DEVICE FOR DELIVERING A GAS FROM CONTAINERS

Abstract: 1. Apparatus for delivering a gas which is stored in a plurality of containers (1-4) under pressure in liquid form, or, together with a solvent, distributed in a porous mass, wherein each container (1-4) is provided with a gas filling and withdrawal device (10-18), wherein a heating device (6) is provided, and wherein the containers (1 to 4) are installed in a capsule (7 to 9) which is closed on all sides and is as air-tight as possible, characterised in that only the gas-tight housings of the containers and the heating device (6) are arranged within the capsule (7 to 9), so that the interior of the capsule is minimal, whilst the gas filling and withdrawal devices (10 to 18) are arranged in the ventilated outer chamber of the capsule (7 to 9).

Description: Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines Gases Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Gases, wobei das Gas in Behältern in flüssiger Form oder zusammen mit einem in einer porösen Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck gespeichert ist, und die Behälter erwärmt werden. Ein derartiges Verfahren ist in der DE-OS 26 50 880 beschrieben. Die Behälter sind dabei in Transportbehältern (Containern) oder in ortsgebundenen Räumen aufgestellt und werden beheizt, um eine bestimmte Entnahmemenge an gespeichertem Gas pro Zeiteinheit garantieren zu können. Unter dem Gesichtspunkt einer weitgehenden Entleerung der Behälter und der Garantie einer bestimmten Entnahmemenge pro Zeiteinheit ist eine möglichst hohe Temperatur erstrebenswert. Die Erwärmung der Behälter auf eine relativ hohe Temperatur führt aber zu einem hohen Energieverbrauch verbunden mit beträchtlichen Heizkosten. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, das nur geringe Heizkosten verursacht, durch das jedoch eine weitgehende Entleerung der Behälter nicht beeinträchtigt wird und weiterhin eine bestimmte Entnahmemenge pro Zeiteinheit garantiert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein oder mehrere Behälter in eine ausschliesslich gasdichte Teile dieser Behälter umschliessende Kapsel eingebaut wird bzw. werden, wobei der Kapselinnenraum während der Gasentnahme wenigstens zeitweise erwärmt wird, während der Aussenraum der Kapsel belüftet wird. Erfindungsgemäss werden die Behälter zunächst in eine Kapsel montiert. Diese ist so gestaltet, dass einerseits sicherheitstechnische Aspekte berücksichtigt werden und andererseits der zu beheizende Raum möglichst klein gehalten wird. Dabei wurde von folgender Erkenntnis ausgegangen: Der Heizenergieaufwand bei der Entnahme von Gasen aus Flaschen setzt sich hauptsächlich aus folgenden Energiebeiträgen zusammen: 1. Energie für die Entlösung eines Gases aus einem Lösungs mittel, in dem das Gas gelöst ist, wobei das Gas zusammen mit dem Lösungsmittel in einer porösen Masse unter Druck verteilt ist bzw. Energie für die Verdampfung eines flüssig gespeicherten Gases. 2. Energie, die erforderlich ist, um Wärmeverluste durch die Wände des beheizten Raumes auszugleichen. 3. Energie, um die Wärmeverluste auszugleichen, die durch den aus sicherheitstechnischen Gründen vorgeschriebenen Luftwechsel entstehen.Diese Luftwechsel sind erforder lich, um die Bildung von zündfähigen Gas-Luft-Gemischen durch Gas, das durch Undichtigkeiten austritt, zu vermei den. Erfindungsgemäss werden die Behälter, in denen Gas zusammen mit einem in einer porösen Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck gespeichert sind oder in denen das Gas in flüssiger Form gespeichert ist, vor der Gasentnahme in einer Kapsel eingeschlossen, durch die zwei Zonen gebildet werden. In der ersten Zore (Zone I), dem Kapselinnenraum, befinden sich ausschliesslich die Teile der Behälter, in deren Bereich keine Undichtigkeiten, d.h. Gaslecks, auftreten können. Der gasdichte Teil eines Behälters ist das Behältergehäuse mit Ausnahme der Gasentnahme- bzw. Gasfüllstelle. Dieser Bereich jedes Behälters befindet sich in der zweiten Zone ausserhalb der Kapsel (Zone II). Hierbei können alle Behälter in einer Kapsel oder ein Teil der Behälter in jeweils eine Kapsel eingebaut werden. Nachdem die Behälter in dieser Weise in eine oder mehrere Kapseln eingebaut worden sind, kann den Behältern Gas entnommen werden. Hierbei wird der Kapselinnenraum beheizt, während der Aussenraum belüftet wird. Durch diese Massnahme, insbesondere die Trennung in zwei Zonen, wird folgendes erreicht: Für die Gasentnahme ist es nur erforderlich, Zone I zu beheizen. Im Unterschied zu den bekannten Verfahren muss diese Zone nicht mehr belüftet werden, da innerhalb dieser Zone keine lösbaren Verbindungen, d.h. keine Schläuche, Armaturen und Leitungen untergebracht sind, in deren Bereich Undichtigkeiten auftreten können. Da es erfindungsgemäss unnötig ist, beheizte Luft zu wechseln, wird der unter Punkt 3 angegebene Energiebeitrag, der ein wesentlicher Heizkostenfaktor ist, auf ein Minimum reduziert. Gelingt es, die Kapselung der Behälter möglichst luftdicht vorzunehmen, so kann der auf .Luftwechsel beruhende Wärmeverlust vollständig ausgeschaltet werden. Wurden die Behälter bisher z.B. in grossen Transportbehältern geliefert und während der Entnahme beheizt, so ist das erfindungsgemäss zu beheizende Volumen, d.h. der Kapselinnenraum, vergleichsweise klein. Daher ist die Oberfläche des beheizten Raumes (der Kapsel) kleiner als bisher, wodurch die unter Punkt 2 angeführten Wärmeverluste über die Wände des beheizten Raumes reduziert werden können. Diese Verluste können durch die Verwendung einer Kapsel, deren Wand mit wärmeisolierendem Material beschichtet ist oder die aus einem derartigen Material besteht, ebenfalls weitgehend ausgeschaltet werden. Erfindungsgemäss ist es möglich, die in eine Kapsel eingebauten Behälter im Freien oder in einem Raum aufzustellen. Bei einer Gasentnahme im Freien wäre dabei unter dem Gesichtspunkt möglichst geringer Wärmeverluste durch Wärmeleitung eine gute Isolierung der gesamten Kapsel wichtig. Werden die Behälter dagegen in einem Raum, z.B. in einem mobilen Container untergebracht, ist es nur erforderlich, die Teile der Kapsel, die sich an einer Aussenwand des Raumes befinden, mit einem gut wärmeisolierenden Material zu versehen, während das Isoliervermögen der zur Innenseite des Raumes weisenden Wände geringer sein kann. Nach einem Merkmal der Erfindung befinden sich in Zone II alle die Teile des Behälter bzw. der Entnahmevorrichtung, in deren Bereich Undichtigkeiten auftreten können. Diese Zone wird daher belüftet. Es ist jedoch nicht notwendig, Zone II zu beheizen, so dass auf diese Weise keine Heizenergie verlorengeht. Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann der Heizkostenaufwand auf einen Bruchteil der bisher anfallenden Kosten gesenkt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens werden die Behälter mittels erhitzter Luft erwärmt und wird die Luft innerhalb des Kapselinnenraums umgewälzt. Die Umwälzung kann durch geeignete Vorrichtungen erzwungen werden. Ublicherweise reicht jedoch die durch Temperaturunterschiede innerhalb einer Kapsel verursachte Wärmekonvektion aus. Durch diese Massnahme wird ein Wärmestau im Bereich der Kapseldecke verhindert. Mit Vorteil wird nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens die Tmperatur des Kapselinnenraums in Abhängigkeit vom Druck in den Behältern geregelt. Hierdurch ist es möglich, bei vollen Behältern eine niedrige Temperatur innerhalb der Kapsel, mit sinkendem Druck in den Behältern jedoch eine höhere Temperatur einzustellen. Im Zusammenhang mit dem Einbau der Behälter in eine Kapsel führt dieser Verfahrensschritt zu einer überraschend grossen Heizkostenersparnis. Musste bisher für die Entleerung von Behältern, die in mobilen Containern montiert waren und in diesen erwärmt wurden, ein Heizenergieverbrauch veranschlagtwerden, der etwa dem eines Einfamilienhauses während der Heizperiode entsprach, so sinkt der Energieverbrauch beim erfindungsgemässen Verfahren auf 10% bis 20% dieses Wertes. In einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit innerhalb eines Raumes angeordneten Behältern mit Entnahmevorrichtungen ist bzw. sind mit Vorteil ein oder mehrere Behälter so in eine allseitig geschlossene Kapsel eingebaut, dass sich nur die Behältergehäuse sowie eine Heizvorrichtung im Kapselinnenraum befinden, während die Gasentnahme- und Gasfüllstelle der Behälter sowie die zugehörigen Entnahmevorrichtungen ausserhalb der Kapsel angeordnet sind.Beim Befüllen von Azetylenflaschen z.B. werden die Flaschen während des Füllvorganges mit Kühlwasser gekühlt.Durch die Kapselung ist es möglich, das Kühlwasser wirksamer als bisher an die Flaschen heranbringen zu können. Ausserdem wird durch die Trennung erreicht, dass die Leitungen nicht mit Wasser in Berührung kommen und somit die Korrosion nicht gefördert wird. In einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens sind mit Vorteil in einer Kapsel jeweils alle über eine gemeinsame Entnahmeleitung zu einer Bndeleinheit zusammengefasste Behälter angeordnet. Sind die Behälter in mehreren Kapseln montiert, können die Kapseln in dieser Anordnung jeweils getrennt voneinander beheizt werden und die Behälter dieser Kapsel unabhängig von den übrigen Behältern entleert werden. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Heizvorrichtung vorteilhafterweise ein unterhalb der Behälter in der Kapsel angeordneter Lufterhitzer sein. Z.B. kann ein Wärmetauscher mit Rippenrohren, durch die Warmwasser, Heisswasser oder Dampf strömt und dabei die Rohre umspülende Luft erwärmt, Verwendung finden. In einer vorteilhaften Variante dieser Vorrichtung ist im Kapsel innenraum eine Wand mit Abstand und im wesentlichen parallel zu einer vertikalen Kapselwand angeordnet, wobei der zwischen der Wand und der vertikalen Kapselwand gebildete Raum den Bodenbereich der Kapsel mit dem Deckenbereich der Kapsel verbindet. Dabei sind in diesem Raum keine Behälter angeordnet. Die erwärmte Luft strömt hierbei durch den thermischen Auftrieb zwischen den Flaschenlücken vom Bereich des Kapselbodens zum Bereich der Kapseldecke.Aus diesem Bereich strömt die abgekühlte Luft über den zwischen Kapselwand und der weiteren Wand gebildeten Zwischenraum zurück. Die weitere Wand verhindert, dass sich die über den Heizkörpern emporströmende Luft mit der kühleren Luft mischt. Im folgenden soll anhand schematischer Skizzen ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung beschrie ben werden: Es zeigen: Figur 1 ein Schnittbild einer schematisch dargestellten er-findungsgemässen -Vorrichtung Figur 2 eine Ausgestaltung einer in einem mobilen Con tainer eingebauten erfindungsgemässen Vorrichtung. In Figur 1 sind vier Flaschen 1 bis 4 dargestellt. Die Behälter stehen auf einer gelochten Bodenplatte 5, unterhalb deren zwei Heizkörper 6 angeordnet sind. Die Behälter 1 bis 4 sind von einer aus fünf Wänden bestehenden Kapsel umgeben. In der Figur sind lediglich die beiden Seitenwände 7,8 und die Decke 9 dargestellt. Die Behälter werden vor der Gasentnahme so in diese Kapsel montiert-, dass lediglich die Behältergehäuse innerhalb der Kapsel angeordnet sind, während die jeweiligen Flaschenventile 10 bis 13, Schläuche 14 bis 17 sowie die gemeinsame Entnahmeleitung 18 ausserhalb der Kapsel untergebracht sind. Zusammen mit dem Raum, in dem die Heizkörper 6 angeordnet sind, bildet die Kapsel einen geschlossenen, im wesentlichen luftdichten Raum. Das Material, aus dem die Kapselwände gefertigt werden, besitzt gute wärmeisolierende Eigenschaften. Nachdem die Behälter 1 bis 4 auf die geschilderte Weise in einer Kapsel eingebaut worden sind,kann den Behältern Gas, im Ausführungsbeispiel Azetylen, das zusammen mit einem in einer porösen ;Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck in den Behältem gespeichert ist, entnommen werden. Während der Gasentnahme werden die Behälter beheizt, um die zur Entnahme erforderliche LösungsAbsorptions- und/ oder Verdampfungswärme aufzubringen. In der Zeichnung ist eine Regeleinheit, über die die Temperatur des Kapselinnenraums in Abhängigkeit vom Behälterdruck geregelt werden kann, nicht dargestellt. Durch die Heizkörper 6 erwärmte Luç streicht durch die gelochte Bodenplatte 5 und zwischen den Behältern 1 und 2 bzw. 3 und 4 empor. Im Wärmekontakt mit den Behältern kühlt die Luft etwas ab und fliesst zwischen den Flaschen 1 bzw. 4 und den Kapselwänden 7 bzw. 8 sowie zwischen den Behältern 2 und 3 zu den Heizkörpern 6 zurück. Dieser Skizze ist zu entnehmen, dass der Kapselinnenraum möglichst klein zu halten ist. Sind die auf die beschriebene Weise montierten Behälter innerhalb eines Raumes angeordnet, ist es erforderlich, den Aussenraum der Kapsel, in dem die Behälterventile 10 bis 13, die Schläuche 14 bis 17 sowie die gemeinsame Entnahmeleitung 18 untergebracht sind, zu belüften. In Figur 2 ist eine erfindungsgemässe Vorrichtung dargestellt, bei der sich die Behälter 1,2,1',2' innerhalb eines mobilen Containers 20 befinden. Die Behälter sind zu zwei Gruppen 1 bis 2 und 1' bis 2' zusammengefasst, die jeweils in eine eigene Kapsel eingeschlossen sind. Die beiden Gruppen sind rechts und links von einem begehbaren Mittelgang 22 angeordnet. Eine Aussenwand 8, 8' der Kapseln fällt jeweils mit einer der Containerwände zusammen und ist daher nach Möglichkeit besonders gut gegen Wärmeverluste zu isolieren. In der Containerdecke befindet sich eine Lüftungs öffnung 21. Nach herkömmlichen Verfahren wurde das gesamte Containervolumen beheizt und zusätzlich der gesamte Luftinhalt mehrmals pro Stunde (ca. 3mal) gewechselt. Erfindungsgemäss wird der Containerinnenraum in zwei Zonen geteilt. Dabei wird nur die durch die Kapselwände 7 bis 9 bzw. 7' bis 9' gebildete Zone I (Kapselinnenraum) beheizt. In dieser Zone wird jedoch kein Luftwechsel vorgenommen; Dem AuBen- bereich der beiden Kapseln (Zone II) wird erfindungsgemäss keine Wärme zugeführt, dagegen wird dieser Bereich belüftet. In Figur 2 ist strichpunktiert eine Variante einer erfindungsgemässen Vorrichtung eingetragen. Demnach wird zwischen den Kapselwänden 7 bis 7' und den zugehörigen Behältern 1 bzw. 2' eine zusätzliche Wand 19 bzw. 19' mit Abstand und parallel zu den Kapselwänden 7 bzw. 7' montiert. Durch die zusätzlichen Wände 19 bzw. 19' wird eine Umwälzung der Luft innerhalb der beiden Kapseln gefördert. Die durch Heizkörper 6 erwärmte Luft streicht zwischen den Behältern 1 und 2 bzw. 1' und 2' empor, kühlt dabei ab und wird aus dem Bereich der Kapseldecke über den Raum zwischen der Kapselwand 7 und der zusätzlichen Wand 19 (7' und 19') in den Bodenbereich der Kapsel geleitet. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch das erfindungsgemässe Verfahren eine erhebliche Senkung des Heizenergiebedarfs erzielt werden kann.

Claims: Patentansprüche 1. Verfahren zum Bereitstellen eines Gases, das in Behäl tern in flüssiger Form oder zusammen mit einem in einer porösen Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck ge speichert ist, wobei die Behälter erwärmt werden, da durch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Behälter in eine ausschliesslich gasdichte Teile dieser Behälter um schliessende Kapsel eingebaut wird bzw. werden, wobei der Kapselinnenraum während der Gasentnahme wenigstens zeitweise erwärmt wird, während der Aussenraum der Kapsel belüftet wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälter mittels erhitterLuft erwärmt und die Luft innerhalb des Kapselinnenraumes umgewälzt wird. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur des Kapselinnenraumes in Abhängigkeit vom Druck in den Behältern geregelt wird, 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit innerhalb eines Raumes montier ten Behältern mit Entnahmevorrichtungen, dadurch gekenn zeichnet, dass ein oder mehrere Behälter (1 bis 4) so in eine allseitig geschlossene Kapsel (7 bis 9) eingebaut ist bzw. sind, dass sich nur die Behältergehäuse sowie eine Heizvorrichtung (6) im Kapselinnenraum befinden, während die Gasentnahme- und Gasfüllstelle der Behälter sowie die zugehörigen Entnahmevorrichtungen (10 bis 18) ausserhalb der Kapsel angeordnet sind. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Kapsel jeweils alle über eine gemeinsame Ent nahmeleitung (18) zu einer Bündeleinheit zusammengefassten Behälter (1 bis 4) angeordnet sind. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich net, dass die Heizvorrichtung (6) ein unterhalb der Behäl ter (1 bis 4) in der Kapsel angeordneter Lufterhitzer ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Kapselinnenraum eine Wand (19,19') mit Abstand und im wesentlichen parallel zu einer vertikalen Kapselwand (7,7') angeordnet ist, wobei der zwischen der Wand und der vertikalen Kapselwand gebildete Raum den Bodenbereich der Kapsel mit dem Deckenbereich der Kapsel verbindet und in diesem Raum keine Behälter angeordnet sind.

Inventors: MEINASS, HELMUT, VOLZ, BERNHARD
Applicants: LINDE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: F17C7
IPC codes: F17C11, F17C7