液体二氧化碳储槽使用说明书.doc

液体二氧化碳及设备
维护使用说明书

目录

一、 二氧化碳的认识和了解
二、 二氧化碳的安全常识
三、 二氧化碳储存设备简介
四、 二氧化碳设备的运输与安装
五、 二氧化碳设备的操作与维护
六、 设备安全要求及注意事项

一：二氧化碳的认识和了解
二氧化碳是一种由一个碳原子和两个氧原子组成的化合物，其化学分子式为 CO2。根据不同的温度和压力，二氧化碳可以由固态，液态，气态三态共存或以单一状态存在。

在正常的大气状态下，二氧化碳是一种无色无味的气体，比空气重 1.5 倍。二氧化碳不会 燃烧也不助燃，并且无法维持生命。

二氧化碳处于一个适当压力的容器中时，根据其温度和压力的不同，它可以以固，液，气 三种状态的任一形式存在。三态共存平衡点的温度和压力分别是零下 69.9 华氏度 （零下56.6 摄氏度）和 60.4 磅/平方英寸（4.2kg/㎡），这时，二氧化碳同时存在三种状态，这种现象被称做三相点。当温度和压力低于三相点的时候，二氧化碳既有固体也有气体，当然， 这取决于当时所处的具体条件。干冰（固体二氧化碳）在温度为零下 109.3 华氏度（零下78.5 摄氏度）的条件下升华（直接由固体变成气体，没有经过液体的过渡状态）。

二氧化碳的临界点是 87.9 华氏度（31.1 摄氏度）和 1070.6 磅/平方英寸（73.8 巴）。当温度 和压力超过此值时，二氧化碳无法以液体状态存在。此时，二氧化碳只能以一种超临界的 流体状态存在。

当温度和压强超过三相点而低于临界点的时候，上层为气体的二氧化碳液体可在一密封容 器内平衡储存。在这个情况下，温度，压力和密度有着明显的关系。

通过 插页的蒸气压力曲线和图表 1.1 可以看出，如果在 70 华氏度（21.1 摄氏度）的条 件下注入液体二氧化碳，压强容器将承受 820 磅/平方英寸（57.9 巴）的压强。

通过液体二氧化碳密度曲线，我们发现当温度时升为 70 华氏度（21.1 摄氏度）时，液体二氧化碳密度变小。它的密度大约在 47 磅/立方英尺（754 公斤/立方米）。

通过对比在 70 华氏度（21.1 摄氏度）时 [837.8 磅/平方英寸（57.8 巴）和 47.6 磅/立方英 尺（764 公斤/立方米）] 的压强和密度在 0 华氏度时（零下 17。8 摄氏度）[291.1 磅/立方 英寸（20.1 巴）和 63.6 磅/立方英尺（1022 公斤/立方米）] 的状态， 显而易见，大量的二 氧化碳液体可以被装进狭小而薄壁的压力容器内。因此，二氧化碳可以储存在低压散装容 器内。

术语“低压”用于工业上常指 CO2 应储存在低于环境温度以下的低温下，通常在0 华氏度（零下 17.8 摄氏度）。“低压”是一个相对的术语，而不应该只从字面上去理解， 因为所涉及的压力范围可能会达到约 350 磅/平方英寸（24.1 巴）

分子重量 44.01 lb/lb-mol
44.01 kg/kg-mol
Vapor Pressure 蒸气压力
在 70 °F (21.1 °C) 时 838 psig 在 32 °F (0 °C) 时 491 psig 在2 °F (-16.7 °C) 时 302 psig 在-20 °F (-28.9 °C) 时 200 psig 在-69.9 °F (-56.6 °C) 时 60.4 psig 在-109.3 °F (-78.5 °C) 时 0 psig

57.79 bar
33.86 bar
20.83 bar
13.79 bar
4.17 bar
0 kPa

气体密度在 70 °F (21.1 °C) 和32 °F (0 °C) 0.1144 lb/ft3 0.1234 lb/ft3

1.833 kg/m3 1.977 kg/m3
比重
在70 °F (21.1 °C) 时 1.522
在32 °F (0 °C) 时 1.524

1.522
1.524
比容在70 °F (21.1 °C) 和 32 °F (0 °C) 时
8.741 ft3/lb 8.104
ft3/lb

0.5457 m3/kg 0.5059 m3/kg
液体密度, 在 70 °F (21.1 °C) , 32 °F (0 °C) , 2 °F
(-16.7 °C) , -20 °F (-28.9 °C) , -69.9 °F (-56.6 °C) 的 47.6 lb/ft3 58.0 lb/ft3
饱和度时 63.3 lb/ft3 66.8 lb/ft3
73.5 lb/ft3

764 kg/m3 931 kg/m3
1016 kg/m3 1072 kg/m3 1179 kg/m3
Sublimation temperature (1 atm) 挥发温度 -109.3 °F
-78.5 °C
Critical temperature 临界温度 87.9 °F
31.1 °C
Critical pressure 临界压力 1070.6 psig
73.81 bar, abs
Critical density 临界密度 29.2 lb/ft3
468 kg/m3
Triple point 三相点 -69.9 °F at 60.4 psig
-56.6 °C at 4.16 bar
Latent heat of vaporization 蒸发时的潜热
在32 °F (0 °C) 时 100.8 Btu/lb 在2 °F (-16.7 °C) 时 119.0 Btu/lb 在-20 °F (-28.9 °C) 时 129.6 Btu/lb

234.5 kJ/kg
276.8 kJ/kg
301.4 kJ/kg
在-69.9 °F (-56.6 °C) 时的溶解潜热 85.6 Btu/lb
199 kJ/kg
在2 °F (-16.7 °C) 时液体密度 63.3 lb/ft3
1015.9 kg/m3
在 -109.3 °F (-78.5 °C) 时升华潜热 245.5 Btu/lb
571.0 kJ/kg
图表 1.1 — 二氧化碳的物理常数

二：二氧化碳的安全常识
安全常识： 气态的二氧化碳是窒息剂。10%以上的浓度会导致人失去意识甚至死亡。低浓度的二氧化碳会导致头痛，发汗，呼吸急促，心率加快，呼吸加快，眩晕，神经衰弱，视力模糊甚至 休克。最终表现形式的严重程度取决于 CO2 浓度及人体暴露在 CO2 中的时间长短。
二氧化碳是一种无味气体。可当作低度危险性的材料处理。二氧化碳的密度大于空气。高 浓度的二氧化碳甚至可以存放在敞开的罐子，桶内及低气压的场所内。进入这样的区域前， 应开启 CO2 监视器并强制通风，或穿一套密封并带空气呼吸器的服装。

在高浓度二氧化碳聚居的区域应该挂有适当的警告牌，例如：

警告—二氧化碳气体

进入前请先通风 该区域含有高浓度二氧化碳可能会导致人窒息

救助

没有专用的救助设备不要擅自去移动中毒者，否则你也有可能会成为中毒者。如果中毒者已经失去知觉，获得解救后要马上进行紧急救助。

吸入 CO2 紧急抢救

吸入二氧化碳气体会对身体的各项机能起反作用。皮肤，眼睛，口腔与干冰（固体 CO2）

或压缩 CO2 接触都会引起反作用。

如果有人吸入大量二氧化碳并且已经产生了很严重的影响，应该立刻把中毒者移到有新鲜 空气流通的地方。如果中毒者呼吸停止，应马上采取人工呼吸。保持中毒者身体暖和和安 静休息。并马上由专职医生治疗。

身体外露部分中毒紧急抢救

如果在使用时干冰或压缩 CO2 气体接触倒皮肤或口腔，应立即防止将这些部位继续暴露在空气中，如皮肤发生了冻伤现象，应该马上得到专业的治疗，不要擦拭受冻部位，不要用 超过 107 华氏度（41.7℃）的物品进行加热。

如果眼睛接触到干冰或者压缩二氧化碳将会导致眼角膜烧伤。眼睛其他组织结构也可能会 受到伤害。如果干冰或者二氧化碳蒸气或者液体二氧化碳进入到眼睛里，应该马上使用专 用药品治疗。

三：二氧化碳设备结构简介
1设备结构
储槽一般为双层圆筒形结构，内筒为l6MnDR优质合金钢，外筒为Q235B优质碳素钢，管路采用奥氏体不锈钢制造，夹层采用高真空珠光砂填充或多层包扎保温；储槽设置有供操作的各种阀门 阀门布置合理便于操作， 储槽设置有压力表、液位计，供观察槽内压力、液面之用.
2主要特点
(11储槽设置有供槽车充液的接头，可向汽化器、槽车、泵供液。
(2)储槽的内、外筒都有安全装置，保证用户安全使用。
(31储槽的绝热材料经过特殊处理，使储槽具有较长的真空寿命，同时储槽设有真空规管，需要时即可测量夹层真空度。
四、运输与安装
1、运输
(1)公路运输时，设备应与汽车牢固，中等车速行驶，严禁设备与其他任何物体碰撞。
(2)设备运抵后，卸车作业人员，应与设备主管人员共同制定卸车作业方案。
2，安装
(1)储槽运抵安装现场后，在具备安装条件时，可就位，安装过程中，严禁碰撞敲打，并特别注意外筒防爆装置和真空阀，不得触碰。
(2)将储槽内筒系统用氮气至工作压力作气密性试验，检查阀门、管道、法兰等均无泄漏后，则安装完成。
(3)储槽安装尺寸见供货资料，要用槽车充排液体，应考虑车辆行驶通道。
五、操作与维护
1、操作
(1)准备工作
储槽在投入使用前应进行吹扫处理及阀门仪表检查。
a气密性试验
储槽完成安装，或者内筒恢复常温后，在充入液体二氧化碳前应进行系统气密性试验，试验压力为储槽的最高工作压力，试验用气为无油干燥空气或干燥氮气，试验时问不得小于4小时．
b清洁处理
气密性试验合格后，需用干燥无油的空气对储槽内筒系统进行吹扫处理，用以去除潮湿空气．系统在用干燥空气或干燥氮气吹扫之后，还应用产品气体吹扫，直至排出气体纯度达到要求为止．
c阀门仪表检查
在充入二氧化碳气体前，必须认真检查阀门仪表是否处于正确的启闭状态、指示是否正确，否则应予以调整．
d充装
充装分为首次充装和补充充装
①首次充装
首次充装指内筒处于热状态下的充灌，其充液步骤如下：
a联接充液管线
b对充液管路进行吹扫(每次充装前都应进行)，在进液阀门开启前，由液体排出阀向输液管内放入少量液体，同时打开残液排放阀，对其管路进行吹扫，以清除管道中的空气和灰尘杂质，接着从气体进出口输进气态二氧化碳，使其简体冷却，所用二氧化碳气体压力不低于l. 2MPa，待到储槽压力高于1. 2Mpa时，方可打开下部进液阀 向储槽内充液体二氧化碳
c打开测满阀，压力表阀 并启动液位计(全开液上、液下阀)
液位计操作应遵守其说明书之外还应遵守下列规定：
启动．①开平衡阀，②开液面计上阀、液面计下阀，③关平衡阀。
停表．①开平衡阀．②关液面计上阀、液面计下阀。
d阀门开度开始要小，待液位计有显示时，可开大进液阀，加大充装速度。
e当测满阀喷出液体时，说明储罐己充满液体，应立即关闭下部进液阀，停止充装。同时打开残液排放阀，排除充液管路中的残余液体。
f充灌结束，折除充装管路．
注意在储槽有液体的情况下，储槽的压力不得超过2.2MPa（视储罐情况定），且不得低于l.2MPa
g补充充液(指内筒已有液体状态下的充灌)
补充充液程序与首次充液基本相同，所不同的是，内筒已有低温液体不需要冷却内筒，因此，吹扫管路后即可由下部进液阀进液。
h 液体客积与液位高度关系可由液位对照表查得。
(3)供液
储槽内压力达到要求、经检验合格后即可打开排液阀向外供应液体。
(4)贮存
在贮存过程中，应认真做好储槽的压力变化记录，在储槽压力超过规定值时（2.2MPa左右），应进行放空，而且压力不得低于l.2MPa。
注意
☆液体贮存过程中，必须保证安全阀正常工作，
☆若为双阀，根部阀必须保证在常开状态。
☆液相管线上相邻的双阀禁止同时关闭。
储槽的停用及重新起用：短期内停用，一定不要将槽中液体排尽，以免重新启用时增加处理的麻烦。若维修需要．已将槽内余气排尽，要重新启用时，必须进行气密性试验、吹扫处理，经检验合格后才能充装低温液体．
(5)安全附件
出于安全的考虑，低温液体储槽都配置了完整的安全附件，它们是：内容器安全阀、压力表与液位计；外容器防爆装置。建议用户在使用储槽前仔细阅读使用说明书，以避免对人身及产品造成损害。
①安全阀
本产品配置有双安全阀，分别并联在二通阀的左右通道上。
通过旋转二通阀的手轮使阀杆上升或下降(至极限位置)，可控制左右通道的工作状态，亦即进行左右通道的切换，二通阀阀杆处于中间位置时左右通道同时打开
正常工作情况下，建议用户将二通阀切换至单向(左或右)工作状态；安全阀异常起跳等情况出现时，用户可将二通阀切换至另一侧工作同时查明原因并进行安全阀的检修或更换
安全阀在正常情况下可对其起跳压力进行调节。调方法是松开中部锁紧螺母，通过调整上部的调节螺母，可调节内部弹簧的压紧力。左旋使开启压力降低，右旋使开启压力增大。但此工作应该由有资质的单位人员进行操作。
对于低温液体贮运设备重要要求之一是要有良好的绝热性能，蒸发量要小，储槽真空一旦被破坏，就无法贮存低温液体，因此应特别注意保护储槽的真空度，储槽的外筒防爆装置和抽空阀是直接通真空夹层的，在夹层真空度没有破坏时，不得拆卸该装置，抽空阀在设备出厂时作铅封，说明不准任意开关，否则将破坏储槽真空度。
低温液体储槽的外壳属于外压容器，外壳承受着大气压力，严禁敲打和碰撞，以免外壳受到损伤，也不得处于高于50"C的环境之中，影响真空度，降低绝热效果。贮槽为压力容器，使用维护、管理应严格遵守我国压力容器的有关法规及本文件的规定。凡要在容器本体上实施焊接工作，必频在制造厂的指导下进行。贮槽外部出现局部冒汗或结霜时，应进行检查，必要时可重新抽真空．
当设备短期不用时，内筒内如无液体，应保持不低于0.8MPa压力，以防空气进入影响纯度，内筒如有液体则应不低于1.2MPa，以防筒内液体变成干冰，只有确定长期不用时，才可排尽气体。
(2)真空检测及再抽真空
储槽的真空度半年左右检查一次，要测量时，只要将金属热规管上的护盖拧下，插上热偶真空计的插头，即可获知夹层真空度。具体操作按真空计的使用说明书进行．贮槽使用几年之后，可能需要重抽真空，以提高绝热性能，具体如何抽真空，若有必要，用户可与设备制造厂联系，双方商定重抽真空的具体工艺。
(3)检查
①正常情况
a阀门是否处于正确的开闭位置。
b压力表液位计的测量是否准确可靠。
c设备管道、阀门有无泄漏堵塞现象。
d当容器压力迭到安全阀的起跳压力，而安全阀不动作时，应正确校准安全阀起跳压力，以保证储槽的安全。
②定期检查
a压力表每年校验两次
b安全阀的动作每年校验一次
c压力表与液位计
为便于观察罐内压力，储槽设置了压力表。用户应定期对压力表进行校验，以确保安全，任何情况下，罐体压力都不允许超过最高工作压力。用户需严密监视压力变化，随时打开放空阀卸压，以确保使用安全。
用户需控制罐内液体充装量不超过额定的有效容积。充装前应仔细检查与液位计连接的仪表管路及接头无泄漏。因为即使是很微弱的泄漏也可能导致液面计的指示不准确。
液面计严禁单向受压，否则将可能打坏内部元件而失效。用户需严格遵守液位计使用的操作程序：液面计投入工作前，必须先开平衡阀再开液位计上下阀，最后关平衡阀，液位计退出工作时，必须先开平衡后再关闭液面计上、下阀，液面计正常工作期问，严禁单一开、关液位计上下阀。
③外容器防爆装置
在罐体的顶部，设置了外客器防爆装置，用以保护罐体夹套的安全。该装置是依靠真空负压密封的，严禁外力的碰撞，尤其是车辆行驶及罐体吊装过程中更应注意防护。
四、日常安全要求与注意事项
①阀门的启闭应缓慢进行，防止太快太猛．
②排放时应该先排液相，液体排放完后再排气相（紧急泄压除外），以防储罐内结干冰。
③排放时应注意周边是否有地下室、下水道，以防止二氧化碳在低洼处聚集，危害人身安全。

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