[發明專利]用于貯存乙炔氣體的硅酸鈣料塊

無效

• 申請號: 96192674.0
• 申請日: 1996-01-30
• 公開（公告）號: CN1179117A
• 公開（公告）日: 1998-04-15
• 發明（設計）人: G·T·沙克萊;R·A·科特;M·S·拉布倫;A·K·沙爾卡爾
• 申請（專利權）人: 沃辛頓乙炔鋼瓶有限公司
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;F17C11/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 魏金璽,羅才希

?????????????????????發明背景

本申請是在1995年1月31日提交、迄今仍為未決的美國專利申請08/381,356(順序號)的部分繼續申請。

本發明涉及一種多孔的硅酸鈣填料。更具體而言，本發明涉及其中裝有不含石棉的硅酸鈣填料的乙炔氣體貯存容器以及制造該容器的方法。

由于氧炔焊炬能使溫度達到3500℃，所以乙炔被廣泛地用于氧炔焊炬，用來焊接和切割金屬，然而乙炔氣體很難貯存，因為乙炔是不穩定的，如果未做適當的穩定化處理，在壓力高于1個大氣壓左右，它能分解為構成它的元素碳和氫，具有易爆性。為了安全地貯存乙炔氣體，必須將其溶入一種溶劑中。因此，乙炔氣體通常是以溶入例如丙酮溶劑的乙炔氣體溶液的形式貯存在裝有多孔填料塊的容器中。貯存容器可以是鋼瓶。這樣，乙炔就可在壓力最高達約17個大氣壓下安全地貯存和運輸。

多孔的填料塊含有互相連通的微孔毛細管系統。多孔填料塊通常是一種孔隙率約為90％的硬化硅酸鈣。硅酸鈣填料塊能提供足夠的表面積，以使溶劑和乙炔之間達到最大程度的接觸。該系統吸收乙炔的比例接近每磅溶劑0.58lb乙炔。

裝乙炔的氣瓶，是先用多孔填料塊充滿氣瓶，然后再將溶劑注入氣瓶生產的。隨后將乙炔加入氣瓶，由于乙炔在溶劑中溶解，從而使其分布于多孔材料的所有毛細管系統中。這樣，能確保安全地貯存溶解的乙炔量，按體積最高可達在沒有多孔填料/溶劑系統的條件下所能貯存氣體的8倍。

硅酸鈣貯存填料塊是將生石灰(氧化鈣)混入水中制成漿體制備的。將磨細的石英二氧化硅加入漿體。在混合步驟中加入增強劑，以有助于產生和保持均勻的溶液，保證在固化和干燥之后整個氣瓶中的填料塊是均勻的。為此目的，在傳統上一直采用石棉纖維。在混合過程中，可加入一種或多種試劑，以保證填料塊在固化過程中形成晶體結構之前仍然是均勻一致的。

使固體在水溶液中混合一定的時間。然后漿體被泵入并完全充滿氣瓶殼體，接著進行固化，從而在氣瓶中產生結晶的硅酸鈣料塊。然后使料塊干燥，制成高孔隙率的芯體，它能吸收溶劑和乙炔氣體。

非常重要的是，硅酸鈣填料塊應是整體的并應基本上沒有孔洞。填料中的孔洞為生成所不能接受體積的有爆炸危險的乙炔氣體提供了可利用的空間。因此，制成的填料塊必須具有許多呈均勻分布的非常細的小孔。在干燥過程中必須控制填料在任一維方向上的收縮率小于0.5％，但在鋼殼內的徑向上的收縮不得超過0.125英寸(對填料長度18英寸或更短的氣瓶為0.060英寸)。

從前，硅酸鈣填料塊是由將石棉纖維加入水漿生產的。石棉纖維起澄清抑制劑或懸浮劑的作用，以阻止石灰和二氧化硅在水漿組合物硬化成硅酸鈣填料塊之前從水中沉降或分離出來。此外，在硬化的硅酸鈣填料塊中，石棉纖維起增強劑的作用，有助于保持填料塊結構的整體性。

然而，現在已經發現，石棉纖維會造成潛在的衛生和污染問題。由于衛生和安全條件以及處理石棉材料的限制，已經開始考慮在硅酸鈣填料塊中采用其它的懸浮劑和增強劑。

在硅酸鈣填料塊中，一種已知的石棉纖維代用品是一種耐堿的玻璃纖維。在美國專利4,349,463中公開了一種乙炔貯存容器，該容器裝有由玻璃纖維增強的不含石棉的硬化硅酸鈣填料塊。雖然為此目的可以采用玻璃纖維，但這類耐堿玻璃纖維的價格相當高。

因此，又有一些人試圖將有機懸浮劑和增強劑例如纖維素與無機懸浮劑一起使用。在美國專利4,895,825中公開了一種已知的這類硅酸鈣填料塊。這種料塊包括纖維素增強纖維以及無機懸浮劑，無機懸浮劑可以是固體玻璃纖維或純化的粘土固體。然而這種填料的成本仍然很高。此外，這種材料的拌合順序是復雜的，因為其中包括用熱水消化生石灰制備第一混合物的幾個步驟；再加一些水并在低速下攪拌，制備第二混合物；使纖維素增強劑分散在第二混合物中，制備第三混合物；一邊攪拌一邊向第三混合物中加入天然二氧化硅與硅酸鈣或與無定形超細合成二氧化硅的混合物，制備第四混合物，然后使可以是玻璃纖維或純化粘土的第二種無機懸浮劑分散到第五混合物中，制備第六混合物。然后第六混合物才被轉入并充滿貯氣瓶。由于用熱水消化生石灰產生揮發性的混合物，所以這一步驟也是有危險的。

因此，人們認為需要開發一種改進的新型硅酸鈣貯存料塊并開發一種制造這種料塊的方法，使這種料塊在各個方面提供更好更有利的效果的同時，還要克服上述的困難和其它問題。

????????????????????????發明簡述