, cerca de un 5% o aún menos, de la superficie del cartucho que está cubierta con un material aislante durante al menos una parte del tiempo de saturación o re-saturación. En algunas realizaciones, un equipo de enfriamiento y/u otro equipo de control de temperatura y/o condiciones de convección forzada, proporcionan un gradiente de temperatura o un gradiente de disipación de calor tal que se disipa más calor del extremo del contenedor que no está conectado a la fuente de amoniaco gaseoso que del extremo conectado a la fuente .

Están asociadas con la presente invención, un número de ventajas que incluyen: • Buena transferencia de calor desde la fuente de calentamiento Alta conducción de calor a lo largo del material de almacenamiento Transferencia y conducción de calor independientes ( solo ligeramente) de las propiedades del material de almacenamiento (y del contenido de amoniaco) Buen contacto mecánico y térmico con la fuente de calentamiento Una mayor estabilidad mecánica del material de almacenamiento .

• La envoltura del material de almacenamiento en un laminado reducirá la des-gasificación del amoniaco durante el proceso • La envoltura del material de almacenamiento en un laminado reducirá los problemas con el polvo durante proceso • Durante el proceso de envoltura, el material de almacenamiento es pre-compactado • Los paquetes de forma regular dan como resultado una mayor densidad del material de almacenamiento antes d la presurización • Los paquetes distribuidos de manera uniforme dan como resultado mayores densidades del material de almacenamiento después de la presurización Esas propiedades hacen del bloque de material compactado de la presente invención ideal para las aplicaciones pretendidas en donde sirve como una fuente de amoniaco contenida en un recipiente que puede ser calentado y/o conectado a una linea de vacio. Tales contenedores usualmente están conectados, mediante aparatos de dosificación adecuados, con una unidad de consumo de amoniaco tal como un catalizador RCS en una linea de escape de una máquina de combustión, un dispositivo de amoniaco en la separación de nitrógeno e hidrógeno o en una celda de combustible que funciona con amoniaco.

La Figura 1 muestra una vista esquemática seccional de un bloque de material compactado 100 en un contenedor 102 que comprende opcionalmente una fuente de calentamiento 103, el bloque de material compactado 100 que está constituido por unidades o paquetes 104 que contienen material de almacenamiento de amoniaco saturado 106 envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 108. Como puede verse, los huecos e intersticios 110 (burdamente exagerados en el dibujo) están minimizados y la mayor parte del área de superficie de los envolventes 108 es paralela a la dirección de la conductancia de calor deseada, la cual es la dirección del radio que se orienta a partir del eje longitudinal a través del centro de masa de la forma cilindrica del bloque de material compactado.

La Figura 2 muestra una vista esquemática seccional de un bloque de material compactado 200 en un contenedor 202 que comprende opcionalmente una fuente de calentamiento 203, el bloque de material compactado 200 que está constituido de una unidad o paquete que contiene material de almacenamiento de amoniaco saturado 206 envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 208. Adicionalmente al material de almacenamiento de amoniaco saturado 206, las unidades o paquetes secundarios 204 llenos con más material de almacenamiento de amoniaco saturado 206' envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 208' están empacadas en el envolvente externo 208.

La Figura 3a muestra una vista esquemática seccional de las unidades de inicio no-comprimidas 304 que contienen material de almacenamiento de amoniaco saturado 306 envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 308 introducido ("vertido") en un contenedor 302 con grandes huecos o intersticios 310.

La Figura 3b muestra las mismas unidades después de la compresión mediante una fuerza externa f por medio de un pistón 320 en donde las unidades compactadas 304' contienen material de almacenamiento de amoniaco saturado compactado 306' envuelto en materiales conductores de calor, flexibles y permeables al gas 308 y el ensamble total que forma una masa compacta de material 300 en un contenedor 302 con huecos e intersticios que desaparecen 310' .

La Figura 4a muestra una vista esquemática seccional de unidades de inicio no-comprimidas 404 introducidas ("vertidas") en un contenedor 402 con grandes huecos e intersticios 410 entre los cuales contiene material de almacenamiento de amoniaco agotado 406 envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 408.

La Figura 4b muestra una vista esquemática seccional con unidades 404' que han sido expandidas mediante la introducción de amoniaco en el material de almacenamiento de amoniaco agotado 406 de la Fig. 4 y compactadas para contener, por lo tanto, material de almacenamiento de amoniaco saturado compactado 406' envuelto en un material conductor de calor, flexible y permeable al gas 408 y el ensamble total que forma una masa compacta de material 400 en un contenedor 402 con huecos e intersticios que desaparecen 410' .

La Figura 5 muestra un ejemplo de una linea automática para el empaque de material de almacenamiento de amoniaco en un laminado. En la etapa 1, una porción de laminado 508 es colocada en la parte superior de la herramienta de conformación 504. En la etapa 2, el pistón 506 es movido hacia abajo mediante un mecanismo de acción 507 en la herramienta de conformación 504 proporcionando asi al laminado 508 una forma de tazón. En la etapa 3, el laminado con forma de tazón 508 es llenado con una porción predeterminada de material de almacenamiento de amoniaco 502 que proviene de un equipo de dosificación 510. En la etapa 4, el laminado con forma de tazón 508 es pre-cerrado mediante un instrumento de pre-cerrado 512 y unos segundos pistones 514 y 516 que son posicionados arriba y debajo de la herramienta de conformación 504. En la etapa 5, los segundos pistones 514 y 516 son extendidos cerrando asi por completo el laminado 508 lleno con material de almacenamiento de amoniaco 502 el cual entonces es removido de la linea, como se muestra en 6.

La Figura 6 muestra las curvas de temperatura/presión de la fase limite de amoniaco liquido/amoniaco gaseoso y la presión de equilibrio del Sr(NH3)8Cl2. Podría parecer deseable para una persona con experiencia en éste ámbito que la temperatura TT, debiera ser elegida tan baja como sea posible para acelerar la eliminación del calor de la unidad, por ejemplo, si el agua es el medio de enfriamiento, cerca de 0°C aproximadamente (debe ser evitado el congelamiento). Sin embargo, como puede verse en la Figura 6, a 0°C aproximadamente la presión de vapor del NH3 líquido es más bien baja, es decir alrededor de 4.3 bar. Además, la temperatura de equilibrio del SrCl2 saturado a ésta presión es cercana a 60°C. A 40°C aproximadamente, la presión de amoniaco del amoniaco liquido es aproximadamente de 15.5 bar. Esta presión corresponde a una presión de equilibrio del SrCl2 saturado con amoniaco a una temperatura de 99°C aproximadamente. Esto significa que el SrCl2 puede estar presente a una temperatura aproximada de 99°C (alcanzada, por ejemplo, mediante la absorción exotérmica del amoniaco) y ser totalmente saturado a ésta presión de amoniaco.

Ejemplo 1 Los paquetes son formados mediante la envoltura de 100 g de cloruro de estroncio saturado con amoniaco en laminados de aluminio que pesan 5.1 g con dimensiones de 50 µ?t? x 194 mm x 194 mm. 236 paquetes son presionados en un contenedor cilindrico de acero inoxidable con un diámetro de 200 mm y un volumen de 18.7 L con una fuerza de 5 x 106 N. Se obtiene una estructura conductora de calor, auto-soportable y bien conectada de superficies de aluminio cerradas. La densidad resultante de la sal saturada fue mayor al 95% de la densidad máxima obtenible.

Ejemplo 2 Un contenedor con un volumen de 2.24 L es llenado con 99 paquetes cada uno conteniendo 12 g de SrCl2 empacado en un laminado de aluminio con un espesor de 50 mm y un área de 12.5 x 12.5 cm2. Después de la saturación, la densidad del cloruro de estroncio es de 1.0 g/ml.

El contenido de todas las patentes, solicitudes de patente y otras publicaciones citadas en este documento se incorpora aquí como referencia en su totalidad.

Claims (27)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES

1. Un bloque de material compactado construido por una o más unidades que consisten de una materia que comprende un material saturado con amoniaco capaz de desorber y adsorber o absorber amoniaco reversiblemente rodeado por un envolvente permeable al gas fabricado con un material flexible que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C.

2. El bloque de material compactado de la reivindicación 1, caracterizado porque dicha una o más unidades, además de dicho material saturado con amoniaco, contiene una o más unidades secundarias idénticas a las unidades de la reivindicación 1 excepto por ser más pequeñas.

3. El bloque de material compactado de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque ha sido compactado por medio de una presión de al menos aproximadamente 5 MPa.

4. El bloque de material compactado de la reivindicación 3, caracterizado porque dicho bloque de material compactado es auto-soportable.

5. El bloque de material compactado de la reivindicación 4, caracterizado porque dicho bloque de material compactado está contenido en un recipiente que opcionalmente puede ser calentado.

6. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicho bloque de material compactado está contenido en un recipiente que opcionalmente puede ser calentado.

7. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque dicho material saturado con amoniaco comprende una o más sales de complejos de amina metálicas de fórmula Ma(NH3)nXz en donde M es uno o más cationes seleccionados de metales alcalinos como Li , Na, K o Cs, metales alcalino térreos tales como Mg, Ca, Sr o Ba y/o metales de transición tales como V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu o Zn o combinaciones de éstos, tales como NaAl, KAl , K2Zn, CsCu o K2Fe; X es uno o más aniones seleccionados de los iones fluoruro, cloruro, bromuro, ioduro, nitrato., tiocianato, sulfato, molibdato y fosfato; a es el número de cationes por molécula de sal; z es el número de aniones por molécula de sal; y n es el número de coordinación de aproximadamente 2 a aproximadamente 12, de preferencia de aproximadamente 6 a aproximadamente 8.

8. El bloque de material compactado de la reivindicación 7, caracterizado porque el material saturado con amoniaco comprende Mg(NH3)6Cl2, Ca(NH3)8Cl2, Mn(NH3)6Cl2 y Sr(NH3)8Cl2 o cualquier mezcla de éstos.

9. El bloque de material compactado de la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque ha sido compactado a tal grado que la densidad del material saturado con amoniaco es ai menos aproximadamente 70% de su densidad máxima a temperatura y presión normales.

10. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la conductividad térmica de dicho envolvente permeable al gas, fabricado con un material flexible es aproximadamente al menos diez veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco.

11. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque dicho envolvente es permeable al gas, fabricado con un material flexible y seleccionado de metal, aleaciones de metal, grafito, materiales compuestos, plásticos modificados, caucho modificado y cualquier mezcla de éstos.

12. El bloque de material compactado de la reivindicación 11, caracterizado porque dicho envolvente permeable al gas fabricado con un material flexible es seleccionado de aluminio o una aleación de aluminio.

13. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizado porque dicho envolvente permeable al gas fabricado con un materiar flexible comprende aproximadamente de 0.1 a aproximadamente 20% de la masa del bloque compactado.

14. El bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque las unidades del bloque de material compactado tienen una forma en la que al menos aproximadamente el 80% del área de la superficie total de dichos envolventes permeables al gas, fabricados con un material flexible, es paralela dentro de ±10° aproximadamente de la dirección de transporte de calor deseada .

15. Un método de producción del bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque comprende: envolver dicha materia que comprende un material saturado con amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que se proporcionan una o más unidades de la materia envuelta, y comprimir dichas una o más unidades mediante una presión externa de al menos aproximadamente 5 MPa, en donde, opcionalmente, dichas una o más unidades son colocadas en un contenedor o molde que tiene uno o dos extremos abiertos opuestos y opcionalmente una o más paredes removibles y dicha presión externa es ejercida de manera uniaxial a través de los extremos abiertos, opcionalmente mediante una placa.

16. Un método de producción del bloque de material compactado de cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 5 a 14, caracterizado porque comprende: envolver materia que comprende un material agotado de amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente en un material flexible, permeable al gas y que tiene una conductividad térmica de al menos cinco veces la conductividad térmica de dicho material saturado con amoniaco a -70°C a 250°C de modo que se proporcionan una o más unidades de la materia envuelta. introducir una o más unidades en un contenedor de tal manera que las unidades estén inmovilizadas en el contenedor, y tratar con amoniaco el material agotado de amoniaco capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente, saturando y compactando, por lo tanto, el material capaz de adsorber o absorber y desorber amoniaco reversiblemente .

17. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque dicha saturación y compactado comprenden : a. colocar el contenedor ( es ) de almacenamiento en contacto directo o indirecto con un medio termostático a un nivel de temperatura TT = 65°C aproximadamente; y b. conectar el contenedor ( es ) de almacenamiento a una fuente de amoniaco gaseoso en donde, al menos durante una parte del proceso de saturación, el amoniaco gaseoso, durante la saturación del material de almacenamiento de amoniaco a un grado de saturación predeterminado está a una presión PS<PT aproximadamente, en donde Ps es la presión del amoniaco durante la saturación del material de almacenamiento de amoniaco y PT es la presión de vapor de equilibrio del amoniaco liquido a un nivel de temperatura TT.

18. El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el nivel de temperatura TT es de aproximadamente 0°C a aproximadamente 40°C, tal como de aproximadamente 0°C a aproximadamente 20°C o de aproximadamente 20°C a aproximadamente 40°C.

19. El método de conformidad con la reivindicación 17 o 18, caracterizado porque dicho medio termostático es agua o un medio acuoso monofásico.

20. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 19, caracterizado porque dicha presión Ps es al menos de 50% aproximadamente, tal como al menos aproximadamente 75% o al menos aproximadamente 90% de la presión de vapor de equilibrio del amoniaco liquido a la temperatura TT.

21. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20, caracterizado porque dicho grado de saturación predeterminado es al menos de aproximadamente 80%, aproximadamente 90%, aproximadamente 95% o aproximadamente 98% de la saturación teórica total.

22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 21, caracterizado porque la parte del método donde en amoniaco gaseoso está a una presión Ps la cual es menor o igual a la presión de vapor de equilibrio PT del amoniaco liquido a la temperatura TT( es la parte final del método durante al menos aproximadamente 1/3 del periodo total de saturación o en donde es obtenido al menos un 25 ¾ aproximadamente del grado de saturación predeterminado.

23. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, caracterizado porque el contenedor está en contacto directo o indirecto con el medio termostático en su totalidad.

24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 22, caracterizado porque solamente una parte del contenedor está en contacto directo o indirecto con el medio termostático .

25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 24, caracterizado porque el contacto directo o indirecto con el medio termostático es aumentado con un incremento de la saturación o re-saturación mediante la elevación del nivel de medio termostático en un baño termostático en el que está inmerso el contenedor, comenzando del extremo del contenedor que no está conectado a la fuente de amoniaco gaseoso hasta el extremo conectado a la fuente de amoniaco gaseoso.

26. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 25, caracterizado porque el extremo del contenedor conectado a la fuente de amoniaco gaseoso es aislado de tal manera que aproximadamente 50% o menos, aproximadamente 25% o menos o aproximadamente 10% o menos, tal como aproximadamente 5% o aún menos, de la superficie del contenedor está cubierta con un material aislante durante al menos una parte del tiempo de saturación o re-saturación.

27. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 a 26, caracterizado porque un equipo de enfriamiento y/u otro equipo de control de temperatura y/o condiciones de convección forzada proporciona un gradiente de temperatura o un gradiente de disipación de calor tal que es disipado más calor desde un extremo del contenedor que no está conectado a la fuente de amoniaco gaseoso que del extremo conectado a la fuente de amoniaco gaseoso.