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Title:
METHOD AND DEVICE FOR STORING LIQUIDS AND LIQUEFIED GASES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2002/084168
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for storing liquefied zeotropic gas mixtures. In order to ensure a composition of the liquid phase that conforms with specifications, a differential pressure sensor is used to determine the change in the gas phase by comparing pressure with a calibration mixture. The mixture composition of the liquid phase is regulated by subsequently dosing the mixture constituents that have the higher partial pressure.

Inventors:
FLOHR FELIX (DE)
MEURER CHRISSTOPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2002/003057
Publication Date:
October 24, 2002
Filing Date:
March 20, 2002
Export Citation:
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Assignee:
SOLVAY FLUOR & DERIVATE (DE)
FLOHR FELIX (DE)
MEURER CHRISSTOPH (DE)
International Classes:
F17C6/00; F17C9/02; F17C13/02; (IPC1-7): F17C6/00; F17C9/02
Foreign References:
EP1008799A12000-06-14
US6000230A1999-12-14
Attorney, Agent or Firm:
Kulik, Angelika c/o Solvay Pharmaceuticals GMBH (Hans-Böckler-Allee 20, Hannover, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Lagern von Flüssigkeiten und verflüs sigten Gasen, insbesondere Gemische mit zeotropen Eigenschaf ten, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Gemisch zusammensetzung mittels eines Differenzdruckaufnehmers durch Druckvergleich mit einem Eichgemisch ermittelt wird und die Gemischzusammensetzung durch Nachdosieren der Gemischkompo nenten, die den höheren Partialdruck besitzen, reguliert wird.
2. Verfahren zum Lagern von Flüssigkeiten und verflüs sigten Gasen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Gemischzusammensetzung von Kältemittel mischungen durch Druckvergleich mit einem Eichgemisch ermit telt wird und die Gemischzusammensetzung durch Nachdosieren der Gemischkomponenten reguliert wird.
3. Verfahren zum Lagern von Flüssigkeiten und verflüs sigten Gasen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eichgemisch die Komponenten des Lagergemisches ent hält.
4. Verfahren zum Lagern von Flüssigkeiten und verflüs sigten Gasen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusammensetzung der Flüssigphase des Eichgemisches der tolerierbaren Zusammensetzung der Flüssigphase des Lager gemisches entspricht.
5. Vorrichtung zur Regulierung der Gemischzusammenset zung von zeotropen Gemischen in Lagerbehältern, gekennzeich net durch ein Differenzdruckmesser, der mit dem Lagerbehälter und dem Eichgemisch verbunden ist.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zum Lagern von Flüssigkeiten und verflüssigten Gasen Beschreibung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich- tung zur Gewährleistung einer konstanten Gemischzusammenset- zung bei der Lagerung von Flüssigkeiten und von verflüssigten Gasen.

Flüssigkeiten bzw. verflüssigte Gase werden in geschlos- senen Behältern gelagert, aus denen sie in andere Behälter umgefüllt werden, die wiederum als Vorratsbehälter zur Umfül- lung in noch kleinere Behälter dienen können.

Bei unter Druck verflüssigten Gasen erfolgt die Entnahme mittels Eigendruck. Bei druckverflüssigten Gasen, die aus mehr als einer Komponenten bestehen, besteht die Gefahr, daß in Abhängigkeit vom Füllstand und Temperatur im jeweiligen Behälter eine mehr oder weniger große Gasphase entsteht, die sich in ihrer anteiligen Zusammensetzung von der Flüssigphase unterscheidet.

Bei verflüssigten Gasgemischen kann somit die Zusammen- setzung der gasförmigen bzw. flüssigen Phase in Abhängigkeit von der Temperatur des Gemisches und dem Verhältnis zwischen Gas-und Flüssigkeitsvolumen variieren. Bei fallendem Behäl- terstand verändert sich somit die Zusammensetzung des Gemi- sches in der Gasphase und auch in der Flüssigphase. Diese Veränderung in der Zusammensetzung kann dazu führen, daß die Gemischzusammensetzung nicht mehr der eingefüllten Zusammen- setzung des Gemisches entspricht.

Diese Problematik tritt beispielsweise bei der Lagerung von verflüssigten Gasen für die Kältetechnik auf. In der Kältetechnik werden sowohl azeotrope Gemische als auch zeo- trope-Gemische verwendet. In zeotropen Gemischen sind die Zusammensetzungen der Gasphase und der damit im Gleichgewicht stehenden Flüssigphase nicht gleich.

Das Kältemittel R407C enthält HFC32, HFC125 und HFC134a im Gewichtsverhältnis von 23 : 25 : 52 mit einer Toleranz von 2 Gew.-% je Komponente nach ARI 700/ASHRAE 34/DIN 8960.

Wird dieses zeotrope Gemisch in einem üblichen Behälter gela- gert und diesem Behälter die Flüssigphase entnommen, stellt man fest, daß es in der Flüssigphase zu einer Anreicherung von HFC134a und einer Abreicherung der beiden anderen Kompo- nenten kommt. Entsprechend kommt es in der Gasphase zu einer Abreicherung von HFC134a und einer Anreicherung der beiden anderen Komponenten. Diese Verschiebung in der Zusammenset- zung ist unerwünscht, da es zu damit verbundenen Störungen in der Kälteanlage kommen kann, die auf eine bestimmte Gemisch- zusammensetzung eingestellt ist. Die geplante Kälteleistung kann beispielsweise nicht erreicht werden.

JP 8-4997 beschreibt ein Verfahren mit dem die Konzen- trationsveränderungen bei der Lagerung von verflüssigten Gasen und deren Entnahme aus den Lagerbehältern vermieden werden können. Gemäß diesem Verfahren wird gleichzeitig mit der Gasentnahme entweder ein Inertgas oder die Gaskomponente des verflüssigten Gasgemisches, welche den niedrigeren Siede- punkt besitzt und deshalb in der Gasphase angereichert wird, in den Lagerbehälter gedrückt.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, bei denen die genannten Probleme nicht mehr auftreten. Die Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie der dazugehörigen Vorrichtung gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist geeignet zum Lagern von Flüssigkeiten und von verflüssigten Gasen, insbesondere zur Lagerung von verflüssigten Gasen, z. B. von druckverflüs- sigten zeotropen Gasgemischen, insbesondere zeotropen Kälte- mitteln.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeich- net, daß die Veränderung der Gasphasenzusammensetzung mittels eines Differenzdruckaufnehmers, der mit einem Behälter, in dem sich ein Eichgemisch befindet, und dem Lagerbehälter ver- bunden ist, ermittelt wird.

Wenn die angezeigte Druckdifferenz einen bestimmten Wertkorridor verläßt, wird durch Nachdosierung der Gaskompo- nenten, die den höheren Partialdruck haben, die ursprüngliche Gemischzusammensetzung, insbesondere der Flüssigphase, wieder hergestellt.

Das Nachdosieren geschieht so lange, bis der Druckdiffe- renzwert den vorher festgelegten Druckdifferenzbereich in die andere Richtung überschreitet.

Mittels des verwendeten Differenzdruckaufnehmers wird die Druckdifferenz zwischen dem Eichgemisch und der Gasphase im Lagerbehälter ermittelt.

Als Differenzdruckaufnehmer kann z. B. ein mechanisches Anzeigegerät, ein elektronischer Sensor oder auch ein U-Rohr verwendet werden.

Als Eichgemisch werden die Komponenten des zu lagernden Gemisches verwendet. Die Zusammensetzung des Eichgemisches richtet sich nach der tolerierbaren Zusammensetzung der Flüs- sigphase des Gemisches im Lagertank.

In einer Ausführungsform wird HFC407c in einem geschlos- senen Großbehälter gelagert. Dem Behälter wird die Flüssig- phase entnommen. Zur Sicherstellung der Fluidzusammensetzung wird ein Gemisch aus HFC32 und HFC125 in den Lagertank nach- dosiert. Dies geschieht solange, bis der Druck in dem Lager- tank einen oberen Grenzwert erreicht hat, der über den Diffe- renzdruckaufnehmer ablesbar ist.

Da der Differenzdruckaufnehmer sehr genau arbeitet und als elektronisches Bauteil verfügbar ist, ist eine Verknüp- fung der Meßstellen mit einer online Prozeßsteuerung möglich.

Der Differenzdruckaufnehmer und der Behälter für das Eichgemisch können neben, an oder in dem Lagerbehälter ange- bracht werden.

Es wurde gefunden, daß mit relativ einfachem Aufwand ein Nachdosieren der Gaskomponenten überwacht und das ver- flüssigte Gas in seiner Zusammensetzung sowohl in der Gas- als auch in der Flüssigphase in einer bestimmten Zusammenset- zung mit einer äußerst geringen Schwankungstoleranz gehalten werden kann. Die bisher übliche aufwendige Überprüfung der Zusammensetzung mittels GC-Analyse kann somit entfallen.