Procédé de formation de charges poreuses monolithiques dans un récipient servant à emmagasiner des gaz dissous. La présente invention est relative à la formation de charges poreuses monolithiques perfectionnées dans les récipients utilisés pour l'emmagasinage de gaz dissous, par exemple d'acétylène dissous.
On connaît une composition destinée à la production de charges de récipients à acéty lène consistant surtout en silicate de calcium, formée d'eau, d'hydrate de chaux et de silice finement divisée. Cette composition, qui peut contenir aussi une fibre minérale, donne lorsqu'elle a fait prise et s'est durcie dans le récipient, une charge monolithique ayant des propriétés intéressantes, par exemple une den sité de 384 à 480 kg par mètre cube, une po rosité de 80 à 86 0/0, une résistance mécani que telle que la masse ne se dépose pas en laissant. des vides dans le récipient lorsque celui-ci est soumis à une manutention bru tale;
cette charge contient des pores très fins uniformément répartis, qui opposent une ré sistance élevée à la décomposition d'un gaz qui y est contenu. Evidemment, une réduc tion du poids d'un récipient de transport, ré sultant de l'augmentation de la porosité de la charge, serait avantageuse au point. de vue économique du fait que l'on pourrait trâns- porter une plus grande quantité de gaz pour un plus faible prix, mais cette augmentation de la porosité n'a été obtenue jusqu'ici qu'en sacrifiant de faon importante la. sécurité et la durée.
L'invention est relative à un procédé de formation d'une charge poreuse monolithique remplissant sensiblement tout l'espace inté rieur d'un récipient servant à emmagasiner des gaz dissous, par exemple de l'acétylène dissous, dans lequel on introduit dans le réci pient une bouillie comprenant de la chaux éteinte, de la silice finement divisée et une fibre minérale inerte, et on solidifie cette bouillie dans le récipient en la chauffant sûf- fisamment pour effectuer la combinaison de la chaux avec la silice et expulser sensible ment toute l'eau.
Ce procédé est caractérisé en ce que le récipient est complètement rem plie d'une bouillie contenant en poids, dix par ties de chaux sous forme d'oxyde de calcium, 6 7 à 187 parties d'eau, 1 à 10 parties de fibres minérales et 10 à 15 parties de silice, laquelle consiste en 10 à 70 0/0, de préférence pas plus de 60 %, de silice en poudre fine fortement réactive avec la chaux,
le resté étant de la silice cristalline broyée, dont sensible ment la totalité passe à travers un tamis à ou verture de mailles de 0,074 mm. L'invention est également relative à une charge poreuse monolithique obtenue par le procédé susdit, caractérisée par un poids spé cifique inférieur à 320 kg par m3, une résis tance à l'écrasement supérieure à 14 kg par cm2,
une porosité comprise entre 86 et 93 % et des pores uniformément répartis. La présente invention permet de fabri quer industriellement une charge de cylindre à acétylène, avant une porosité de 901/o ou plus, et présentant, en outre,
une résistance et une robustesse suffisante pour supporter une manutention brutale pendant une lon gue période d-'utilisation. L'augmentation de la porosité à la valeur la plus élevée compa tible avec la résistance est très avantageuse du fait. que l'on peut emmagasiner phis de gaz dans le cylindre et que la tare du réci pient est plus faible.
Pour un cylindre de dimension donnée, si l'on augmente la poro- sité de 80 à 90 % par exemple, la quantité de matière solide dans la charge contenue dans le cylindre est réduite de moitié.
On savait déjà que la teneur en eau de la bouillie mise dans les cylindres agit sur la porosité du pro duit final, mais on a constaté qu'une simple augmentation de la teneur en eau ne donne pas une charge satisfaisante, étant donné qu'il en résulte des vides et des couches molles dans les parties supérieures des cylindres lorsqu'on augmente la teneur en eau pour obtenir la porosité finale désirée.
On remédie à ces difficultés notamment en utilisant une partie de la silice sous une forme qui est fortement réactive avec la chaux, de manière à favoriser la formation dans le mélange de produits de réaction ini- tiatLY qui agissent comme agents de suspen sion, en maintenant la bouillie chargée dans les cylindres dans un état homogène pendant un temps suffisant pour permettre une fabri- eation économique. La stabilisation préalable du mélange en bouillie permet d'augmenter la proportion d'eau sans qu'il se produise de dépôt excessif des ingrédients avant le chauf fage du mélange.
La silice sous forme fortement réactive peut être de la silice cristalline en particules de très petites dimensions ou tune silice amor phe ou de la silice de diatomées. La quan tité de cette silice fortement réactive doit former au moins 10 % de la silice totale, sans dépasser 70 %.
Le mélange sec, pour donner un rapport de la silice à la chaux compris entre 1:1 à 1,5:1, peut avoir la composition suivante pour deux proportions données de fibre mi nérale inerte: Pour 4 /o <I>de fibre</I> îninérale inerte: chaux vive 48 à 38,4 o/o silice totale -18 à 57,6 0/0 Pour 20 % de fibre minérale inerte:
chaux vive -10 à 32 % silice totale 40 à 48 % la silice totale contenant de 10 à 70 % de silice fortement réactive.
La quantité d'eau utilisée varie suivant , la porosité désirée du produit final; on < : constaté que l'on obtient. des porosités finale comprises entre 86 et 93 o/% avec un mélange ayant un rapport de 1:1 de la silice à la chaux, en utilisant 6 7 à 103 parties en poids d'eau pour 10 parties en poids de chaux vive. Pour un rapport de<B>1,5:</B> 1 de la silice à la chaux, la quantité d'eau nécessaire est plus élevée, de 107 à 187 parties en poids pour 10 parties eii poids de chaux. La quantité d'eau est, égale ment légèrement affectée par la quantité des ingrédients autres que la silice et la chaux, contenus dans le mélange.
Le procédé peut. commencer par l'extine- tion de la chaux avec de l'eau, à tempéra ture élevée, de manière à donner une bouillie de chaux, à faible dimension de particules. On refroidit la bouillie et on ajoute la fibre mi nérale en agitant le mélange. On ajoute en suite la silice cristalline broyée et finalement la silice fortement réactive, en continuant à agiter de manière à assurer un mélange com plet. Le mélange uniforme de bouillie peut. alors être mis dans les cylindres conformé ment à un tableau de fabrication commode. Ceci peut se faire en la refoulant. dans les cylindres, sous pression, ou de préférence en faisant le vide dans les cylindres et en y fai sans couler la bouillie.
De préférence, on fait continuellement le vide dans le haut du cy lindre pendant qu'on y introduit la bouillie. Il peut également être bon d'agiter ou (le secouer les cylindres pendant la charge; en tout cas, il est important que le cylindre soit complètement rempli d'un mélange homogène de bouillie. Le mélange contenu dans les cy lindres se stabilise sous l'effet des produits de réaction initiaux de la partie de la silice fortement réactive avec la chaux, et il faut ensuite le traiter à chaud et de préférence sous pression, ce qui peut se faire, par exem ple en le plaçant dans un four ou dans un bain de vapeur d'eau, en laissant monter la pression jusqu'à ce que le mélange soit pris et que la charge devienne ferme.
Pendant ce traitement à l'autoclave, il est bon que la température monte sensiblement. au-dessus de 100 pour effectuer la prise en un temps raisonnable, mais il faut tenir compte de la dilatation hydraulique et dans ce but, il peut être indiqué de fixer une chambre d'expansion sur l'ouverture de rem plissage de chaque cylindre. Cette chambre d'expansion fermée, initialement remplie d'air, reçoit le liquide qui se dilate en sortant du cylindre et qui comprime l'air contenu clans la chambre, et elle permet à la pression de vapeur d'augmenter jusqu'à une valeur désirée sans qu'il y ait à craindre de détério ration du fait de la dilatation hydraulique. La température maximum du traitement à l'autoclave est de préférence comprise entre 190 et 230 .
Après le traitement à l'autoclave, on peut effectuer le séchage de toute manière appropriée après enlèvement des chambres d'expansion. Par exemple, les cylindres con tenant la masse monolithique durcie peuvent être séchés complètement par cuisson dans un four dont la température est portée d'une valeur initiale d'environ 150 à environ 3l5 . Dans ces conditions, les cylindres sont secs en quelques jours. La masse monolithique po reuse obtenue a une densité apparente de moins de 320 kg par m3 et la résistance à. l'écrasement est très satisfaisante, dépassant 14 kg et souvent 28 kg/cm2.
La quantité de silice fortement réactive peut. varier dans une gamme étendue, en par ticulier si c'est de la silice cristalline en pou dre fine, par exemple celle qui est connue sous le nom de rouge blanc . Toutefois, si c'est une terre à diatomées, il est préférable de ne pas en utiliser une quantité supérieure à celle qui est nécessaire pour obtenir la sta bilité désirée, car si l'on utilise de la terre à diatomées en quantité supérieure à 60 %,
elle peut avoir un léger effet nuisible sur la ré sistance finale à l'écrasement du produit ter miné.
La faon suivant laquelle la silice forte ment réactive agit comme agent stabilisant semble être due à la formation initiale d'un silicate de calcium ayant des propriétés ana logues à. un colloïde- hydrophile. La silice fortement réactive réagit rapidement avec la chaux pour former un composé de CaO et de SiO2 qui épaissit le mélange et retarde le dé pôt des plus grandes particules de silice. Le mélange reste alors homogène dans les cylin dres pendant le traitement ultérieur, de sorte que la porosité du produit final est unifor mément répartie.
Les récipients ou cylindres métalliques remplis d'une masse poreuse conformément à l'invention sont intéressants pour l'emmaga sinage et l'expédition des gaz et des gaz liquéfiés, notamment dé l'acétylène à l'état dissous, la masse poreuse étant saturée d'un solvant tel que l'acétone dans lequel la charge d'acétylène se dissout. Du -fait de la plus grande porosité de la charge, on obtient une augmentation importante au point de vue économique de la quantité d'acétylène con tenue dans un cylindre de dimension donnée, ce qui permet de réduire les frais de distri bution. Cet avantage s'obtient sans sacrifier la durée et sans augmenter beaucoup les frais de fabrication des cylindres.