王公真

(河南鄭州輕工業(yè)學(xué)院,河南,鄭州,450007)

二氧化碳?xì)馄砍溲b設(shè)備

王公真

(河南鄭州輕工業(yè)學(xué)院,河南,鄭州,450007)

本文講述了二氧化碳?xì)怏w性質(zhì)及二氧化碳?xì)馄砍溲b系統(tǒng)。

二氧化碳;性質(zhì);氣瓶;充裝

1 引言

二氧化碳的應(yīng)用,除了眾所熟知的碳酸飲料外,工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、醫(yī)療、國(guó)防等部門(mén)無(wú)不使用著二氧化碳。二氧化碳和人們?nèi)粘Ｉ畹年P(guān)系愈來(lái)愈加密切。二氧化碳?xì)怏w的應(yīng)用大都通過(guò)槽罐 (槽車(chē))或氣瓶來(lái)完成儲(chǔ)存或運(yùn)輸,槽罐儲(chǔ)運(yùn)目前真空罐逐漸替代了聚氨酯保溫的槽罐,而氣瓶在工業(yè)生產(chǎn)、生活、商業(yè)活動(dòng)中始終被廣泛應(yīng)用。本文介紹的,就是二氧化碳?xì)馄康某溲b系統(tǒng)。

2 二氧化碳性質(zhì)及應(yīng)用方式

2.1 二氧化碳性質(zhì) 二氧化碳又稱(chēng)為碳酸氣,也叫碳酸酐或酸酐,無(wú)色、無(wú)臭、稍有酸味、無(wú)毒性的氣體,其分子式為CO2,相對(duì)分子量為 44.009,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下,其密度為 1.977kg/m3。二氧化碳能溶于水并部分生產(chǎn)碳酸。對(duì)水的溶解度隨溫度的的升高和壓力的降低而減小,熔點(diǎn)為 -56.57℃,沸點(diǎn)為 -78.4℃,臨界溫度為 31.1℃,臨界壓力為 7.38MPa。液態(tài)二氧化碳,在壓力降低時(shí)會(huì)蒸發(fā)膨脹,并吸收周?chē)罅康臒岫晒腆w——干冰。在二氧化碳?xì)馄砍溲b過(guò)程中,管道內(nèi)如有干冰形成,會(huì)造成管道堵塞從而影響充裝。液態(tài)二氧化碳的體積膨脹系數(shù)較大,在 -5℃～35℃范圍內(nèi),滿(mǎn)量充裝的二氧化碳?xì)馄?溫度每升高 1℃,瓶?jī)?nèi)氣體壓力升高 314kPa～834kPa不等。因此,過(guò)量充裝很容易造成氣瓶爆炸。二氧化碳無(wú)色無(wú)臭,密度大于空氣,因此,常聚集于低凹之處彌散于生產(chǎn)和應(yīng)用場(chǎng)所之中,達(dá)到一定濃度時(shí)有窒息作用。

2.2 二氧化碳儲(chǔ)運(yùn)及應(yīng)用 二氧化碳的運(yùn)輸,通常采用槽車(chē)或氣瓶。供氣時(shí)時(shí)通過(guò)低溫槽罐、汽化器后到應(yīng)用場(chǎng)所,或者采用匯流排、鋼瓶到應(yīng)用場(chǎng)所。

3 二氧化碳?xì)馄?/h2>

二氧化碳?xì)馄砍２捎霉ぷ鲏毫?20、15、12.5MPa的鋼瓶或鋁合金瓶,其充裝系數(shù)如表格所示:

表1 肝纖維化指標(biāo)治療前、后對(duì)比

備注:12.5MPa的鋁制氣瓶,國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局給出的充裝系數(shù)為0.6。氣瓶充裝前應(yīng)檢查瓶體、閥門(mén)、附件完好情況,檢查是否經(jīng)過(guò)年檢。

氣瓶充裝量計(jì)算:W=FV

W:氣瓶的充裝質(zhì)量,kg;F:氣瓶的充裝系數(shù),kg/L;V:瓶?jī)?nèi)有效容積,L。

4 二氧化碳充裝系統(tǒng)

根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)以及儲(chǔ)存條件,設(shè)計(jì)出充裝系統(tǒng)如下:

圖1 二氧化碳充裝系統(tǒng)

各部件選用:

4.1 管道 液態(tài)二氧化碳輸送管道應(yīng)采用不銹鋼無(wú)縫鋼管,避免采用碳鋼無(wú)縫鋼管,以避免管道銹蝕,管道的直徑根據(jù)產(chǎn)量確定,管道壁厚應(yīng)經(jīng)過(guò)計(jì)算,可承受 10MPa以上壓力。管道安裝時(shí),使用氬弧焊,單面焊接雙面成型,焊接完成后,進(jìn)行吹掃處理,管道外壁應(yīng)進(jìn)行聚氨酯發(fā)泡保溫處理。

4.2 充裝泵 可選用輸出壓力較大的柱塞泵,最大工作壓力不低于 10MPa,泵的流量根據(jù)產(chǎn)量確定,如裝瓶二氧化碳用于食品行業(yè),則柱塞泵的密封應(yīng)選用聚四氟乙烯盤(pán)根,泵工作時(shí),允許少量二氧化碳?xì)怏w泄漏 (有利于降溫)。

4.3 氣動(dòng)球閥 用于自動(dòng)控制充裝時(shí)的開(kāi)關(guān),閥體應(yīng)選用不銹鋼材質(zhì),用于食品行業(yè)時(shí),該閥門(mén)材質(zhì)應(yīng)有較好的抗腐蝕性,如 304或 316材質(zhì)的不銹鋼。

4.4 角閥 用于充裝前后的管道內(nèi)氣體排放。

4.5 安全閥 彈簧式安全閥,選用工作壓力為 10MPa,按規(guī)定定期由壓力容器檢驗(yàn)部門(mén)校驗(yàn)。

4.6 電控壓力表 顯示管道工作壓力以及超壓報(bào)警和急停控制,應(yīng)按規(guī)定定期校驗(yàn)。

4.7 控制系統(tǒng) 氣瓶的內(nèi)氣體的充裝量由電子秤控制,控制精度高于 20g,可自動(dòng)去皮,與控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),控制充裝閥門(mén)的啟閉?？刂葡涿姘鍛?yīng)設(shè)置急停開(kāi)關(guān),箱體內(nèi)設(shè)置報(bào)警蜂鳴器,系統(tǒng)超壓時(shí),可自動(dòng)報(bào)警以及切斷泵、關(guān)閉急停氣動(dòng)球閥。

5 該系統(tǒng)的使用情況

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安裝是根據(jù)企業(yè)的氣瓶使用情況而提出的,在此之前的氣瓶充裝,需要由車(chē)輛運(yùn)至外地進(jìn)行充裝,不僅需要投入人力物力,時(shí)間上還無(wú)法保證氣瓶的及時(shí)供應(yīng)。充裝設(shè)備建好后,通過(guò)鍋檢所認(rèn)證,至今已正常使用數(shù)年,裝瓶量達(dá)到四萬(wàn)多瓶,為企業(yè)節(jié)省了大量的運(yùn)輸和時(shí)間成本。

[1]張新建,張兆杰.氣瓶充裝安全技術(shù).黃河水利出版社

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