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DE10113725A1 - Nicht formbeständiger Speicherbehälter und Verfahren zum Speichern von Gasen - Google Patents

Nicht formbeständiger Speicherbehälter und Verfahren zum Speichern von Gasen

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Publication number
DE10113725A1
DE10113725A1 DE2001113725 DE10113725A DE10113725A1 DE 10113725 A1 DE10113725 A1 DE 10113725A1 DE 2001113725 DE2001113725 DE 2001113725 DE 10113725 A DE10113725 A DE 10113725A DE 10113725 A1 DE10113725 A1 DE 10113725A1
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DE
Germany
Prior art keywords
gas
storage container
storage
container
permeable material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE2001113725
Other languages
English (en)
Inventor
Ernst Wandke
Alexander Jurmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to DE2001113725 priority Critical patent/DE10113725A1/de
Priority to EP02761891A priority patent/EP1370797A1/de
Priority to PCT/EP2002/002841 priority patent/WO2002084167A1/de
Publication of DE10113725A1 publication Critical patent/DE10113725A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

Es wird ein nicht formbeständiger Speicherbehälter, insbesondere für die Speicherung von Gasen und/oder Gasgemischen, bestehend im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material, beispielsweise aus beschichtetem Gummi oder aus textilverstärktem Polyester, beschrieben. Ferner wird ein Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem derartigen Speicherbehälter beschrieben. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der nicht formbeständige Speicherbehälter von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der ebenfalls im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material besteht, und/oder von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der aus einem nicht gasdurchlässigen Material besteht, umgeben. DOLLAR A Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der oder die äußeren Speicherräume mit einem Sauerstoff-freien Gas oder Gasgemisch, vorzugsweise mit einem inerten Gas oder Gasgemisch, befüllt.

Description

Die Erfindung betrifft einen nicht formbeständigen Speicherbehälter, insbesondere für die Speicherung von Gasen und/oder Gasgemischen, bestehend im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material, beispielsweise aus beschichtetem Gummi oder aus textilverstärktem Polyester.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem derartigen Speicherbehälter.
Hochdruckgas-Abschreckeinrichtungen werden im Regefall mit gasförmigem Helium bei einem Druck von mehr als 10 bar betrieben. Bei der Gaseversorgung derartiger Anlagen mit Helium wird das Helium aus Kostengründen im Kreislauf gefahren und entweder in entsprechenden Druckbehältern - gefertigt aus Stahl, Aluminium, Kupfer, etc. - oder nicht formbeständigen, insbesondere ballonförmigen Speicherbehältern bzw. Ballons (zwischen)gelagert. Während Druckbehälter sowohl zur Entspannung als auch zur Lagerung von Gasen genutzt werden, kommen die vorgenannten, nicht formbeständigen Speicherbehälter mit wenigen Ausnahmen als Entspannungsbehälter zum Einsatz.
Die Verwendung der vorgenannten Druckbehälter hat u. a. den Vorteil, dass die Reinheit des in ihnen gespeicherten Gases relativ unabhängig von der Lagertechnologie ist.
Nachteilig hierbei ist jedoch, dass die Anlagen- bzw. Investitionskosten vergleichsweise hoch sind, was ebenso für den Überwachungsaufwand derartiger Druckbehälter gilt.
Kommen die vorgenannten nicht formbeständigen Speicherbehälter zur Anwendung, kommt es durch die physikalisch bedingte Diffusion von Luftsauerstoff und anderen Gasarten durch die Speicherbehälterwand zum einen zu erheblichen zusätzlichen Gasverlusten und zum anderen zu einer Verunreinigung des in dem nicht formbeständigen Speicherbehälter gelagerten Gases oder Gasgemisches. Wird beispielsweise für den eingangs beschriebenen Anwendungszweck - Hochdruckgas- Abschreckung mittels Helium - Helium in einem nicht formbeständigen Speicherbehälter gelagert, so hat zwar die Diffusion von Stickstoff - zumindest bis zu einem Stickstoffgehalt von ca. 15 Vol.-% - keine Nachteile, unter bestimmten Bedingungen können mit einem entsprechenden Helium/Stickstoff-Gasgemisch sogar verbesserte Abschreckbedingungen erreicht werden, jedoch erfordert die Beseitigung des eindiffundierten Sauerstoffes entweder ein Austauschen des Heliums in regelmäßigen Abständen oder das Einbinden einer entsprechenden adsorptiven und/oder permeativen Gasreinigungsvorrichtung, mittels der der Sauerstoff aus dem Helium entfernt werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen nicht formbeständigen Speicherbehälter sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem derartigen Speicherbehälter anzugeben, der bzw. das die vorgenannten Nachteile vermeidet. Insbesondere sollen die Verunreinigung(en) und Gasverluste reduziert, die Anlagen- und Prozesssicherheit erhöht und die Investitions- sowie die Betriebskosten reduziert werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein gattungsgemäßer nicht formbeständigen Speicherbehälter vorgeschlagen, der dadurch gekennzeichnet ist, dass der nicht formbeständige Speicherbehälter von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der ebenfalls im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material besteht, und/oder von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der aus einem nicht gasdurchlässigen Material besteht, umgeben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem gattungsgemäßen Speicherbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass der oder die äußeren Speicherräume mit einem Sauerstoff-freien Gas oder Gasgemisch gefüllt sind bzw. werden.
Erfindungsgemäß ist der nicht formbeständige, innere Speicherbehälter nunmehr nicht unmittelbar der Umgebungsluft "ausgesetzt", sondern zwischen ihm und der Umgebungsluft wird wenigstens ein weiterer äußerer Speicherraum, der als Puffer zwischen dem inneren Speicherraum und der Umgebungsluft dient, vorgesehen.
Dieser äußere Speicherraum kann nun gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 entweder durch einen weiteren, nicht formbeständigen Speicherbehälter, der ebenfalls im Wesentlichen aus dem gleichen Material wie der innere, nicht formbeständige Speicherbehälter besteht, oder von einem weiteren Speicherbehälter, der aus einem nicht gasdurchlässigen Material besteht, umgeben sein. Im Falle der letztgenannten Alternative kann als äußerer Speicherbehälter beispielsweise eine Blechummantelung des inneren, nicht formbeständigen Speicherbehälters vorgesehen werden.
Unabhängig davon, welche der beiden Lösungen gewählt wird, ist das in dem inneren Speicherraum befindliche Gas oder Gasgemisch nunmehr nicht mehr unmittelbar der Umgebungsluft "ausgesetzt".
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Speicherbehälters bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der oder die äußeren Speicherräume mit einem Sauerstoff-freien Gas oder Gasgemisch gefüllt. Hierbei kommen vorzugsweise ein inertes Gas oder Gasgemisch, wie beispielsweise Stickstoff, Argon, Kohlendioxid oder SF6 bzw. Gasgemische, die die vorgenannten Komponenten enthalten, zur Anwendung. Des Weiteren können der oder die äußeren Speicherräume auch mit dem gleichen Gas oder Gasgemisch, wie es in dem inneren Speicherraum gelagert ist, gefüllt werden.
Den erfindungsgemäßen Speicherbehälter sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Speichern weiterbildend wird vorgeschlagen, dass zumindest in dem inneren Speicherraum Mittel zum Überwachung einer Gaskonzentration, vorzugsweise der Sauerstoffkonzentration, vorgesehen sind.
Mittels der Überwachung der Sauerstoffkonzentration kann sichergestellt werden, dass bei Erreichen einer bestimmten Sauerstoffkonzentration geeignete Maßnahmen zur Verringerung der Sauerstoffkonzentration eingeleitet werden (können). In zweckmäßiger Weise wird jedoch die Sauerstoffkonzentration in beiden bzw. allen Speicherräumen überwacht.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem Speicherbehälter weiterbildend wird zudem vorgeschlagen, dass Druck- und/oder Volumenänderungen innerhalb eines Speicherraumes durch Druck- und/oder Volumenänderungen innerhalb wenigstens eines anderen Speicherraumes gesteuert werden.
Prinzipiell sollte der nicht formbeständige Speicherbehälter immer so angeordnet werden, dass er nach wie vor frei beweglich ist und Volumenänderungen entweder durch einen sensorgesteuerten Gasstrom oder durch eine äquivalente Volumenänderung in dem oder einem der anderen Speicherräume ausgeglichen werden können. Auch durch eine Druckänderung in dem oder einem der äußeren Speicherräume kann der Druck in dem inneren Speicherraum verändert werden und umgekehrt, wodurch einzelne Verfahrensschritte, wie beispielsweise das Transportieren von Gas in den Lagerbehältern, durch eine entsprechende Erhöhung des Druckes in dem oder einem der äußeren Speicherräume unterstützt werden.
Die Erfindung sei nachfolgend anhand zweier in den Fig. 1 und 2 dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Fig. 1 zeigt hierbei eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der nicht formbeständige Speicherbehälter 2, der einen Speicherraum 1 definiert, von einem Speicherbehälter 4, der ebenfalls im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material besteht, umschlossen wird. Der äußere bzw. Zwischenspeicherraum 3 wird nunmehr erfindungsgemäß mit einem Sauerstoff-freien Gas oder Gasgemisch, vorzugsweise mit einem inerten Gas oder Gasgemisch befüllt. Dies geschieht über den Füllstutzen 8. Das Befüllen und Entnehmen von Medium aus dem Speicherraum 1 erfolgt über den Füllstutzen 7.
Des Weiteren sind Messfühler 5 und 6 vorgesehen, die der Erfassung bzw. Überwachung der Gas(gemisch)zusammensetzung in den Speicherräumen 1 und 3 dienen.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, die sich von der in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsform nur dadurch unterscheidet, dass der nicht formbeständige Speicherbehälter 2 von einem Speicherbehälter 4', der aus einem nicht gasdurchlässigen Material, bspw. Blech, besteht, umgeben ist.
Der erfindungsgemäße Speicherbehälter sowie das erfindungsgemäße Verfahren schaffen eine Speichermöglichkeit für Gase oder Gasgemische, bei der die Diffusion von z. B. Luftsauerstoff in das gespeicherte Medium verhindert bzw. deutlich reduziert werden kann. Damit einhergehend wird eine Reduzierung der Gasverluste erreicht. Auch die erwähnten, für die Reinigung des gespeicherten Mediums erforderlichen Vorrichtungen können nunmehr entfallen, woraus in der Summe eine höhere Prozesssicherheit resultiert.

Claims (9)

1. Nicht formbeständiger Speicherbehälter, insbesondere für die Speicherung von Gasen und/oder Gasgemischen, bestehend im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material, beispielsweise aus beschichtetem Gummi oder aus textilverstärktem Polyester, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht formbeständige Speicherbehälter von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der ebenfalls im Wesentlichen aus einem gasdurchlässigen Material besteht, und/oder von wenigstens einem weiteren Speicherbehälter, der aus einem nicht gasdurchlässigen Material besteht, umgeben ist.
2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Zu- und Abführen von Gasen bzw. Gasgemischen in die durch die Speicherbehälter gebildeten Speicherräume vorgesehen sind.
3. Speicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die äußeren Speicherräume mit einem Sauerstoff-freien Gas oder Gasgemisch befüllt sind.
4. Speicherbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die äußeren Speicherräume mit einem inerten Gas oder Gasgemisch, befüllt sind.
5. Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in dem inneren Speicherraum Mittel zum Überwachen einer Gaskonzentration, vorzugsweise der Sauerstoffkonzentration, vorgesehen sind.
6. Verfahren zum Speichern eines oder mehrerer Gase oder Gasgemische in einem Speicherbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die äußeren Speicherräume mit einem Sauerstoff­ freien Gas oder Gasgemisch befüllt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die äußeren Speicherräume mit einem inerten Gas oder Gasgemisch, befüllt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffkonzentration zumindest in dem inneren Speicherraum überwacht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Druck- und/oder Volumenänderungen innerhalb eines Speicherraumes durch Druck- und/oder Volumenänderungen innerhalb wenigstens eines anderen Speicherraumes gesteuert werden.
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