DE2851862A1

DE2851862A1 - Verfahren zur entnahme von gasen aus behaeltern

Info

Publication number: DE2851862A1
Application number: DE19782851862
Authority: DE
Inventors: Lukas Dipl Ing Koegel; Helmut Dipl Ing Meinass; Bernhard Ing Grad Volz
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1978-11-30
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1980-06-04
Also published as: FR2443017B1; FR2443017A1; BE880342A; ATA83079A; CH641888A5; NL7908699A; AT364344B

Description

LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

(G O89) G 78/9O

. ' Hm/fl

27.II.78

Verfahren zur Entnahme von Gasen aus Behältern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entnahme von Gasen aus in einem Raum gelagerten Behältern, in denen die Gase zusammen mit einem in einer porösen Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck gespeichert sind.

Ein derartiges Verfahren ist durch die DE-OS 26 50 88O bekannt. Um eine bestimmte Entnahmemenge an gespeichertem Gas garantieren zu können, werden dabei die Behälter in beheizten Transportbehältern (Containern) oder in ortsgebundenen Räumen aufgestellt. Mit Hilfe einer Temperaturregeleinrichtung wird innerhalb der beheizten Container bzw. Räume eine bestimmte Solltemperatur eingehalten. Dieser Temperatursollwert bleibt allerdings während der gesamten Entleerungszeit konstant. Da unter den Aspekten geringer Lösungsmittelverluste geringer Heizkosten und hoher Sicherheit eine möglichst niedrige Temperatur, hinsichtlich der Garantie einer bestimmten Entnahmemenge pro Zeiteinheit und einer weitgehenden Entleerung der Behälter aber eine möglichst hohe Temperatur wünschenswert ist, kann eine konstante Raumtemperatur nur einen Kompromiß darstellen.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das eine optimale Entnahme von Gasen aus Behältern mit geringen Verlusten an Lösungsmittel, geringen' Heizkosten und hoher Sicherheit ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Temperatur des Raumes in Abhängigkeit vom Druck in den Behältern geregelt wird.

Erfindungsgemäß wird die Temperatur des Raumes, in dem die Behälter für die unter Druck gespeicherten Gase gelagert werden, nicht auf einem konstanten Niveau gehalten, sondern vielmehr den durch die augenblicklichen Druckverhältnisse in den Behältern bestimmten Bedingungen angepaßt. Insbesondere ist bei vollen Behältern eine niedrige Raumtemperatur, mit sinkendem Druck in den Behältern jedoch eine höhere Raumtemperatur günstig. Da eine niedere Raumtemperatur bei einem vollen Behälter auch einen geringeren Behälterdruck bewirkt, ist mit diesem Verfahrensschritt nicht nur ein hoher Sicherheitsfaktor für die Lagerung der Gase gewährleistet, sondern auch ein minimaler Verlust an dampfförmigem, bzw. flüssigem Lösungsmittel. Waren bisher Hochdruckleitungen, die die unter Druck stehenden Gase von den Behältern zur Verbrauchsstelle leiten, im Freien verlegt, so war es erforderlich, diese Leitungen mit einer Isolierung zu umgeben und mit einer Begleitheizung auszurüsten. Diese Maßnahme sollte bei niedrigen Außentemperaturen eine Verflüssigung der unter hohem Druck stehenden Gase in den Leitungen verhindern. Die Gefahr einer Verflüssigung bestand immer, wenn die Gasentnahme längere Zeit unterbrochen wurde. Erfindungsgemäß wird jedoch bei vollen Behältern die Temperatur des Raumes bzw. des Containers auf einem niedrigen Niveau gehalten und somit der Druck in den Behältern gesenkt, so daß eine Verflüssigigung von Gasen in den im Freien verlegten Leitungen nicht mehr erfolgt und die Kosten für die Einrichtung und den Betrieb einer Begleit-

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heizung eingespart werden können.

Durch die Temperaturabsenkung bei hohem Druck in den Behältern werden Heizkosten eingespart im Vergleich zu bisherigen Verfahren. Nach der vorgeschlagenen Verfahrensweise wird die Temperatur des Lagerraumes mit zunehmender Entleerung der Behälter erhöht. Bei fallendem Behälterdruck würde durch die ansteigende Löslichkeit des Gases im Lösungsmittel weniger Gas pro Zeit entnommen werden können. Diesem Effekt wird durch die Temperaturanhebung im Raum und damit in den Behältern entgegengewirkt. Dadurch ist über einen längeren Zeitraum als bisher eine bestimmte Entnahmemenge pro Zeiteinheit garantiert. Darüber hinaus lassen sich die in den Behältern verbleibenden Restgasmengen auf ein Minimum reduzieren, denn bei einer höheren Behältertemperatur ist bei gleichem Entnahme-Enddruck die Entleerung aufgrund der geringeren Löslichkeit des Gases im Lösungsmittel besser.

In einer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens wird die Raumtemperatur mit sinkendem Druck erhöht, so daß jede Änderung des Behälterdruckes eine Anpassung der Raumtemperatur zur Folge hat.

In einer besonders heizkostengünstigen Verfahrensweise wird der Raum, in dem sich die zur Gasentnahme vorgesehenen Behälter befinden, oberhalb eines definierten Behälterdruckes nicht beheizt. Dazu wird der Druck in der Entnahmeleitung gemessen und die Raumheizung unterhalb des definierten Druckes ein- und oberhalb dieses Druckes ausgeschaltet. Grundsätzlich ist es möglich, die Raumtemperatur, die unterhalb des definierten Druckniveaus durch Einschalten der Raumheizung erhöht wird, nach einem druckabhängigen Temperatursollwert zu regeln. Eine besonders einfache, jedoch für den üblichen Anwendungsfall ausreichende Regelung ergibt sich, wenn die Temperatur des Raumes unterhalb des gewählten Druckes nur in Abhängig-

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keit eines konstanten Sollwertes reguliert wird.

In einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens befinden sich mehrere Behälter in einem Raum, der durch eine Heizvorrichtung erwärmt wird. Zur Regelung der Raumtemperatur dienen ein Sollwertgeber sowie ein raumtemperaturgesteuerter Istwertgeber und eine mit beiden Gebern verbundene Regeleinheit. Eine Differenz zwischen gemessenem Istwertsignal und vorgesehenem Sollwertsignal, die durch Vergleich in der Regeleinheit ermittelt wird, wird in eine Stellgröße umgesetzt, durch die die Heizleistung und damit die Raumtemperatur in Richtung des Sollwertes geändert werden kann. Bei Verwendung einer pneumatisch arbeitenden Regeleinheit dient als Stellgröße der Druck eines Fluids, der in der Regeleinheit in Abhängigkeit von der Differenz der beiden Gebersignale eingestellt wird und auf ein Stellglied in der Versorgungsleitung für die Heizeinrichtung einwirkt.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung, bei der der Temperatursollwert druckabhängig ermittelt wird, registriert der Sollwertgeber die Meßsignale eines Druckfühlers, der in einer die Behälter verbindenden Entnahmeleitung angeordnet ist. Im Sollwertgeber wird das Meßsignal in ein für die Regeleinheit verwendbares Signal umgeformt und so die Solltemperatur mit abnehmendem Druck erhöht.

In einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens 1st bei Verwendung einer pneumatischen Regeleinheit in der Leitung, über die die Regeleinheit mit Fluid versorgt wird, ein Stellventil angeordnet, das in Abhängigkeit vom Druck in der Entnahmeleitung schaltet. Auf diese Weise kann bei einem sehr hohen Druck in der Entnahmeleitung die Versorgung der pneumatisch arbeitenden Regeleinheit mit Fluid und dadurch die Beheizung des ^Raumes unterbrochen werden. Sinkt der Druck

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unter einen eingestellten Wert, öffnet das Stellventil und die Raumtemperatur wird in der geschilderten Weise druckabhängig oder in Abhängigkeit eines konstanten Temperatursollwertes geregelt.

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Ein Vorteil dieser Betriebsweise ist der, daß Verluste des unter Druck stehenden Fluids durch Undichtigkeiten im Regelkreis vermieden werden, wenn die Regeleinheit oberhalb des eingestellten Druckes nicht in Betrieb ist.

Besonders einfach kann das Stellventil in Entnahmeeinrichtungen betätigt werden* die mit einer druckgesteuerten Drosseleinrichtung gerüstet sind. Mit dieser Einrichtung wird die Gasentnahme bei einem hohen Druck im Behälter unter Zwischenschaltung eines Strömungswiderstandes gedrosselt durchgeführt und die Stellung des StrömungswiderStandes druckabhängig gesteuert. Eine geeignete druckgesteuerte Drosseleinrichtung besteht im wesentlichen aus einem bei hohem Druck schließenden Ventil, dem in einer Bypassleitung eine Drossel parallel geschaltet ist. Mit diesem Ventil kann das Stellventil der Heizregelung über ein mechanisches Kopplungsglied verbunden werden, so daß bei geschlossenem Ventil auch das Stellventil geschlossen ist.

Anhand schematischer Skizzen sollen im folgenden zwei Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben und ihre Punktionsweise erläutert werden:

Es zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform, bei der die Raumtemperatur

mit sinkendem Druck stetig erhöht werden kann, Figur 2 eine Ausführungsform, bei der der Raum nur unterhalb eines einstellbaren¹Druckes in den Behältern beheizt wird.
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Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß mehrere Behälter 3 in einem Raum 1 mit einer durchlöcherten Bodenplatte 20, unter der sich eine Heizvorrichtung 2 befindet, aufgestellt sind. Mehrere Behälter sind an eine gemeinsame Entnahmeleitung 4 angeschlossen. Innerhalb des Raumes 1 ist eine pneumatische Regeleinheit 10 angebracht, die einerseits die Sollwertsignale eines Sollwertgebers 6 und andererseits Istwertsignale registriert, die in einem Istwertgeber 8 in Abhängigkeit von der mit einem Temperaturfühler 9 bestimmten Raumtemperatur gebildet werden. Darüber hinaus wird die Regeleinheit 10 über eine Leitung 11 mit Instrumentenluft versorgt. Aufgrund eines Vergleiches von Istwert- und Sollwertsignal wird ein Regelsignal gebildet und in einen entsprechenden Stelldruck in Leitung 12 umgesetzt. Leitung 12 ist mit einem Stellglied 13 in der Vorlaufleitung 14 einer mit einem Fluid beheizten Heizeinrichtung 2 verbunden. Dem Druck der Luft in Leitung 12 entsprechend wird durch das Stellglied 13 die Durchflußrate des Fluids und damit die Heizleistung der Heizeinrichtung 2 eingestellt.

Außerdem kann in der Entnahmeleitung 4 eine druckgesteuerte Drosseleinrichtung 5 angeordnet sein, deren Aufgabe es ist, bei vollen Behältern 3 eine unerwünscht hohe Entnahmemenge zu verhindern und damit die Gefahr von Lösungsmittelaustritt zu mindern.

Gemäß Figur 1 ist in der Entnahmeleitung 4 weiterhin ein Druckfühler 7 eingebaut, durch den der Druck in der Entnahmeleitung 4 bestimmt und im Sollwertgeber 6 in einen Sollwert für die Raumtemperatur, die die besten Entnahraebedingungen beim vorliegenden Druck bietet, umgewandelt wird. Dieser Sollwert wird im Regler 10 mit dem durch Temperaturfühler 9 tatsächlich gemessenen und im Istwertgeber 8 umgewandelten Wert für die Raumtemperatur verglichen. Bei einer Differenz zwischen Sollwert- und Istwert kann dann über die mit Druck-Form. 5729 7.78 · / ·

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luft versorgte Regeleinheit 10 der Öffnungsquerschnitt des Stellgliedes 13 und damit die Durchflußrate des Heizmediums bzw. die Heizleistung geregelt werden. Als Stellgröße der Regeleinheit dient der Druck der Luft in Leitung 12. Bei dieser Verfahrensweise bedingt jede Druckänderung in den Behältern auch eine Änderung der Heizleistung. Beginnend bei einer niedrigen Temperatur und hohem Druck im Behälter, wird die Temperatur im Behälter bei abnehmendem Druck stetig erhöht.

Gemäß Figur 2 ist in Leitung 11 ein Stellventil 15 eingebaut, mit dem die Zufuhr von Druckluft zur Regeleinheit 10 unterbrochen werden kann. Das Stellventil ist über ein Kopplungsglied 16 mit dem Ventil 18 einer druckgesteuerten Drosselein- richtung 5 verbunden.

Die Regelung der Raumtemperatur geschieht in diesem Ausführungsbeispiel folgendermaßen: In den Raum 1 werden die Behälter 3 bei Umgebungstemperatur aufgestellt und an die Entnahmeleitung 4 angeschlossen. In den vollen Behältern soll ein Druck herrschen, der über dem in der druckgesteuerten Drosseleinrichtung 5 eingestellten Druck liegt. Die Drosseleinrichtung schaltet demnach auf "Bypaß", d.h. Ventil 18 wird geschlossen. Gleichzeitig wird das Stellventil 15 über das Kopplungsglied 16 geschlossen. Der Gasstrom geht nur noch durch die Drossel. Auf diese Weise wird die Regelung der Raumheizung unterbrochen und Stellglied 13 in der Vorlaufleitung 14 geschlossen. Somit wird Raum 1 nicht beheizt. Sinkt der Behälterdruck unter den in der druckgesteuerten Drosseleinrichtung 5 eingestellten Wert, wird das Ventil 18 und über das Kopplungsglied 16 das Stellventil 15 in Leitung 11 geöffnet. Dadurch wird die Temperaturregelung und damit auch die Beheizung des Raumes 1 wieder in Gang gesetzt. Am Kopplungsglied 16 bzw. Stellventil 15 können evtl. Schaltspieleinstellungen vorgenommen werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist Sollwert-Form. 5729 7.78 /

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-ΙΟΙ geber 6 nicht mit einem Druckfühler verbunden. Die Temperatur des Raumes wird - so die Temperaturregelung eingeschaltet ist - in Abhängigkeit eines konstanten Sollwertes geregelt.

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Claims

2351862 (G 089) ' G 78/90 Hm/ fl 27.II.78 Patentansprüche

1.j Verfahren zur Entnahme von Gasen aus in einem Raum gelagerten Behältern, in denen die Gase zusammen mit einem in einer porösen Masse verteilten Lösungsmittel unter Druck gespeichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Raumes (1) in Abhängigkeit vom Druck in den Behältern (3) geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Räumtemperatur mit sinkendem Druck in den Behältern erhöht wird.

j5.< Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Raumtemperatur erst unterhalb eines bestimmten Druckes in den Behältern erhöht wird.

4. Verfahren nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur unterhalb eine s bestimmten Druckes in Abhängigkeit von einem konstanten Soll-Wert geregelt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit mehreren Behältern (3), die sich in einem Raum (1) mit einer Heizvorrichtung (2) befinden, gekennzeichnet durch einen Sollwertgeber (6) für die Raumtemperatur, einen raumtemperaturgesteuerten Ist-

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wertgeber (8) und eine mit dem Sollwertgeber und dem Istwertgeber verbundene Regeleinheit (10), die über eine Leitung (12) mit einem Stellglied (13) in der Versorgungsleitung (14) der Heizvorrichtung (2) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine pneumatische Regeleinheit (10), an die eine weitere Leitung (11) für ein Fluid angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, gekennzeichnet durch einen an den Sollwertgeber (6) angeschlossenen Druckfühler (7), der in einer die Behälter (3) verbindenden Entnahmeleitung (4) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein in Abhängigkeit vom Druck in der Entnahmeleitung (H-) reagierendes Stellventil (15) in der Leitung (11).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellventil (15) über ein mechanisches Kopplungsglied (16) mit einem oberhalb eines einstellbaren Druckes schließenden Ventil (18) verbunden ist, dem eine Bypassleitung mit einer Drossel (17) parallel geschaltet ist.

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