低溫液氬槽車充裝技術(shù)

1、低溫液氬槽車充裝技術(shù)隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，作為先行工業(yè)之一的氣體行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，市場對低溫液體的需求日益增加。低溫液體的長途運輸工具主要是高真空低溫液體槽車。由于低溫液體單價高（其中尤以液氬為高），故無論生產(chǎn)廠家、運輸環(huán)節(jié)還是最終用戶，對液體中途的無功消耗都特別重視。我廠現(xiàn)有設(shè)備的液氬生產(chǎn)能力為500Nm3h,產(chǎn)品液氬貯存于站區(qū)液體儲槽中，向低溫液體槽車充裝后即可進行運輸。充裝前槽車、聯(lián)接軟管的預(yù)冷及充裝中儲槽必須的升壓、低溫液體的復(fù)熱蒸發(fā)等均不可避免地造成產(chǎn)品液氬的汽化損失。我廠在一萬四制氧機實踐氧氬增產(chǎn)后，又總結(jié)出一套“低溫液氬槽車充裝技術(shù)”，它的應(yīng)用為我公司液體銷售增創(chuàng)了明顯的

2、效益。一、始充裝方法介紹低溫液體儲槽在設(shè)計上是通過自增壓系統(tǒng)實現(xiàn)槽內(nèi)氣體空間增壓，強制將儲槽內(nèi)液體壓送至充裝槽車。由于與儲槽聯(lián)通的生產(chǎn)設(shè)備往往工作壓力較低，所以在儲槽升壓充裝時為避免生產(chǎn)設(shè)備超壓必須切斷儲槽與生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)接。此時儲槽與槽車自成一個系統(tǒng)。充裝過程中，槽車內(nèi)液體由于吸收充裝軟管及槽車內(nèi)的熱量而引起部分液體汽化，造成槽車氣體空間壓力不斷上升。槽車內(nèi)壓力過高時，儲槽內(nèi)的液體將無法順利充裝至槽車，為此需對槽車不斷放空卸壓。充裝結(jié)束后，儲槽也需卸壓才能安全地與生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)接。這種原始的充裝方法我們稱為“低壓充裝，尾氣放空”。其特點是：1、充裝時間較長。一般充裝一輛14m3槽車需要3.5小時。

3、2、汽化后的氣體（簡稱尾氣）無法回收。3、由于汽化而造成的液體消耗量很大。一般為槽車充裝量的10%。二、改進充裝方法的探索與實踐原始充裝方法液體消耗量大主要由兩方面原因引起：充裝時儲槽壓力低，充裝時間長，充裝過程中液體蒸發(fā)量自然增大；沒有回收尾氣。針對性的解決方法有：實施高壓充裝；回收尾氣。一萬四制氧機是我廠液氬生產(chǎn)龍頭，現(xiàn)有兩臺15m3、0.2MPa液氬儲槽和一臺30m3、0.8MPa液氬（液氮）儲槽。針對它的高壓充裝方法有兩種：15m3、0.2MPa液氬儲槽配備一臺液體泵，利用液體泵將儲槽內(nèi)液氬強制充裝入槽車，充裝壓力可達0.6MPa:30m3、0.8MPa液氬儲槽通過自增壓系統(tǒng)升壓，充裝

4、壓力也可達0.6MPa左右。這種高壓充裝的原理是：低溫液體的飽和溫度隨著其壓力的升高而升高。在與外界無熱量傳遞或忽略熱量傳遞的情況下，儲槽內(nèi)的低壓飽和液氬經(jīng)液體泵加壓后充裝入槽車，成為過冷液體，具有一定的過冷度。例如，低壓空分設(shè)備精液氬的出塔壓力為0.045MPa（表壓力）（相當(dāng)于1.463bar絕對壓力），相應(yīng)的液氬飽和溫度為（1.4631.337）三（1.4741.337）X1K+90K=90.92K充裝時增壓至0.5MPa（表壓力）（相當(dāng)于6.013bar絕對壓力），相應(yīng)的液氬飽和溫度為（6.0135.825）三（6.2295.825）X1K+108K=108.47K故高壓充裝后槽車內(nèi)的

5、液氬的過冷度是（108.4790.92=17.55K附表1：氬的飽和蒸汽壓(K)9091108109(bar)1.3371.4745.8256.229充裝前，槽車不必卸壓，原有的過熱蒸氣被高壓打入的過冷液體冷凝為液體，所以在充裝過程中，槽車壓力非但不會因為汽化而升高，反而逐步降壓至某一壓力后保持相對穩(wěn)定直至充裝結(jié)束。此種充裝方法，槽車不需排放尾氣。儲槽操作得力也可實現(xiàn)無尾氣排放。我們稱這種充裝方法為“高壓充裝”。其特點是：1、充裝壓力高。一般操作壓力可達0.40.6a。2、充裝時間短。與低壓充裝相比，可縮短五分之二。3、沒有尾氣放空?！案邏撼溲b”法的特點決定了其充裝時液氬汽化消耗量大大降低，但

6、又帶來了一個新問題，就是在復(fù)稱時發(fā)現(xiàn)槽車充入量不足。造成這種結(jié)果的原因是：液氬的密度隨著飽和壓力的升高而下降。附表2：液氬密度飽和壓力bar125液氬密度111112212125212對一定充裝容積的槽車，充入槽車的液氬飽和壓力越高，液體相應(yīng)密度就越小，重量就越少。另外，充裝壓力較高使槽車內(nèi)液體翻騰劇烈，在槽車尚余一定充裝空間時其測滿閥、放空閥就已見液（測滿閥或放空閥見液是槽車充裝結(jié)束的標(biāo)志），而槽車的實際充裝量尚未達到。用戶第一。針對以上問題，我們又相應(yīng)采取了“高壓充裝，尾氣回收”方法。尾氣回收的可行方法有：利用精氬塔的精餾回收。增加低壓氬氣儲罐和小流量膜壓機，將蒸發(fā)的氣氬壓縮充瓶。第二種方

7、法在其它廠家已有使用，需要增加一定的設(shè)備，投入較大。第一種方法是使槽車及儲槽的汽化氣體通過回氣管道回入精氬塔下部冷凝蒸發(fā)器蒸發(fā)側(cè)繼續(xù)參加精餾。實施的關(guān)鍵是精氬塔如何承受短時間內(nèi)大量充入的上升氣體并使其冷凝。一萬四制氧機空分裝置精氬塔的冷量來源有兩方面：來自下塔的過冷液氮；在精氬塔蒸發(fā)器被冷凝的液氮（參見圖1）。精氬塔運行參數(shù)壓力a阻力a開度開度開度正常運行時25555回收尾氣時552555閥用于調(diào)節(jié)精氬塔阻力，阻力下降，閥開大，反之關(guān)小?；厥瘴矚鈺r由于精氬塔上升氣增加，導(dǎo)致塔板阻力由設(shè)計值1a增至25a左右，使閥基本處于全關(guān)狀態(tài)。閥用于調(diào)節(jié)精氬塔工作壓力，壓力升高，閥開大，反之關(guān)小?；厥瘴矚鈺r

8、由于尾氣壓力較高，閥自動開大，加大冷源供給量，及時冷卻這股上升氣體，穩(wěn)定精氬塔壓力。試驗過程中我們記錄了精氬塔一組相關(guān)運行數(shù)據(jù)：以上數(shù)據(jù)表明精氬塔回收尾氣時壓力有所波動，但仍可穩(wěn)定在aMP；回收尾氣時阻力升高較大，但閥開度仍有余度，表明精氬塔的冷源足以冷凝回收的尾氣；排液閥開度增大，說明回收尾氣時精液氬排出量提高，即回收的尾氣經(jīng)冷凝后又以液體形式排入液氬儲槽。至此，可以確定尾氣回收的實驗已告成功。我們稱這種充裝方法為“高壓充裝，尾氣回收”其特點是：1、充裝壓力高。一般操作壓力可達乜a。2、充裝時間短。與低壓充裝相比，可縮短五分之二。3、尾氣回收。三、具體實施及相應(yīng)效果“高壓充裝，尾氣回收”技術(shù)

9、確定后，我們對2X15m3MPa液氬儲槽配備了低溫離心式液體泵，對0、MPa液氮儲槽進行了進液管道改造，增設(shè)了氬氣回收管道，制作了可快速與槽車對接的軟管、接頭，同時為所有在我廠充裝液氬的槽車焊接了回收尾氣用的快速連接法蘭。具體充裝操作步驟如下：1、首先將用戶槽車放空閥與尾氣回收管道連接，置換后，將尾氣回收管道與儲槽連接，將槽車內(nèi)剩余壓力回收至儲槽，并通過儲槽回氣管道引入精氬塔。（為防止槽車剩余壓力過高，對精氬塔沖擊過大，特將1im儲槽騰空作為回收尾氣的緩沖罐。）2將正常生產(chǎn)的液氬引入1儲槽，關(guān)閉m儲槽進液閥、回氣閥，打開升壓閥升壓，連接儲槽與槽車進液管道。（若0儲槽液位較高，則利用自升壓充裝，

10、否則可使用液體泵充裝。）置換進液管道后開始充裝。充裝過程中槽車放空閥始終全開，蒸發(fā)氣體通過回收管道回至m儲槽。對5儲槽，使用液體泵增壓，尾氣回收原理相同。尾氣的回收使槽車充裝壓力（a）較不回收尾氣時充裝壓力（a）降低，故不會造成充裝量不足現(xiàn)象。參見圖3、槽車充滿后，首先切斷回收裝置，切斷槽車進液閥，關(guān)閉儲槽升壓閥停止充裝與尾氣回收。然后緩慢打開儲槽回氣閥回收儲槽內(nèi)剩余壓力，至其壓力低于MPa后可并入正常生產(chǎn)使用。4、因充裝尾氣為過熱蒸氣，回收操作時需消耗一定冷量，故在充裝結(jié)束后，注意觀察主冷液氧液面的變化并及時增加膨脹空氣量，保持整個空分裝置的冷量平衡。實施“高壓充裝，尾氣回收”技術(shù)后，一萬四制氧機在正常生產(chǎn)情況下平均每月可增加液氬銷售量m。四、推廣應(yīng)用前景現(xiàn)在國內(nèi)