氮封與惰性化操作中氧氣濃度測(cè)量
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多余氧氣
儲(chǔ)罐氮封是一種向儲(chǔ)存容器與反應(yīng)器的頂部空間填充惰性氣體的工藝，通常用于保護(hù)內(nèi)部成分因存在氧氣而發(fā)生爆炸、降解或者聚合，以及防止設(shè)備腐蝕。氮封系統(tǒng)通常被設(shè)計(jì)成可在高于大氣壓力的條件下運(yùn)行，這樣可防止外部空氣進(jìn)入容器當(dāng)中。由于許多工藝與應(yīng)用不希望存在空氣中的氧氣與濕氣，因此從（石油）化工與食品和飲料到制藥與純凈水制造，許多行業(yè)采用氮封工藝。
惰性化具有類似用途，但卻不僅限于儲(chǔ)罐與反應(yīng)器。將一種惰性氣體注入任何的封閉空間內(nèi)，從而產(chǎn)生所需的空氣。無論是為延長(zhǎng)存放時(shí)間而在保護(hù)氣體條件下進(jìn)行食品包裝，還是為降低爆炸風(fēng)險(xiǎn)而減少焊接作業(yè)室內(nèi)的氧氣濃度，均采用的是這種工藝。此外，該工藝還經(jīng)常在工藝設(shè)備與裝置操作中用于完整或局部惰性化，如：
? 離心機(jī)；
? 研磨機(jī)；
? 攪拌機(jī)；
? 流化床干燥器；
? 料倉(cāng)；
? 氣動(dòng)運(yùn)輸；
? 焚燒爐/火炬進(jìn)料。
出于經(jīng)濟(jì)因素以及可用性考慮，最常見類型惰性氣體為氮?dú)狻?
防止儲(chǔ)罐等容器出現(xiàn)過壓或負(fù)壓的最簡(jiǎn)單方法是在容器頂部設(shè)置開口。在這種情況下，在向容器內(nèi)注入產(chǎn)品時(shí)，任何的多余空氣或氣體可自由離開容器；相反當(dāng)產(chǎn)品排出時(shí)，空氣可流入容器內(nèi)。此類系統(tǒng)還可因溫度波動(dòng)而使容器出現(xiàn)“透氣”現(xiàn)象，這通常會(huì)導(dǎo)致體積發(fā)生巨大變化。
然而出于多種原因，此方法并不適用于所有產(chǎn)品。進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)的空氣可能會(huì)污染產(chǎn)品，尤其是當(dāng)儲(chǔ)罐中存儲(chǔ)的是有機(jī)溶液與碳?xì)湮飼r(shí)，爆炸性氣體/空氣會(huì)在產(chǎn)品上方形成。此外，還有可能發(fā)生不良?xì)怏w與蒸氣的釋放。由于必須避免這些情況，因此需要將儲(chǔ)罐密封。然而，需要將儲(chǔ)罐存放在常壓條件下，從而避免在對(duì)其灌裝或溫度升高時(shí)出現(xiàn)過壓，更為重要的是避免在排放產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)真空。大型儲(chǔ)罐尤其無法承受低壓。
氮封系統(tǒng)可確保儲(chǔ)罐頂部空間處于惰性空氣保護(hù)與常壓控制之下。實(shí)現(xiàn)這一結(jié)果的方法之一是連續(xù)充入氮?dú)猓@是一種相對(duì)簡(jiǎn)單且安全的解決方案。盡管這種方法需要少量初期投資，但由于其不斷消耗氮?dú)?，因此操作成本很高?
較為先進(jìn)的做法是基于壓力的氮封工藝。一般來說，此類氮封系統(tǒng)由下列組件構(gòu)成：
? 一只在任何時(shí)候需要時(shí)允許惰性氣體進(jìn)入儲(chǔ)罐的氮封閥或調(diào)節(jié)器；
? 一只允許頂部空間氣體流出儲(chǔ)罐的通風(fēng)裝置閥或蒸氣回收閥。
? 一只用于防止儲(chǔ)罐出現(xiàn)過壓或真空的安全壓力/真空泄放閥（后者可導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)爆，這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)隨著儲(chǔ)罐尺寸的增大而提高）
? 連接管與惰性氣體氣源
在該應(yīng)用當(dāng)中，通氣閥會(huì)在頂部空間體積變小時(shí)打開，從而將頂部空間氣體排出儲(chǔ)罐。當(dāng)將產(chǎn)品泵抽出儲(chǔ)罐或者溫度下降時(shí)，覆蓋調(diào)節(jié)器將會(huì)打開，并向儲(chǔ)罐頂部空間充氮，避免壓力不足。保持恒定表壓可確保空氣以及氧氣不會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)罐。溫度與天氣條件的變化意味著儲(chǔ)罐需要連續(xù)通氣。
評(píng)論