20立方液态二氧化碳储罐 东营二氧化碳储罐
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关 键 词：20立方液态二氧化碳储罐
行 业：能源 石油燃料 液化石油气
发布时间：2022-02-15
二氧化碳储罐的设计要求
核心设备液态二氧化碳储罐，由于受井下空间及矿车自身大小的限制，储罐有效容积宜在2立方米，由此计算出该储罐的罐体直径应为1.2米，简体长度1.5米，两边椭圆封头，卧式结构。由于该装置由二氧化碳运输槽车直接充装，故该储罐的设计压力及温度均按照现行的二氧化碳槽车的要求设计。
目前我国生产的二氧化碳槽车的设计温度一般为一4O摄氏度，设计压力为2.73MPa。按照此设计条件，该储罐已达到《固定式压力容器安全监察规程》中的Ⅱ类容器条件，由于该储罐的结构的陛，无法在如此小的储罐上开设检查孔，因此设计时应注意到必须将该储罐的焊接接头系数取为1.0.所有A、B类焊缝均必须进行10x射线检测，结果应符合JB／T4730中Ⅱ级要求。考虑到该设备的设计温度已经达到了一4嚎氏度，普通的压力容器用钢板已无法满足其要求，结合经济性和实际情况，选用16MnDRt——板进行，该钢板的使用温度下限值为一40摄氏度，符合该设备的要求。由此，该设备的主要设计参数及材质均已确定完毕。
二氧化碳对16gnD——质的腐蚀较为轻微，但考虑到该设备以后使用过程中内部不可检测性，为了提高其安全性，故取2rrm腐蚀余量。因此该设备的设计厚度为9.12+2=11.12mm：：——设计厚度的基础上加上材料厚度负偏差后向上圆整至材料标准规格的厚度12ram，即为名义厚度。经过以上步骤，该设备的主体设计已完成，由于液态二氧化碳储罐的工作温度一般一4旷_一20摄氏度左右，该设备尤其要考虑应力集中对低温脆断的影响。钢材随着使用温度的降低，会由延性状态向胎陛状态转变，降低了抗冲击性能。结构不连续引起应力集中，很可能成为脆断的起源。对于接近韧一旦鬯性转变温度的钢材，仅由于残余应力就可能发生脆性破坏。
为减少结构不连续导致的局部高应力，使结构具有足够的柔性，应通过设计要求达要求：
结构应尽量简单，减少约束
避免产生过大的温度梯度
应尽量避免结构形状的突然变化，以减少局部高应力，接管端应打磨成圆角，呈圆滑过渡，容器的制作或支腿须设置垫板，不得直接焊在壳体上根据以上原则，储罐的终装配图如图所示，设计及工艺要求均综合考虑了上述情况，对于可能产生的残余应力，通过终焊后热处理进行消除后应考虑储罐的保冷措施，液态二氧化碳储罐保冷的目的在于阻止周围水汽向绝热体渗透，防止储罐外层结露甚至产生冰层。
按照此要求，参考目前国内吖常用的几种保温层材料综合分析后选用聚氨酯发泡材料作为保温材料。该材料以为主要成分，加上其它辅料组合而成，发泡聚氨酯组合料具有优异的理化性能和便捷的施工工艺性能，其导热系数仅为0.Ol6-0.030W／（in·k），在已知的保温材料中，导热系数是低的，尤其是发泡组合料是一种**的胶粘材料魔能形成连续的保温层，保证了保温层与储罐的粘结强度高，*任何胶粘剂和锚固。
通过以上设计，一台二氧化碳液体储在矿用平板车上，搭建外部保护架及防护在井下自由移动达到防灭火的目的。
干燥技术对lng储罐发展的影响
新的干燥技术对于lng储罐发展的印象特别大，这对处理废旧的储罐对企业发展取得突破性进展，还较低了企业的生产成本，减少了废旧储罐对环境的影响。
河北艺能锅炉有限责任公司实施与绿色干燥的发展战略。先要走资源节约型发展道路，变单一粗放型干燥为组合、智能型干燥。与当前常用的烘箱干燥法、喷雾干燥法等比拟，真空连续干燥法有很多特的长处，能保证产品质量大大**使用其他干燥方法的产品。
经过干燥技术处理过的储罐，能够延长lng储罐的使用寿命，保证储罐内部的升高。提高储存物质的产品质量。干燥技术对lng储罐发展的影响
关于lng储罐在选择上的小常识
目前，国内外常用的lng储罐有常压储存、子母罐带压储存及真空罐带压储存三种方式。采用哪种储存方式，主要取决于储存量的大小。
1、真空lng储罐
真空罐为双层金属罐，内罐为耐低温的不锈钢压力容器，外罐采用碳钢材料，夹层填充绝热材料，并抽真空。真空罐是在工厂制造试压完毕后整体运输到现场。
LNG总储存量在1000m3以下，一般采用多台真空罐集中储存，目前国内使用的真空罐单罐容积大为150m3。真空罐工艺流程比较简单，一般采用增压器给储罐增压，物料靠压力自流进入气化器，不使用动力设备，能耗低，因此国内外的小型LNG气化站基本上全部采用真空罐形式。
2、子母lng储罐
子母罐的内罐是多个耐低温的不锈钢压力容器，外罐是一个大碳钢容器罩在多个内罐外面，内外罐之间也是填充绝热材料，夹层通入干燥氮气，以防止湿空气进入。子母罐的内罐在工厂制造、试压后运到现场，外罐在现场安装。
储存规模在1000m3到5000m3的储配站，可以根据情况选用子母罐或常压罐储存，由于内罐运输要求，目前国内单台子罐大可以做到250m3，采用子母罐的气化工艺流程与真空罐大致相同，由于夹层需要通氮气，装置中多了一套液氮装置。
3、常压lng储罐
常压罐的结构有双金属罐，还有外罐采用预应力混凝土结构的；有地上罐，还有地下罐，20000m3以下的多为双金属罐。
常压罐的内外罐均在现场安装制造，生产周期较长。
LNG低温常压储罐的操作压力为15KPa，操作温度为-162℃，为平底双壁圆柱形。其罐体由内外两层构成，两层间为绝热结构，为保冷层。内罐用于储存液化天然气，而外壳则起保护、保冷作用。为了减少外部热量向罐内的传入，所设计的内外罐是各自分离并立的。罐项是自立式拱**，内罐罐项必须有足够的强度及稳定性以承受由保冷材料等引起的外部压力和由内部气体产生的内部压力。
lng储罐采用珠光砂为保冷材料，并充入干燥的氮气，保证夹层微正压，绝热材料与大气隔离，避免了大气压力或温度变化的影响以及湿空气进入内、外罐间保冷层，增加了保冷材料的使用寿命，有效保证和提高了保冷材料的使用效果。在设计和制造绝热结构时，必须注意采用防潮措施。
通过技术经济比较，低温常压储罐方案的一次性投资低于子母罐的方案，但运行费用低温常压储罐方案远**子母罐的方案。
关于lng储罐在选择上的小常识
关于lng储罐内的压力和蒸发率的研究
密闭lng储罐就是在储罐充装lng后，关闭其出口，整个lng储罐处于封闭状态。生产中都希望lng安全储存的时间越长越好，但由于lng储罐的温（101325Pa,-160℃） 特性，储罐内的流体和外部环境之间存在着较大的温差，环境不断地向储罐内漏热，使得储罐内的部分lng吸收漏热后蒸发为气体，引起储罐内压力升高，所以lng密闭储存时，储罐必须具有一定耐压能力。影响lng密闭储存时间长短的主要因素是储罐内的压力、温度、液体组分组成等。要延长密闭lng储罐的安全储存时间，就需要了解密闭储罐内lng的压力和温度的变化规律及蒸发规律，寻求办法控制密闭lng储罐内压力和蒸发率的变化，为lng的安全储存提供。
20世纪60年代，Neff先提出密闭储罐中压力的上升是低温液体安全储存所面临的一个关键问题，认为容器内的压力是温度的单值函数，容器中压力可以通过储罐中的温度来计算。后来，Swim 等也针对低温液体容器的升压问题进行了大量的实验和研究工作，取得了一些成果。
在实验过程中，主要测试储罐内压力、温度及lng储罐的蒸发率。lng储罐的蒸发率是指储罐的静态日蒸发率，即储罐装有lng时，静置达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的lng液体质量和储罐内lng液体质量的百分比，换算为标准环境下（20℃，101325Pa）的蒸发率值。蒸发率能较为直观地反映储罐使用时的保温性能。
目前，测试低温液体蒸发率主要有3种方法：称重法、蒸气流量法和自然升压法。在压力0.35~0.60MPa范围内，同一充满率下密闭lng储罐内的压力都随着时间的增加而。初始充满率越小，储罐内的压力升高得越快，安全储存时间越短。
通过对密闭容器内lng储罐压力和蒸发率的实验研究，得出以下结论。
（1） 储罐内的温度场是不均匀的，可以分为3部分，即气相部分温度场、气液分界面处温度场和液相主体部分温度场，且气相部分温度**气液分界面处温度、气液分界面处温度**液相的主体温度。在实验条件下，当初始充满率为0.475 时，3部分的温差大约为2~3℃。
（2） 初始充满率较小时，储罐内的液面随储存时间的增加而降低；初始充满率较大时，储罐内的液面高度随时间增加而。所以，在实际生产中，当储罐初始充满率较高时，应密切监视液位变化，避免溢罐或**压。
（3） 对于储罐的日蒸发率来说，密闭储罐内存在一临界初始充满率φc,当初始充满率φiφc时，某一充满率下储罐内的日蒸发气体量和蒸发率都是先随着时间增加而，到了一定时间后又随着时间的增加而减小。因而，实际生产中，储罐的初始充满率应尽可能在临界充满率以上，以减小日蒸发气体量和蒸发率。
（4） 任一初始充满率下，密闭储罐内的压力都随时间的增加而，且初始充满率越小，储罐的压力上升得越快，安全储存时间越短。所以，在实际生产中，应尽可能避免储罐的充满率过低，以确保安全。
（5） 在安全储存时间内，密闭lng储罐内的平均日蒸发气体量随着初始充满率的而减小。在其他条件相同的情况下，初始充满率越大，其平均蒸发率越小。所以，从减小日蒸发气体量或蒸发率的角度也说明，储罐的初始充满率不能过低。关于lng储罐内的压力和蒸发率的研究
1、高纯二氧化碳主要用于电子工业，二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气，在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。
2、固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。
3、气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长剂，在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件。
还应用于杀菌气的稀释剂（即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、、熏蒸剂，广泛应用于器具、包装材料、衣类、毛皮、工厂、文物、书籍的熏蒸）。
4、液体二氧化碳用作致冷剂，飞机、和电子部件的低温试验，提高油井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，也可用作灭火剂。
5、**临界状态的二氧化碳可以用作溶解非性、非离子型和低分子量化合物的溶剂，所以在均相反应中有广泛应用
低温液体储罐
低温液体储罐，低温液体储槽的结构、型式，近几年低温液体市场日益红火，液氧、液氩、液氮，液体二氧化碳，LNG天然气销量大幅增加，所以制氧机副产品这一块创利十分可观，成为钢铁企业非钢产品收入重要部分 。低温液体的生产、储存、运输离不开绝热保温储槽，他们被大量的安装、使用。
中文名 低温液体储罐 c 准状态下的气液体积比 t 稳定气体时间 v 被测储罐有效容积
绝热保温储槽分为真空粉末绝热型和常压粉末绝热型，粉末绝热，利用低热导率的粉末、纤维或泡沫材料来减少热量传入。分两种形式：一种是在大气压下应用普通粉末绝热（堆积绝热），绝热层较厚，并充入干燥氮气维持正压，以防止水分进入和冷凝，可时适用于液氮温度以上；另一种真空粉末绝热，即对填装粉末的空间抽真空，减少了气体传热，同时粉末颗粒也削弱辐射传热，使绝热效果更好。
真空粉末储槽为双层圆筒结构、内筒及其配管均用奥氏不锈钢制造，外壳用炭钢制造，夹层充满膨胀珍珠岩（又称珠光砂）同时设置了经过处理的吸附剂，并抽成高真空度（0.5～6Pa），容量为200m3以下。工作压力较高（四车间钢包底吹氩两个储槽工作压力为2.0 Mpa），槽外有气化器，既可使槽内升压便于充车，又可直接送出压力气。按用途可分为固定式和运输式两种，固定式主要用于低温液体的储存，它安装在低温液体的生产地、使用点或供应站；运输式将低温液体从生产地或供应站运往使用点，常有陆运、水运等形式，他们分别称为槽车、拖车及槽船。
常压粉末储槽为平底双层结构，内胆由不锈钢制造，外壳由碳钢制造，内胆装介质，内胆与外壳间的夹层形成一个保冷空间，内胆外壳均为平底结构，罐**为球缺形。内胆与外壳底部间用泡沫玻璃砖绝热，夹层用珠光砂绝热，外壳设有旋转盘梯，槽**有操作平台和安全护栏。容量为200m3以上，国内做到2000m3，与国外相比差距甚远。工作压力较低，34KPa∽40Kpa左右，充装靠液体泵或液位差，也可作为氧气调峰供气用，当制氧机短暂停车或氧压低时投用，经泵加压后通过汽化器汽化送入管网。
