Снижение сил расширения, создаваемых материалами для хранения аммиака - RU2017136255A

1. Способ управления величиной механических сил, прикладываемых твердым материалом для хранения аммиака к стенкам контейнера, содержащего материал для хранения в своем внутреннем объеме, когда материал для хранения подвергают насыщению / повторному насыщению аммиаком внутри указанного контейнера для хранения, причем указанный способ включает:

а. определение предела механической прочности контейнера в терминах гидравлического давления, далее P_LIMIT, или гидравлической силы, далее F_LIMIT, во внутреннем объеме, при котором стенки контейнера не претерпевают пластическую деформацию или не претерпевают деформацию более чем 200% от деформации в точке предела текучести стенок контейнера;

б. использование заданной корреляции между

i. температурой для процесса насыщения / повторного насыщения аммиаком в материале для хранения, далее T_SAT, и

ii. гидравлическим давлением Р_МАТ или эквивалентной механической силой F_MAT, создаваемыми материалом для хранения во время насыщения / повторного насыщения при указанной температуре T_SAT,

для определения минимальной температуры, далее T_SATMIN, процесса насыщения / повторного насыщения, где Р_МАТ или F_MAT, прикладываемые материалом для хранения, поддерживают ниже предела механической прочности в терминах P_LIMIT или F_LIMIT контейнера, путем выполнения процесса насыщения / повторного насыщения при температуре T_SAT, при выполнении условия T_SAT≥ T_SATMIN.

2. Способ по п. 1, в котором материал для хранения имеет плотность, далее D_MAT, причем при определении T_SATMIN, кроме использования корреляции между T_SAT и Р_МАТ или F_MAT, также учитывают корреляцию с плотностью D_MAT материала для хранения, поскольку более высокая плотность D_MAT обычно приводит к большим механическим силам, прикладываемым твердым материалом для хранения аммиака к стенкам контейнера, где D_MAT относится к плотности материала для хранения аммиака, полностью насыщенного аммиаком.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором материал для хранения аммиака охлаждают во время процесса насыщения / повторного насыщения жидкой охлаждающей средой, имеющей точку кипения, причем в процессе насыщения / повторного насыщения при температуре T_SAT выполняется условие Т_СМВР≥ T_SAT≥ T_SATMIN, где Т_СМВР является точкой кипения охлаждающей среды.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором материал для хранения аммиака охлаждают во время процесса насыщения / повторного насыщения газообразной охлаждающей средой, причем в процессе насыщения / повторного насыщения при температуре T_SAT выполняется условие Т_СМВР≥ T_SAT≥ T_SATMIN, где Т_СМВР является верхним пределом температуры, при которой процесс насыщения / повторного насыщения осуществляется с охлаждением газообразной охлаждающей средой.

5. Способ по п. 3 или 4, в котором Т_СМВР составляет 100°С.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором контейнер имеет механическую прочность, которая обеспечивает контейнеру возможность выдерживать давление, создаваемое десорбированным аммиаком при 85°С, с объемным расширением не более 0,1%.

7. Способ по п. 6, в котором давление, создаваемое десорбированным аммиаком из материала для хранения при 85°С, составляет 12 бар.

8. Способ по любому из пп. 2-7, в котором P_LIMIT или F_LIMIT, а затем T_SATMIN определяют из:

а. имеющейся существующей конструкции контейнера,

б. известного из существующей конструкции значения P_LIMIT или F_LIMIT или используя (i) стандартную технику, известную в механике, (ii) измерения гидравлического давления или (iii) механическое моделирование для идентификации значения P_LIMIT или F_LIMIT,

в. использования известного или определенного P_LIMIT или F_LIMIT, чтобы определить плотность D_MAT загрузки и условие насыщения / повторного насыщения T_SAT≥ T_SATMIN, или Т_СМВР≥ T_SAT≥ T_SATMIN, чтобы не допустить, чтобы Р_МАТ или F_MAT превысили P_LIMIT или F_LIMIT.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором процедура определения T_SATMIN включает процедуру экспериментального сопоставления, в которой экспериментальные данные получают для установления эмпирического соотношения или корреляции между зависимой переменной Р_МАТ и независимой переменной T_SAT, причем указанная процедура включает:

а. подготовку по меньшей мере одного образца материала для хранения аммиака;

б. проведение экспериментов по десорбции аммиака и повторному насыщению в держателе образца, способном измерять Р_МАТ, прикладываемое материалом к стенкам держателя образца, когда он подвергается насыщению / повторному насыщению, причем указанную процедуру выполняют при разных уровнях температуры T_SAT;

в. использование экспериментальных данных для генерации функции или интерполяционной формулы P_MAT=f(T_SAT) или F_MAT=f(T_SAT).

10. Способ по любому из пп. 1-8, в котором процедура определения T_SATMIN включает процедуру экспериментального сопоставления, в которой экспериментальные данные получают для установления эмпирического соотношения или корреляции между зависимой переменной Р_МАТ или F_MAT и независимыми переменными T_SAT и D_MAT, причем указанная процедура включает:

а. подготовку по меньшей мере одного образца материала для хранения аммиака с известной плотностью D_MAT;

б. проведение экспериментов по десорбции аммиака и повторному насыщению в держателе образца, способном измерять Р_МАТ, прикладываемое материалом к стенкам держателя образца, когда он подвергается насыщению / повторному насыщению, причем указанную процедуру выполняют при разных уровнях температуры T_SAT;

в. использование экспериментальных данных для генерации функции или интерполяционной формулы Р_МАТ=f(T_SAT, D_MAT) или F_MAT=f(T_SAT, D_MAT) в случае, когда измеряют образцы с разной плотностью D_MAT.

11. Способ по любому из пп. 2-10, в котором процедуру определения T_SATMIN выполняют путем создания соотношения между P_MAT или F_MAT, T_SAT и D_MAT с помощью компьютерного моделирования с использованием параметров, описывающих материал для хранения аммиака, сам аммиак и материал для хранения в насыщенной форме.

12. Способ по любому из пп. 1-11, в котором предел механической прочности контейнера в терминах гидравлического давления P_LIMIT или гидравлической силы F_LIMIT во внутреннем объеме является пределом, при котором стенки контейнера не претерпевает деформацию более чем 110%, 120% или 150% от деформации в точке предела текучести стенок контейнера.

13. Способ расчета контейнера для размещения твердого материала для хранения аммиака, в котором температуру технологического процесса для насыщения / повторного насыщения аммиаком, T_SAT, и требуемую плотность материала для хранения, D_MAT, фиксируют, а результатом способа расчета является конструкция контейнера, способная выдерживать результирующее прикладываемое давление из материала, Р_МАТ, или силы F_MAT, при насыщении / повторном насыщении аммиаком, при этом способ включает использование известного соотношения между T_SAT, D_MAT и Р_МАТ или F_MAT для установления значения Р_МАТ или F_MAT, и использование этого значения для расчета контейнера таким образом, чтобы его механическая прочность, измеренная в терминах гидравлического предельного параметра P_LIMIT или F_LIMIT, при котором стенки контейнера не претерпевают пластическую деформацию или не претерпевают деформацию более чем 200% от деформации в точке предела текучести стенок контейнера, была равна или превышала значение Р_МАТ или F_MAT.

14. Способ по п. 13, выполняемый в соответствии с любым из пп. 1-12.

15. Контейнер, заполненный твердым материалом для хранения аммиака с плотностью хранения D_MAT, способным десорбировать и абсорбировать / повторно абсорбировать аммиак, причем указанный контейнер имеет механическую прочность, соответствующую параметру предельного давления, P_LIMIT, или параметру предельной силы, F_LIMIT, причем при указанном давлении или силе внутри контейнера контейнер не претерпевает пластическую деформацию или не претерпевает деформацию более чем 200% от деформации в точке предела текучести стенок контейнера, и

при этом указанный материал для хранения в контейнере заполняется аммиаком способом насыщения / повторного насыщения, причем насыщение / повторное насыщение материала для хранения выполняется с материалом для хранения, размещенным внутри контейнера, при температуре процесса T_SAT, при выполнении условия T_SAT≥ T_SATMIN,

причем T_SATMIN является минимальной температурой процесса насыщения / повторного насыщения, где Р_МАТ или F_MAT, прикладываемые материалом для хранения, поддерживаются ниже предела механической прочности в терминах P_LIMIT или F_LIMIT контейнера.

16. Контейнер по п. 15, который соответствует любому из пп. 1-14.

17. Применение корреляции между температурой для процесса насыщения / повторного насыщения аммиаком, T_SAT, материала для хранения аммиака и гидравлическим давлением Р_МАТ или эквивалентной механической силой F_MAT, создаваемой материалом для хранения во время насыщения / повторного насыщения при указанной температуре T_SAT, для влияния на уровень силы или давления, прикладываемым материалом для хранения, путем выполнения насыщения / повторного насыщения при температуре, при которой результирующее давление Р_МАТ или сила F_MAT, прикладываемая материалом для хранения, поддерживается ниже предела, при котором контейнер не претерпевает пластическую деформацию или не претерпевает деформацию более чем 110%, 120%, 150% или 200% от деформации в точке предела текучести стенок контейнера.