[发明专利]用于填充气体存储容器的填充方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用起初为气相的气体填充存储容器以将该气体以固相存储在存储容器中的填充方法。

背景技术

公知地，为了确保在常温常压条件下存储通常为气相的气体，尤其为了确保其运输，要压缩气体，使气体变成液相，以使得以相同体积存储的气体量大大增加。

但是，这些气体以液相存储存在多种缺陷。

第一种缺陷是存储的液相不稳定，这使得使用者必须采取多种预防措施，运输时尤其如此。

第二种缺陷是，一方面，液化气体的体积随温度而增大，另一方面，存储容器中压力高且也随温度而增大，因此，存储容器必须综合考虑这些不同的因素，因此要求设计者必须使其厚度远大于仅容纳有气相的气体的存储容器的厚度。

此外，在其它技术领域中，存在通过热化学方法进行制冷的制冷系统，在该制冷系统中反应器与容纳有液相气体的容器进行受控连通。当反应器与容器连通时，容纳在容器中的液化气体蒸发，从而吸收一定的热量，因此，容器冷却，该气体被反应物吸收，从而产生放热化学反应，因此，反应器是放热源。一旦反应终止，如果加热容纳在反应器中的物质，就释放出被反应物吸收的气体，该气体因而在容器中冷凝。这种装置用于某些制冷系统中，特别是当希望自动控制电源时。

在新的应用中，可以将前面使用的热化学反应用于制冷，以确保以固相存储起初为气相的气体。为此，将这种装置的反应器用作气体存储容器。实际上，可以发现，当全部气相的气体与反应物反应时，由此产生形成固体化合物的反应物，所形成的固体化合物是存储的对象。

因此，例如，在反应物由氯化钙构成和气体由氨气构成的情况下，那么，该热化学反应如下：

获得的反应产物是固体，由氯化钙构成。

但是，为了使这种反应应用于存储气体的领域，应存储最大可能量的气体以使之有效。然而，已知的是，实际上，使用一种与称为“基质粘合剂”的物质混合的反应物，所述基质粘合剂用于确保两种功能。

基质粘合剂的第一种功能是使气体在反应物内自由流通。实际上，已知的是，为使全部反应物能够与气体起反应，气体必须能够与其全部“质量”相接触。因此，有人提出在要求该同类的热化学反应的制冷技术中，使用优选地由膨胀天然石墨构成的基质粘合剂，该基质粘合剂与反应物形成反应混合物，尤其构成一种反应芯，气体可经该反应芯自由流动。

基质粘合剂的第二种功能是向外排放由热化学反应产生的热量，否则在反应完成之前反应会被停止，因此，基质粘合剂必须具有良好的导热率，这是上述石墨的情况。

已经发现，当在制冷领域要求进行前面所用的热化学反应以确保存储气体时，使用反应混合物是重要的，反应混合物中反应物的比例更高，即约为85%－96%（质量），优选地约为94%。

应理解的是，在这些情况下，这种反应混合物用气相的气体填充更加困难，因为为了不造成发生反应物不可逆转的变质，必须防止液化气体与反应物接触。

本发明的目的在于提出这样一种方法，所述方法允许用待存储气体最佳实施反应混合物的这种填充，以使使用者能够控制该操作的两个基本参数，即填充时间以及在整个填充操作期间液化气体任何时候都不能进入存储容器中。

发明内容

因此，本发明的目的在于一种用气相的气体填充容器以将气体以固相存储在容器中的方法，该存储容器为此容纳有反应物，反应物和气体为，当反应物和气体设置为彼此存在时，发生热化学反应，该热化学反应的作用是气体被反应物吸收和产生固体反应产物；以及相反地，反应物和气体发生解吸反应，该解吸反应是在反应物已经吸收了气体时在施加于反应物的加热的作用下，解吸由反应物吸收的气体，其特征在于，在下述条件下，将气体输入到存储容器中：

－或者填充压力，其等于反应物在填充温度下的平衡压力加上气体在填充温度下的饱和蒸汽压力与反应物在该同一填充温度下的平衡压力之差的α倍；α的值在0.1－0.9之间，优选地等于0.5，

－或者填充温度，其等于气体在填充压力下的蒸发温度加上反应物在填充压力下的平衡温度与气体在该同一填充压力下的蒸发温度之差的β倍；β的值在0.1－0.9之间，优选地等于0.5。

在本发明的一特别有利的实施方式中，通过调整存储容器的温度和调整容纳有气体的贮存器的温度，获得气体的填充压力。为此，在填充期间：

－使存储容器和容纳有气体的贮存器保持恒定温度，

－对于一给定的填充温度，容纳有气体的贮存器的保持温度等于气体在填充压力下的蒸发温度。