[其他]一种不含石棉的固化的整体充填体

说明书

许多种气体一般以液态贮存，或者是溶于一种溶剂中贮存。例如，氮气通常是以液氮贮存，而乙炔则通常籍溶解于一种溶剂，如溶于丙酮中来贮存。不论是液化气体还是气体的溶液，它们均贮存于一种经热固化与干燥过的硅酸钙的整体式充填体中，此充填体含有非常细小的细气孔，它们提供至少约85%，甚至还希望至少达88%的气孔率。这意味着硅酸钙充填体中有85%至88%的体积是由细气孔构成的。此种整体式充填体是在金属外壳中构成的。而整体充填体的细气孔不是被液化气体就是被气体溶液所充满，借此贮存和/或运送气体。一般来说，多孔的整体式充填体是由氧化硅和生石灰（CaO）的水淤浆制成的，其配比为10份生石灰（CaO）对10至15份氧化硅（SiO₂）。将此水淤浆灌注入金属壳体中，并于高温和饱和蒸汽压下进行热压处理，以形成一种固体的、整体式硅酸钙充填体。然后在炉内烘焙此固化的硅酸钙充填体，以便脱除该固化硅酸钙中的水分，由此即可获得一定的气孔率，并形成热固化与干燥的硅酸钙充填体。

作为液化气体或溶于溶剂中气体贮存用的充填体，它必需具备两个最重要的性能，即充填体的气孔率及充填体的抗压强度。充填体气孔率之所以重要，是由于气孔率的多少直接关系到充填体能够贮存的气体量。充填体中气孔率的小量增长将大大地增加充填体内能够贮存的气体量。除了气孔率大小之外，形成该气孔率的细孔之类型也是关键性的。乙炔气溶于丙酮之类溶剂的情况时，该气体溶液被贮存于整体式的，经热固化的硅酸钙充填体的气孔中。如前所述，该充填体设置于通常是圆柱形的密封的金属外壳内。充填体中的气孔必须基本上均匀地分布于整个充填体中，而且孔径一般都非常小，在0.05至大约25微米之间。

除了气孔率之外，已固化且干燥的整体充填体的另一个很重要的要求是，它须有高的抗压强度和抗拉强度，以使贮存容器能够耐得住它所接受的粗处理。例如，气体贮存器经常受到降落操作，如果充填体没有高的抗压或抗拉强度的话，这种降落操作势必会引致充填体结构的破裂或毁坏。这种结构上的破损，在内装有爆炸性气体时，会是非常危险的。例如，这种结构破损的结果可以在充填体中产生会导致爆炸的大量空隙空间。此外，这种结构破损会堵塞贮存容器中的各种流体路径，同时伴随有压力增加的现象，这也会引致爆炸。

因此，该领域的技术人员曾作过许多试验，以增加结构强度，同时保持或增加硅酸钙整体式充填体的气孔率。例如，先有技术曾把石棉纤维加到硅酸钙充填体中，以增加充填体的结构强度，同时保持钙充填体所要求和需要的其它性质。参见如美国专利2，883，040。一般来说，整个硅酸钙充填中任何部位都均匀地分布有10%（重量）至20%（重量）的石棉纤维，这种充填体已经令人满意的使用。然而，这种硅酸盐充填体的气孔率虽然已令人满意，但其抗压强度并未达到该领域想要达到的那么高，此外，最近已显示石棉对人体健康可能有害。因此，已经进行许多试验，试图使用石棉以外的其它纤维。就大多数来说，这种试验均不成功，因为生产一种合格的硅酸盐整体式充填体是一种“魔术”，而且不可能预测一种给定的纤维是否能生产出一种钙的充填体，它需同时具备作为液化气体或气体溶液用的安全且有效的贮存容器必需的所有性质。所以，要评估种种纤维，以确定把这些纤维加入硅酸钙充填体时，必能产生一种满意的充填体，是非常困难与耗费时间的任务。

花费大量时间与经过许多努力之后，已明确到耐碱玻璃纤维能够均匀地分布于整体式硅酸钙充填体中，以制成一种合格的贮存容器，用以贮存液化气体和溶液中的气体（参见美国专利4，349，463的实施例）。此专利所公开的充填体虽然能令人满意，但在其气孔率和结构强度方面仍然可以再作改进。在这方面已注意到，一般来说，气孔率的大小（即硅酸钙充填体中气孔所占体积的百分数），通常决定于淤浆制备时所用的水量，以及其后在热压操作与烘干燥作过程中驱除的水量。不过，就某种程度而言，气孔率也决定于为增加充填体的结构强度所用的纤维。