(一)液氧、液氮杜瓦 特点:可互换,并可用于液氩,换用时容器内需要清洗 1,小型容器-杜瓦瓶(玻璃,金属)-结构如图16-1 特点:内外胆,线Pa), 温度越低,杜瓦的颈部越长 2,固定式贮槽 几百升-几千立方米,趋势是越做越大,分立式和卧式 2种,多为圆柱形,也有球形。 (1)线)普通绝热材料-大型贮槽,绝热层厚度达1m
总的来说,在预冷、加热过程中,应该保持冷却和加热的均匀性, 否则会出现局部热应力不平衡,发生变形,甚至断裂
热性能;冷蒸气复温到室温的显热比较大 ----分别约是气化潜热的9倍、76倍。 1,液氮冷屏容器 特点:夹层液氮冷屏,绝热效果良好 有效降低辐射换热量 气化率低,预冷贮槽时间短 结构复杂,较笨重,另外,需要LN2源 2,气体屏,传导屏容器 特点:正是利用其显热大的特点,一种方式为气化的蒸 气通过蛇形管冷却保护屏(图16-4);另一种是传导 屏-多屏绝热(图16-5)。 3,固定式,运输式贮槽 特点:与液氮、液氧贮槽类似,多用“多层真空绝热”, 或真空粉末,大型LHe贮槽也有用液氮屏或气体屏的。
12-1 目的、方法 绝热就是为了有效减少容器内外的传热量,减少冷损。 --1,可以提高运行经济性 2,减小气化损失,可实现长时间、长距离的贮存、 输送 有效导热系数-数值越小,绝热性能越好(图17-2)
外胆-工作在常温,用一般碳钢即可 内胆-需要考虑低温下其机械性能,如强度、韧
2,LNG-铜、铝合金、奥氏体不锈钢、9%的镍钢 3,液氟-多用不锈钢、蒙乃合金 4,内外连接拉杆、支撑结构-形成热桥,不宜用铜、 铝,应选用导热系数小的材料(钛合金、不锈钢),加 绝热垫片,并可延长其长度,以增大接触导热热阻。 图16-8
低温容器的绝热方式 液氮保护屏 即冷屏 真空粉末、真空多层 +冷屏 LHe
真空粉末、真空纤维绝热 真空+夹层内添加 粉末、纤维材料 LO2、LN2、LH2
普通绝热-0.1-1m;线m 气化率=气化量/贮存总量,所以在移动式贮槽的外形尺寸一定时, 存在最佳绝热层厚度值,此时气化率最小。当加大绝热厚度,增强绝 17 2014-7-28 热效果时,也降低了有效容积。
普通管 非绝热管 特点:结构简单 热容量小,成本低 冷损大 普通绝热管 绝热效果一般 热容量大 适用于液氧、液氮 LNG的输送 不适合液氢、液氦 真空绝热管 (高真空、真空粉末、真空多层) 适于液氧、液氮长时间 长距离持续输送
同时,随着制造技术的不断发展,低温液体贮 槽容量越来越大 液氧,液氮,液空-成千上万m3; 液氢-2000m3 液氦-数十立方米 LNG-10万m3甚至更大 管道输送:管径可达500mm;液氧液氢输送长 度150-500m,LNG可达数公里。乐鱼app平台
加压输送-多用于市区内、厂内,短距离 液体泵-长距离输送,加压站(泵站)
管道内出现两相流-导致流量减小,阻力增大。 在实践中,要尽量避免发生气塞现象,即实现 液态单相流动。 防止气塞现象发生的具体方法:高压输送。即 保持管道内液体的压力始终在其临界压力之上, 液体温度在临界温度之下。故长距离输送低温 液体,加压站和冷却站是必不可少的。
特点:多用于100m3以下的贮槽 两端采用蝶形封头 多用于公路、铁路槽车 有立式、卧式2类,固定多立, 运输多卧。
特点:多用于杜瓦瓶和大型固定 式贮槽 容器壁厚较薄 同样容积,表面积最小, 节省材料,降低冷损。
剂、稳定剂,经加热发泡而成。常用的如聚氯乙烯发 泡、聚氨酯发泡等 特点:可现场发泡,无缝隙;密度小,导热系数小, 吸水性小,抗酸碱腐蚀,燃烧性差,易于切割、施工。 2,矿棉-矿物棉,矿渣棉。熔铁炉渣在熔融状态用高 压水蒸气吹成矿质纤维。 3,珠光砂-膨胀珍珠岩。密度、导热系数小,不燃, 不霉变,无毒无味,流动性好,具有隔音和防辐射性 能。但吸水性强。 4,碳酸镁-绝热性能良好,价格低廉。空气中易结块, 不易再生。 5,气凝胶、硅胶粉-从硅酸凝胶中去除水份得到。绝 热性能最佳,见水后会形成硅酸凝胶。硅胶粉是由二 氧化硅构成的粉末
贮存: (1)集中生产,分散使用 (2)短时生产,长期使用 (3)长期生产,短时集中使用 (4)运输交接,海陆交接 运输: (1)低温容器-常用方式,机动灵活,运输费用大,
气化损失大 (2)低温管道;大流量,短距离 无效运输质量-钢瓶等贮存设备自重所占比重
1,管道材料和焊接 材料的冷脆问题—多选用紫铜管和不锈钢管 气密性—足够良好 2,涨缩问题-紫铜管冲氮、充氢后会缩短0.3-0.38% 解决方法:伸缩弯管 伸缩接头 3,气塞问题-传热气化后,两相流 解决方法:提高工作压力/减少冷损/放气阀 4,阀门-主要问题是有效减少冷损 后果:气化量大,导致阀杆冻住 解决方法:阀杆加长 阀杆分为两段(图16-22)
(一)往复式柱塞泵-活塞泵 特点:压力高,小流量, 可作为充瓶泵(15MPa—气化器—充瓶) 操作安全、压力高,流量可调节 注意冷损问题(绝热结构加长泵体) (二)离心泵 特点:低扬程,大流量 适用于大型空分的液体输送系统 压力要求高时,可用多级离心泵
尺寸:一般预留5-10%气体体积,以保证安全-即实际容积大于有效贮存容积;
泡沫材料 矿物质 耐用 有机材料 易受潮、易燃 耐久性差 粉末材料 具体见p211,表17-1
洋,长距离运输 公路槽车-圆筒形,3~20m3,汽车或者专用 拖车,乐鱼app平台真空粉末绝热 铁路槽车-限于车厢长、宽、高,一般50m3, 线
仪表接口(压力,液位、安全阀等) 特点:内外胆温差大-采取绝热层内管道U形,环形, 螺旋形,或者加伸缩节,使管道具有较大的伸缩能力。 “穿透”现象-容器内液体自行流入管道并气化,压力 升高后,自行又压回内胆,无疑增加了冷损失。故要力 求避免此类现象的发生。 P193,图16-9
一、低温液体管道的输送方法 短距离输送-贮槽至槽车,槽车至贮槽,槽车之间, 槽车/贮槽至实验容器… 特点:短距离、间歇供应(传输) 长距离输送-天然气采集-液化-管道-用户,液氧液氮 管道-用户 特点:长距离,连续供应,需采取绝热措施和冷却措 施 容器之间输送方法有三:p200,图16-18
性质活泼,易化合、燃烧、腐蚀,有毒 2,LNG贮槽 沸点高,储量大-普通绝热方式的大型贮槽 车载储罐,加气站的固定式贮槽,LNG船 地下贮槽:造价低,占地面积小; 罐体地上部分高度不会太高; 保证安全-有泄漏时,冻结土壤,不致继 续扩散 p191,图16-7
压力会升高)-回收 回收方式-1,直接利用压缩机压入气瓶作为 用户用气 2,溢出气体-小型液化器-液化后返回 容器,图16-10 船用LNG,可将气化气体引入内燃机、锅炉中 加以利用
管束),管间支撑件,以及管间绝热材料(粉 末结构) 支撑构件-p202,图16-19(既要强度好,又 要接触少) 线,静态线,低温泵方法 连接:法兰,需绝热处理-图16-20
与低温液体性质有关安全问题 压力升高,燃烧、爆炸,毒性等 自动释压 燃烧、爆炸 毒性
措施:充液前将可燃物吹除干净 容器附近不放可燃物 可燃液态产品气化量大且无法回收时,设法燃烧之 防止可燃物和助燃物相互凝结
圆筒形内胆以及外壳构成,内外2层形成密闭的夹层, 或者在其中添加绝热材料,抽真空并保持 其内真空度。分玻璃杜瓦和金属杜瓦。 按照用途分 低温容器