EP0992732A2 - Herstellung von Gasgemischen in grossen Mengen - Google Patents

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EP0992732A2
EP0992732A2 EP99116523A EP99116523A EP0992732A2 EP 0992732 A2 EP0992732 A2 EP 0992732A2 EP 99116523 A EP99116523 A EP 99116523A EP 99116523 A EP99116523 A EP 99116523A EP 0992732 A2 EP0992732 A2 EP 0992732A2
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EP
European Patent Office
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gas
pressure
pressurized
pressurized gas
trailer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99116523A
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English (en)
French (fr)
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EP0992732A3 (de
Inventor
Georg Schroeder
Heinz Ritterbach
Werner Schleser
Renate Schmidt
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.)
Air Liquide Deutschland GmbH
Original Assignee
Messer Griesheim GmbH
Air Liquide Deutschland GmbH
Messer Group GmbH
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Publication date
Application filed by Messer Griesheim GmbH, Air Liquide Deutschland GmbH, Messer Group GmbH filed Critical Messer Griesheim GmbH
Publication of EP0992732A2 publication Critical patent/EP0992732A2/de
Publication of EP0992732A3 publication Critical patent/EP0992732A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
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    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00—Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/10—Mixing gases with gases
    • B01F23/19—Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams; Arrangements, e.g. comprising controlling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
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    • B01F35/83—Forming a predetermined ratio of the substances to be mixed by controlling the ratio of two or more flows, e.g. using flow sensing or flow controlling devices
    • B01F35/833—Flow control by valves, e.g. opening intermittently
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    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
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    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/02—Mixing fluids
    • F17C2265/025—Mixing fluids different fluids

Definitions

  • the invention relates to a method for producing gas mixtures in large amounts.
  • Gas mixtures for large consumers have so far been provided in individual compressed gas cylinders (e.g. 50 liter compressed gas cylinders) or cylinder bundles. If a quantity of more than 1000 m 3 of gas mixture is required, the use of these containers is not advisable.
  • the invention has for its object a method for manufacturing to create gas mixtures in large quantities, especially one Process for the provision of gas mixtures on site at the Consumer.
  • Another object of the invention is a compressed gas cylinder wagon with the features of claim 7.
  • Pressurized gas cylinder wagons such as battery vehicles or trailers, are vehicles (for road or rail transport) with one or a larger number (e.g. 18 or 49) of interconnected pressurized gas containers.
  • Pressurized gas containers are e.g. B. tubes or large bottles.
  • the compressed gas tanks have z. B. gas capacity of 1000 to 4000 m 3 at 200 bar. If there is more than one compressed gas container on the vehicle, the compressed gas containers are connected to one another, the compressed gas containers preferably being lockable individually.
  • Pressurized gas cylinder wagons or pressurized gas container vehicles so Vehicles with one or more pressurized gas containers are in the called the following trailer.
  • gas sources provided.
  • gas sources such. B. compressed gas cylinders, Compressed gas cylinder bundles, gas storage tanks, containers or tanks with refrigerated gases or gas supply systems (with tank, Evaporator and compressor).
  • Gas sources can also be devices for gas generation like electrolysis cells for the generation of Chlorine gas or chemical reactors.
  • gas components with low Vapor pressure is recommended when using compressed gases in Pressurized gas cylinders have a bottle heater to make the trailer quick to be able to fill.
  • the gas mixtures are preferably produced according to manometric process in which the individual gas components according to the proportion in the finished gas mixture via your Partial pressures can be filled in the compressed gas tank.
  • the production the gas mixtures are made by manual or automatic filling the trailer's compressed gas tank.
  • the direct production of the Gas mixtures are primarily suitable for gases without additional Tools or measures lead to homogeneous gas mixtures.
  • suitable gases are e.g. B. nitrogen, oxygen, argon.
  • gases with non-ideal behavior e.g. B. carbon dioxide or hydrocarbons, in which the manufacture homogeneous gas mixtures is problematic, recommended by special measures or facilities for the formation more homogeneous To worry about gas mixtures.
  • the dynamic mixing takes place, for example, with a mixing system, in which the gas components z. B. by pinhole or Mass flow meters are metered into a mixing section.
  • a Mixing section can also be implemented, for example, by internals, fillers, Sieve plates in a gas pipe (e.g. with a pipe length of 2 to 5 meters) will be realized.
  • the mixing of the gases can, for example, in the Low pressure area or medium pressure area take place, whereby then compresses the gas mixture and into the Compressed gas tank of the trailer is introduced.
  • the homogenization the gas mixture can also be made in the pressurized gas containers be when z. B. for a turbulent flow during gas filling is taken care of.
  • the manometric method works particularly advantageously with a temperature-compensated pressure detection on the trailer, at least one, preferably all pressurized gas containers with at least one Temperature sensor (e.g. Pt-100) and at least one pressure sensor (e.g. B. Piezo pressure transducer).
  • the pressure sensor should at the furthest from the outflow point (gas sampling point) remote location in the compressed gas container (e.g. tube) to avoid measurement errors caused, for example, by a dynamic pressure when filling or a discharge pressure when emptying can be caused.
  • a temperature sensor should be near the Pressure sensor may be arranged.
  • the following variables and constants are included in the calculation of the current gas filling quantity of the trailer, which are fed to an electronic computing unit (e.g. entered manually or in a program): the total volume V TL (volume; m 3 ) of the compressed gas container of the trailer, the absolute pressure P T in the compressed gas tank of the trailer, the temperature T T in the compressed gas tank of the trailer, the calculated gas volume V TG of the gas or gas mixture in the compressed gas tank of the trailer, the calculated removal volume V AB of the gas or gas mixture in the compressed gas tank of the trailer, calculated total filling volume V IN a gas component or a gas mixture, the molar mass M of a gas component, the density ⁇ of the gas mixture, the general gas constant R and a real gas factor f (p, T) with pressure p and temperature T.
  • the electronic computing unit is preferably part of a Control unit for gas metering (filling) and gas delivery.
  • the Control unit enables automation of gas dosing and the gas delivery on the trailer.
  • A is preferably used as the control unit MSR unit, especially a single-chip board with EPROM. For example, the desired (to be recorded gas quantity to be dispensed).
  • a processor determines the Pressure in the compressed gas tank and compares the value (actual value) with the preset (entered) gas volume (setpoint). At a The sampling valve (e.g. pneumatic valve) is used for gas sampling on Trailer closed when the setpoint is reached. After completing the Gas extraction process, the user (operator) can both amount of gas delivered as well as the amount of residual gas on a display read from the trailer.
  • the trailer is z. B. with a nitrogen tube and an empty or evacuated tube equipped.
  • the nitrogen tube is a pressurized gas container filled with nitrogen. This can be used for flushing damaged pipes or as Back pressure medium can be used. In addition, at Use the residual pressure valve as nitrogen Pneumatic control air from the MCR technology can be used. Furthermore, the nitrogen is used to purge the plant components used can be used after fumigation.
  • the empty or evacuated tube can be half of the damage Absorb the amount of gas from a defective tube and thus help to repair the damage limit.
  • the trailer is usually equipped with individually lockable tubes.
  • the valve position of the shut-off valve on the trailer is preferred clearly recognizable by an opening indicator at a distance.
  • valve 21 After valve 21 is closed, the gas is released via valves 22 and 23 drained, that is, it is flushed with gas from gas source 1.
  • the pressure gas containers (tubes) 9 are relieved and evacuated, 10 and 11 by opening valves 13, 14, 15, 17, 16, 18, 22 and 23 (Relief to atmospheric pressure), closing of valve 23, opening of the valve 24 and evacuation of the tubes with the help of the vacuum pump 28 and closing the valves 22 and 24.
  • the desired gas dosing pressure With the help of the valve 25, 33 or 50 the desired gas dosing pressure is set.
  • the pressure can be read from 38 to 10 bar on the manometer. With a print ⁇ of more than 10 bar, the valve 4 closes automatically, so that the Pressure transducer 38 can not be destroyed.
  • a dosing pressure with more than 10 bar is set using a pressure gauge 39.
  • the valves 25 and 16 closed and the system relieved via valves 23 and 22.
  • One or more further gas components can be analogous to the metering of the first Gas component (via valve 25) metered via valves 33 or 50 become.
  • the main component of the gas mixture metered in from gas source 1 via valve 20. All gas doses take place under manometric control, whereby the pressure detection by means of pressure gauges 38 and 39.
  • the pressure detection by the Manometer 38 and 39 has the disadvantage that the exact Pressure sensing the metering valves 25, 33, 50 and 20 (at the gas sources 3, 42, 43 and 1) must be closed.
  • the influence of temperature by the gas compressed in the containers 9, 10 and 11 disregarded.
  • gas metering with pressure gauge 38 and 39 the gas metering is advantageously carried out with the temperature-compensated Pressure detection by means of pressure / temperature sensor 7 on the Pressurized gas containers 9, 10 and 11 of the trailer. This allows the Dosing pressures during gas dosing, that is during the Filling process, record exactly.
  • the gas pressures in the containers 9, 10 and 11 are advantageous on a display in the filling level of the trailer read.
  • the automated gas mixture production with automatic Gas metering on the trailer is shown in Fig. 2.
  • the tubes 9, 10, 11 are each with a device 7 for temperature-compensated Pressure detection equipped.
  • the devices 7 communicate with the control unit 12 on the trailer.
  • the control unit 12 acts on the controllable valve 17, which is usually a pneumatic valve.
  • the Control unit 12 is connected to control unit 34 at the fill level.
  • the control unit 34 acts on the valves 32, 18, 51, 35, 37, 36, 52 and 53.
  • the control units 12 and 34 can also be in a control unit e.g. B. on the trailer.
  • the production of the In principle, the gas mixture is the same as for the manual process of Fig. 1.
  • the process steps are as control steps in the Control unit stored, preferably in an EPROM as Memory block in the control circuit of the control unit.
  • the bottler gives the filling quantity or the filling pressure of the individual gas components of the gas mixture to be produced in the control unit, for.
  • the control units 12 and 34 control flushing of the Systems, evacuation and filling of the trailer's compressed gas tanks.
  • FIG. 3 shows a side view of a trailer 8 (top in FIG. 3) and a rear view of the trailer (bottom in FIG. 3).
  • the compressed gas tanks are attached to the trailer as long tubes.
  • the rear view shows the tubes for the useful gas, here are 47 tubes, which are identified as 9, and a tube 40 for the inert gas (e.g. nitrogen) and an empty or vacuum tube 41.
  • the manual valves 16 are below the tubes (for gas mixture, useful gas), 44 (for inert gas) and 45 (for empty or vacuum tube 41) and the control and display unit 12. The shut-off valves for each individual tube are not shown.
  • Reference list 1 Main component gas source 28 Vacuum pump 2nd Helium gas source 29 Adsorber 3rd Gas source for secondary component 30th Exhaust gas 4th Control valve to protect the pressure indicator 38 31 Pressure display of useful gas 5 Shut-off valve 32 controlled dosing valve for main component 6 Shut-off valve 33 Dosing valve for 2nd secondary component (hand) 7 Pressure, temperature detection 34 Control unit at the fill level 8th Trailer 35 Control valve disposal / evacuation 9 Pressurized gas container (tube) for useful gas 36 Control valve on vacuum pump 10th Pressurized gas container (tube) for useful gas 37 Control valve for outflow 11 Pressurized gas container (tube) for useful gas 38 Pressure sensor 0-10 bar 12th Control unit on the trailer 39 Pressure sensor 0-200 bar or 0-300 bar 13 Manual shut-off valve 40 Pressurized gas container for inert gas 14 Manual shut-off valve 41 Security container 15 Manual shut-off valve 42 Gas source for secondary component 2 16 Manual shut-off valve 43 Gas source for secondary component 3 17th Main shut-off valve, controlled (useful gas, trailer) 44 Main shut

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Abstract

Bei dem Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen werden die Gaskomponenten des Gasgemisches in einen oder mehrere Druckgasbehälter mit einem Fassungsvermögen von mindestens 100 m<3> bei 200 bar gleichzeitig oder nacheinander gefüllt werden, wobei mittels einer Druckerfassungseinrichtung, vorzugsweise temperaturkompensiert, an mindestens einem Druckgasbehälter der Gasdruck in dem Druckgasbehälter gemessen wird. Der oder die Druckgasbehälter sind vorzugsweise an einem Kraftfahrzeug oder Schienenfahrzeug angebracht, so daß die Herstellung des Gasgemisches Vorort erfolgen kann. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen in großen Mengen.
Gasgemische für Großverbraucher werden bisher in einzelnen Druckgasflaschen (z. B. 50 Liter-Druckgasflaschen) oder Flaschenbündeln bereitgestellt. Bei einem Mengenbedarf von mehr als 1000 m3 Gasgemisch ist der Einsatz dieser Behälter nicht sinnvoll.
Die Herstellung von Gasgemischen erfolgt bisher in Druckgasflaschen nach dem manometrischen Verfahren, dem gravimetrische Verfahren oder dem volumetrischen Verfahren. Diese Verfahren werden in dem Sonderdruck 23/94 "Prüfgase-Präzisionsgemische zum Kalibrieren von Meßgeräten" von Dr. K. Wilde, K. Studtrucker, Firma Linde - Technische Gase beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen in großen Mengen zu schaffen, insbesondere ein Verfahren zur Bereitstellung von Gasgemischen Vorort bei dem Verbraucher.
Gelöst wurde die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 6.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Druckgasflaschenwagen mit den Merkmalen von Anspruch 7. Druckgasflaschenwagen sind vorzugsweise Batteriefahrzeuge oder Trailer.
Bevorzugt sind Druckgasflaschenwagen mit:
  • a) einer Ausrüstung mit einer Meßanordnung zur Erfassung des in die Druckgasbehälter einströmenden und abströmenden Gases,
  • b) einer Ausrüstung mit Stickstoff-Druckgasbehälter,
  • c) mindestens einem evakuierten oder leeren Druckgasbehälter,
  • d) mindestens einem Druckgasbehälter mit einer Einrichtung zur temperaturkompensierten Druckerfassung und
  • e) einer Ausrüstung mit einer Steuerungstechnik für die Herstellung eines Gasgemisches.
    • Druckgasflaschenwagen, wie Batteriefahrzeuge oder Trailer, sind Fahrzeuge (für Straßen- oder Schienentransport) mit einem oder einer größeren Anzahl (z. B. 18 oder 49) von miteinander verbundenen Druckgasbehältern. Druckgasbehälter sind z. B. Röhren (Tubes) oder Großflaschen. Die Druckgasbehälter haben z. B. Gasfassungsvermögen von jeweils 1000 bis 4000 m3 bei 200 bar. Bei mehr als einem Druckgasbehälter auf dem Fahrzeug sind die Druckgasbehälter miteinander verbunden, wobei die Druckgasbehälter vorzugsweise einzeln absperrbar sind.
    Druckgasflaschenwagen oder Druckgasbehälterfahrzeuge, also Fahrzeuge mit einem oder mehreren Druckgasbehältern, werden im folgenden Trailer genannt.
    Die Gase zur Herstellung der Gasgemische werden in Gasquellen bereitgestellt. Als Gasquellen können z. B. Druckgasflaschen, Druckgasflaschenbündel, Gaslagertanks, Behälter oder Tanks mit kälteverflüssigten Gasen oder Gasversorgungsanlagen (mit Tank, Verdampfer und Kompressor) dienen. Gasquellen können auch Geräte zur Gaserzeugung sein wie Elektrolysezellen zur Erzeugung von Clorgas oder chemische Reaktoren. Bei Gaskomponenten mit niedrigem Dampfdruck empfiehlt sich bei Verwendung von komprimierten Gasen in Druckgasflaschen eine Flaschenheizung, um den Trailer schnell befüllen zu können.
    Die Herstellung der Gasgemische erfolgt vorzugsweise nach dem manometrischen Verfahren, bei dem die einzelnen Gaskomponenten entsprechend des Anteiles im fertigen Gasgemisch über ihre Partialdrücke in die Druckgasbehälter gefüllt werden. Die Herstellung der Gasgemische erfolgt durch manuelle oder automatische Befüllung der Druckgasbehälter des Trailers. Die direkte Herstellung der Gasgemische eignet sich vornehmlich für Gase, die ohne zusätzliche Hilfsmittel oder Maßnahmen zu homogenen Gasgemischen führen. Solche geeigneten Gase sind z. B. Stickstoff, Sauerstoff, Argon. Bei anderen Gasen, in der Regel Gase mit nicht idealem Verhalten, z. B. Kohlendioxid oder Kohlenwasserstoffe, bei denen die Herstellung homogener Gasgemische problematisch ist, empfiehlt sich, durch besondere Maßnahmen oder Einrichtungen für die Bildung homogener Gasgemische zu sorgen. Vorteilhaft erfolgt in diesen Fällen die Herstellung homogener Gasgemische mittels dynamischer Mischung. Die dynamische Mischung erfolgt beispielsweise mit einer Mischanlage, bei der die Gaskomponenten z. B. durch Lochblenden oder Massendurchflußmesser in eine Mischstrecke dosiert werden. Eine Mischstrecke kann beispielsweise auch durch Einbauten, Füllkörper, Siebplatten in einem Gasrohr (z. B. mit 2 bis 5 Meter Rohrlänge) realisiert werden. Die Vermischung der Gase kann beispielsweise im Niederdruckbereich oder Mitteldruckbereich erfolgen, wobei anschließend das Gasgemisch verdichtet und in den/die Druckgasbehälter des Trailers eingeleitet wird. Die Homogenisierung des Gasgemisches kann auch in den Druckgasbehältern vorgenommen werden, wenn z. B. für eine turbulente Strömung bei der Gasbefüllung gesorgt wird.
    Die Herstellung eines Gasgemisches im Trailer umfaßt folgende Punkte:
    • Füllung von Gasgemischen im Trailer nach dem manometrischen Verfahren ohne zusätzliche Homogenisierung des Gasgemisches oder Befüllung von Druckgasbehältern des Trailers nach dem dynamischen Mischverfahren.
    • Ausrüstung des Trailers mit einer Meßanordnung zur Erfassung des eingefüllten Gases und bei der Befüllung der Druckgasbehälter.
    • Vorzugsweise Ausrüstung des Trailers mit zwei zusätzlichen Druckgasbehältern.
    • Vorzugsweise leerer oder vakuumbeaufschlagter Druckgasbehälter bei der Herstellung von giftigen Gasgemischen als Sicherheitsbehälter zur Aufnahme des giftigen Gasgemisches bei einem Störfall.
    • Vorzugsweise Druckgasbehälter mit einem Inertgas, z. B. Stickstoff, zur Spülung des benutzten Equipments (Druckgasbehälter, Leitungen, Ventile etc.), Druckgasvorratsspeicher (z. B. Druckluftbehälter) für die vorzugsweise pneumatisch betriebene Meß-, Steuer- und Regel-Technik (MSR-Technik) sowie für den Aufbau von Gegendruck bei defekten Ventilen.
    Das manometrische Verfahren arbeitet besonders vorteilhaft mit einer temperaturkompensierten Druckerfassung am Trailer, wobei mindestens ein, vorzugsweise alle Druckgasbehälter mit mindestens einem Temperaturfühler (z. B. Pt-100) und mindestens einem Drucksensor (z. B. Piezodruckaufnehmer) ausgerüstet werden. Der Drucksensor sollte an der am weitesten von der Ausströmstelle (Gasentnahmestelle) entfernten Stelle im Druckgasbehälter (z. B. Röhre) angeordnet werden, um Meßfehler zu vermeiden, die beispielsweise durch einen Staudruck bei der Befüllung oder einen Abströmdruck bei der Entleerung verursacht werden können. Ein Temperaturfühler sollte in der Nähe des Drucksensors angeordnet sein.
    Wird die Einrichtung zur temperaturkompensierten Druckerfassung mit einer elektronischen Recheneinheit gekoppelt, die die Meßwerte und Veränderungen der Meßwerte aufnimmt, auswertet und zur Steuerung ausnutzt, so kann eine kontrollierte Gasaufnahme (Gasdosierung bei der Befüllung) und kontrollierte Gasabgabe (Entleerung, Gasentnahme) der Druckgasbehälter des Trailers eingerichtet werden, womit die abgegebene Gasmenge und der Restgasinhalt der Druckgasbehälter des Trailers jederzeit verfolgt werden kann.
    In die Berechnung der aktuellen Gasfüllmenge des Trailers gehen folgende Variablen und Konstanten ein, die einer elektronischen Recheneinheit zugeführt werden (z. B. per Handeingabe oder in einem Programm vorgegeben): das Gesamtvolumen VTL (Rauminhalt; m3) der Druckgasbehälter des Trailers, der Absolutdruck PT im Druckgasbehälter des Trailers, die Temperatur TT im Druckgasbehälter des Trailers, das kalkulierte Gasvolumen VTG des Gases oder Gasgemisches im Druckgasbehälter des Trailers, das kalkulierte Entnahmevolumen VAB des Gases oder Gasgemisches im Druckgasbehälter des Trailers, kalkuliertes Gesamtbefüllvolumen VIN einer Gaskomponente oder eines Gasgemisches, die Molmasse M einer Gaskomponente, die Dichte ρ des Gasgemisches, die allgemeine Gaskonstante R und ein Realgasfaktor f(p, T) mit Druck p und Temperatur T.
    Das Gasvolumen VTG des Gases oder Gasgemisches im Druckgasbehälter des Trailers wird berechnet nach der Formel: VTG = VTL x PT x M/(TT x ρ x R x f(p,T)). Das Entnahmevolumen VAB des Gases oder Gasgemisches im Druckgasbehälter des Trailers wird berechnet nach der Formel: VAB = VTL x PT x M/(TT x ρ x R x f(p,T)).
    Der dem Entnahmevolumen VAB entsprechende Druck PAB wird berechnet nach der Formel: PAB = VAB x TT x R x f(p,T) x ρ/(VTL x M). Der Restdruck PT' in den Druckbehältern des Trailers nach der Gasentnahme wird berechnet nach der Formel: PT' = PT - PAB.
    Die elektronische Recheneinheit ist vorzugsweise Teil einer Steuereinheit für die Gasdosierung (Befüllung) und die Gasabgabe. Die Steuereinheit ermöglicht eine Automatisierung der Gasdosierung und der Gasabgabe am Trailer. Als Steuereinheit dient vorzugsweise eine MSR-Einheit, insbesondere eine Einchip-Platine mit EPROM. Beispielsweise wird über eine Tastatur die gewünschte (aufzunehmende oder abzugebende) Gasmenge eingegeben. Ein Prozessor ermittelt den Druck im Druckgasbehälter und vergleicht den Wert (Istwert) mit der voreingestellten (eingegeben) Gasmenge (Sollwert). Bei einer Gasentnahme wird das Entnahmeventil (z. B. Pneumatikventil) am Trailer bei Erreichen des Sollwertes geschlossen. Nach Beendigung des Gasentnahmevorganges kann der Anwender (Betreiber) sowohl die abgegebene Gasmenge als auch die Restgasmenge an einer Anzeige am Trailer ablesen.
    Vorteilhaft sind zudem folgende Ausstattungen des Trailers:
    • integrierte Einrichtung für die Helium-Lecksuche,
    • Wegfahrsperre bei Gasbefüllung und Gasabgabe,
    • Figure 00060001
      Not aus"-Einrichtungen an allen Teilen des Gassystems.
    Zur Erhöhung der Sicherheit während des Transportes, insbesondere bei dem Transport von giftigen, brennbaren oder korrosiven Gasen, werden vorteilhaft zwei Druckgasbehälter (Tubes) des Trailers nicht mit Gasgemisch befüllt (getrennte Verrohrung). Der Trailer wird z. B. mit einer Stickstoff-Tube und einer leeren oder evakuierten Tube ausgerüstet.
    Die Stickstoff-Tube ist ein mit Stickstoff gefüllter Druckgasbehälter. Dieser kann zur Spülung von schadhaften Rohrleitungen oder als Gegendruckmedium eingesetzt werden. Außerdem kann bei Verwendung des Restdruckventils dieser Stickstoff als Pneumatiksteuerluft der MSR-Technik eingesetzt werden. Desweiteren ist der Stickstoff zur Spülung der eingesetzten Anlageteile nach der Begasung einsetzbar.
    Die leere oder evakuierte Tube kann im Schadensfall die Hälfte der Gasmenge einer defekten Tube aufnehmen und hilft so den Schaden zu begrenzen.
    Der Trailer ist in der Regel mit einzeln absperrbaren Tubes ausgerüstet. Die Ventilstellung des Absperrventiles am Trailer wird vorzugsweise durch einen Öffnungsanzeiger auf Entfernung klar erkennbar.
    Anhand der Fig. 1 bis 3 wird die Erfindung erläutert.
  • Fig. 1 zeigt ein Verfahrensschema für eine manuelle Herstellung eines Gasgemisches mit dem Trailer (manuelle Trailer-Befüllung).
  • Fig. 2 zeigt ein Verfahrensschema für eine automatische Trailer-Befüllung.
  • Fig. 3 zeigt ein Schema als Beispiel für einen Trailer gemäß der Erfindung.
    • Anhand des Beispieles in Fig. 1 wird die manuelle manometrische Herstellung eines Dreikomponentengasgemisches erläutert. Die Fülleinrichtung mit den Gasquellen 1, 2 und 3 wird über die Rohrverbindung 19 mit dem Trauer 8 verbunden. Zur Gasspülung der gasführenden Teile der Fülleinrichtung wird kurzfristig die Verbindung 19 gelöst und Gas der Hauptkomponente 1 durch Öffnen der Ventile 20 und 18 abgeblasen. Nach dieser Druckwechselspülung wird die Verbindung 19 wieder hergestellt. Bei reaktiven, giftigen oder brennbaren Gasen wird nun aus der Gasflasche 2 über Druckminderer 26 und Ventil 21 Heliumgas in das System bis zum Ventil 16 eingelassen und anschließend das System in dem mit Helium gefüllten Teilbereich die Dichtigkeit des Systems, insbesondere an Verbindungsstellen und Ventilen, mittels Helium-Lecktest überprüft. Nach Schließen des Ventils 21 wird das Gas über die Ventile 22 und 23 abgelassen, das heißt es wird mit Gas der Gasquelle 1 gespült. Danach erfolgt die Entlastung und Evakuierung der Druckgasbehälter (Tubes) 9, 10 und 11 durch Öffnen der Ventile 13, 14, 15, 17, 16, 18, 22 und 23 (Entlastung bis Atmosphärendruck), Schließen von Ventil 23, Öffnen des Ventils 24 und Evakuierung der Tubes mit Hilfe der Vakuumpumpe 28 und Schließen der Ventile 22 und 24. Mit Hilfe des Ventils 25, 33 oder 50 wird der gewünschte Gasdosierdruck eingestellt. Der Druck kann am Manometer 38 bis 10 bar abgelesen werden. Bei einem Druck ρ von mehr als 10 bar schließt das Ventil 4 automatisch, so daß der Druckaufnehmer 38 nicht zerstört werden kann. Ein Dosierdruck mit mehr als 10 bar wird mittels Manometer 39 eingestellt. Nach Dosierung der ersten Gaskomponente aus Gasquelle 3 werden die Ventile 25 und 16 geschlossen und das System über die Ventile 23 und 22 entlastet. Eine oder mehrere weitere Gaskomponenten (aus den Gasquellen 42, 43 oder weiteren Gasquellen) können analog zur Dosierung der ersten Gaskomponente (über Ventil 25) über die Ventile 33 oder 50 dosiert werden. Abschließend wird die Hauptkomponente des Gasgemisches aus Gasquelle 1 über das Ventil 20 zudosiert. Alle Gasdosierungen erfolgen unter manometrischer Kontrolle, wobei die Druckerfassung mittels der Manometer 38 und 39 erfolgt. Die Druckerfassung durch die Manometer 38 und 39 hat den Nachteil, daß zur exakten Druckerfassung die Dosierventile 25, 33, 50 und 20 (an den Gasquellen 3, 42, 43 und 1) geschlossen sein müssen. Der Temperatureinfluß durch das in den Behältern 9, 10 und 11 komprimierte Gas hierbei unberücksichtigt. Statt der Gasdosierung mit Manometer 38 und 39 erfolgt die Gasdosierung vorteilhaft mit der temperatur-kompensierten Druckerfassung mittels Druck-/Temperatursensor 7 an den Druckgasbehältern 9, 10 und 11 des Trailers. Hierdurch lassen sich die Dosierdrücke während der Gasdosierung, das heißt während des Befüllvorganges, exakt erfassen. Die Gasdrücke in den Behältern 9, 10 und 11 sind vorteilhaft an einer Anzeige im Abfüllstand des Trailers abzulesen.
    Bei Abgabe von Gasen oder Gasgemischen, die giftige, gefährliche oder umweltgefährdende Gase enthalten, in die Atmosphäre wird das Gas über Leitungen mit den Ventilen 23 oder 24 einem Absorber 29 geleitet. Das abgelassene Gas verläßt den Absorber 29 als gereinigtes Abgas 30.
    Die automatisierte Gasgemischherstellung mit automatischer Gasdosierung am Trailer wird in Fig. 2 gezeigt. Die Tubes 9, 10, 11 sind jeweils mit einer Einrichtung 7 zur temperatur-kompensierten Druckerfassung ausgestattet. Die Einrichtungen 7 kommunizieren mit der Steuereinheit 12 am Trailer. Die Steuereinheit 12 wirkt auf das steuerbare Ventil 17, das in der Regel ein Pneumatikventil ist. Die Steuereinheit 12 ist mit der Steuereinheit 34 am Füllstand verbunden. Die Steuereinheit 34 wirkt auf die Ventile 32, 18, 51, 35, 37, 36, 52 und 53. Die Steuereinheiten 12 und 34 können auch in einer Steuereinheit z. B. am Trailer, zusammengefaßt werden. Die Herstellung des Gasgemisches erfolgt im Prinzip wie bei dem manuellen Verfahren von Fig. 1. Die Verfahrensschritte sind als Steuerschritte in der Steuereinheit gespeichert, vorzugsweise in einem EPROM als Speicherbaustein in der Steuerschaltung der Steuereinheit. Der Abfüller gibt die Füllmenge oder den Fülldruck der einzelnen Gaskomponenten des herzustellenden Gasgemisches in das Steuergerät, z. B. Steuergerät 12, ein. Die Steuereinheiten 12 und 34 steuern Spülung des Systems, Evakuierung und Befüllung der Druckgasbehälter des Trailers.
    Nach der Befüllung der Druckgasbehälter des Trailers kann eine Probenahme oder Analyse des Gasgemisches in den Druckgasbehältern erfolgen.
    Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Trailers 8 (oben in Fig. 3) und eine Rückansicht des Trailers (unten in Fig. 3). Die Druckgasbehälter sind als lange Röhren (Tubes) auf dem Trailer angebracht. Die Rückansicht zeigt die Tubes für das Nutzgas, das sind hier 47 Tubes, die als 9 gekennzeichnet sind, und einer Tube 40 für das Inertgas (z. B. Stickstoff) und einer Leer- oder Vakuumtube 41. Unterhalb der Tubes sind die Handventile 16 (für Gasgemisch, Nutzgas), 44 (für Inertgas) und 45 (für Leer- oder Vakuumtube 41) und die Steuer- und Anzeigeeinheit 12 angeordnet. Nicht gezeigt werden die Absperrventile für jede einzelne Tube.
    Bezugszeichenliste
    1 Gasquelle für Hauptkomponente 28 Vakuumpumpe
    2 Heliumgasquelle 29 Adsorber
    3 Gasquelle für Nebenkomponente 30 Abgas
    4 Steuerventil zum Schutz der Druckanzeige 38 31 Druckanzeige Nutzgas
    5 Absperrventil 32 gesteuertes Dosierventil für Hauptkomponente
    6 Absperrventil 33 Dosierventil für 2. Nebenkomponente (Hand)
    7 Druck-, Temperatur-Erfassung 34 Steuergerät am Füllstand
    8 Trailer 35 Steuerventil Entsorgung / Evakuierung
    9 Druckgasbehälter (Tube) für Nutzgas 36 Steuerventil bei Vakuumpumpe
    10 Druckgasbehälter (Tube) für Nutzgas 37 Steuerventil zur Abströmung
    11 Druckgasbehälter (Tube) für Nutzgas 38 Druckaufnehmer 0-10 bar
    12 Steuergerät am Trailer 39 Druckaufnehmer 0-200 bar oder 0-300 bar
    13 Handabsperrventil 40 Druckgasbehälter für Inertgas
    14 Handabsperrventil 41 Sicherheitsbehälter
    15 Handabsperrventil 42 Gasquelle für Nebenkomponente 2
    16 Handabsperrventil 43 Gasquelle für Nebenkomponente 3
    17 Hauptabsperrventil, gesteuert (Nutzgas, Trailer) 44 Hauptabsperrventil für Inertgas (Hand)
    18 Hauptabsperrventil, gesteuert (Füllstand) 45 Hauptabsperrventil für Leer- oder Vakuumtube
    19 Füll-Leitung (z. B. Schlauch oder Rohrleitung) 46 Handabsperrventil an der Inertgastube
    20 Dosierventil für Hauptkomponente (Hand) 47 Handabsperrventil an der Leer- oder Vakuumtube
    21 Absperrventil Helium 48 Druckanzeige Inertgastube
    22 Handventil für Entsorgung/Evakuieren 49 Druckanzeige Leer- oder Vakuumtube
    23 Handventil Abströmung 50 Dosierventil Nebenkomponente 3 (Hand)
    24 Handventil Evakuierung 51 Dosierventil Nebenkomponente 1, gesteuert
    25 Dosierventil (Hand) 52 Dosierventil Nebenkomponente 2 , gesteuert
    26 Druckminderer für Heliumlecksuche 53 Dosierventil Nebenkomponente 3, gesteuert
    27 Steuergerät zur Sicherheitsabschaltung bei 10 bar

    Claims (11)

    1. Verfahren zur Herstellung von Gasgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaskomponenten des Gasgemisches in einen oder mehrere Druckgasbehälter mit einem Fassungsvermögen von mindestens 100 m3 bei 200 bar gleichzeitig oder nacheinander gefüllt werden und dabei mittels einer Druckerfassungseinrichtung an mindestens einem Druckgasbehälter der Gasdruck in dem Druckgasbehälter gemessen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung der Gasmenge der Gaskomponenten des herzustellenden Gasgemisches mittels des gemessenen Gasdruckes in einem oder mehreren Druckgasbehältern erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdruck in einem oder mehreren Druckgasbehältern mit einer Einrichtung zur temperaturkompensierten Druckerfassung an mindestens einem Druckgasbehälter ermittelt wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Druckgasbehälter an einem Kraftfahrzeug oder Schienenfahrzeug angebracht sind.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Gaskomponenten in einer Mischstrecke gemischt werden, bevor die Gaskomponenten in einen Druckgasbehälter gelangen.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Befüllung eines oder mehrerer Druckgasbehälter mittels einer gesteuerten Gasdosierung erfolgt.
    7. Druckgasflaschenwagen mit mindestens einem Druckgasbehälter mit einer Druckerfassungseinrichtung.
    8. Druckgasflaschenwagen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerfassungseinrichtung temperaturkompensiert den Druck erfaßt.
    9. Druckgasflaschenwagen nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasflaschenwagen eine Steuereinheit enthält, die mit der Druckerfassungseinrichtung verbunden ist.
    10. Druckgasflaschenwagen nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckerfassungseinrichtung den Gasinhalt und/oder die entnommene Gasmenge der Druckgasbehälter anzeigt.
    11. Verwendung einer Steuereinheit mit EPROM zur Steuerung der Gasbefüllung und Gasentnahme aus Druckgasbehältern von Druckgasflaschenwagen.
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