浅谈低温液体贮罐加热抽真空方法研究

浅谈低温液体贮罐加热真空方法研究
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1 引言
现阶段我公司生产低温贮存设备主要使用的绝热方式有两种,一种为真空粉末绝热、另一种为高真空多层绝热。在低温槽车的设计过程中,由于槽车有整备质量的要求,因此多采用质量较轻,绝热效果较好的高真空多层绝热,但是成本较高;而贮罐则基本采用真空粉末绝热的方式,这样既能降低生产成本,也能达到较好的绝热效果。真空粉末绝热要求按几何容积的不同,封口真空度也有所不同,最低要达到2Pa以下,但是由于绝热材料、支承结构和筒体材料的放气,致使将夹层由一个大气压抽到标准要求的真空度之下通常需要较长时间。为了加快抽真空效率,通常需要对筒体进行加热,因为抽真空是一件费时和高成本的工作,所以缩短抽真空时间和减小静态蒸发率就成了主要的研究方向。本文主要阐述我公司总结并使用的低温液体贮罐抽真空的设备设计和方法。
2 抽真空设备
2.1 抽真空设备主要由灌砂装置、过滤装置、加热器和真空泵组成,示意图如下图:
2.2 绝热材料要求
珠光砂是一种由酸性火山玻璃质熔岩经破碎、预热、焙烧膨胀而制成的,是一种白多孔的结构,有很多优异的性能,被广泛应用在制氧空分机组、天然气、液氢、液氮、液氧冷冻运输车船等方面。
它具有容量小、导热系数低、化学稳定性好,而且不然、无毒、无味、吸音效果极好等特担架车
点。珠光砂是由粉选精选小粒经矿砂在垂直立窑以天然气作热源,加热膨胀所获得的产品,其中加强型产品是在膨胀珍珠岩表面喷涂有机硅,形成憎水结构。
由于珠光砂的多孔疏松结构,往往会导致其对气体和水分有较高的吸收性,含水量对珠光砂的绝热性能(导热系数)影响很大,低温液体贮罐制造过程中,外筒体与内筒体的环形夹层中充填珠光砂后,抽真空要求真空度达到5Pa以上,处于这样的真空度下,才能达到绝热性能,即真空粉末绝热。
真空粉末绝热用珠光砂应符合以下要求:
1) 粒度:0.1mm~1.2mm;
2) 堆积密度在50~60kg/m3
3) 含水率:≤0.3%(质量比);
4) 导热系数≤0.03W/(m*k)。
2.3 低温液体贮罐抽真空的环境通常是在制造贮罐的当地环境下进行。因此与当地环境的
气候、温度、湿度有关。通常一台售出的贮罐要经过运输、安装、使用几个阶段,贮罐都是在外边露天情况下,因此外界环境的气候变化会对夹层中处于真空状态下的珠光砂造成一定的影响,特别是吸附在珠光砂多孔结构内的水分子随环境变化不断地脱附解吸出来,形成热传递、热辐射、气体分子对流的三种形式的综合作用,使贮罐的真空度不断下降,绝热性能降低,日蒸发率提高,在贮罐表面出现结霜和“冒汗”的漏冷现象(珠光砂充填不够;减少和损失;密实度不够等因素除外)。
我公司珠光砂充入贮罐夹层时是用带有压力的氮气将其压入夹层中,最终达到在夹层中每立方米压入2倍珠光砂堆积密度的要求,其次,珠光砂应要求是较高温度热砂(一般最好在250度左右)的情况下灌入夹层。在抽真空过程中还会使用到加热器分别从贮罐顶部两根管道进入,从底部两根管道排出,经过加热器的加热形成加热回路来达到加热内容器从而不断加热珠光砂的目的,尽量降低夹层中珠光砂的含水率,从而降低热蒸发率,是贮罐保持较好的真空度。
2.4 抽真空加热操作工艺流程
1) 开启真空泵,必须先空抽5分钟以上,然后才能打开抽真空盖(真空截止阀),同时此
过程中必须接上真空计测量,并随时观察变化。液冷散热器
2) 当真空起Pa(真空计有显示)时开始记录真空读数,每天至少记录三次(上午上班时、中午、下午下班时)。
3) 当真空达到13Pa时,对泄压口、灌砂盲板处检漏。
4) 连续抽真空2天后,将加热器与设备连接,进气口宜接在顶部充液管、气体排放管,回气口宜接在底部充液管、备用液体管,以便于内容器内部形成长距离回流,内容器内充干燥氮气,各管口应密封,连接口不漏气。加热器温度设置为300℃,加热器周围应设置警示,防止误操作烫伤。
金折网5) 加热后真空读数记录在上午和下午中间各增加一次记录,绘制真空曲线,一般来说,加热后真空会缓慢上升,然后下降,当真空下降到曲线上升段的一半时,停止加热,移除加热器,各管口仍密封,继续抽真空。
cn-m6) 抽真空总时间应不少于7天,当真空读数达到规定要求后,停泵观察,记录读数,观察时间应不少于72小时,真空记录仍按每天至少三次,72小时候根据记录计算漏放气速率,
数据达标且此时真空仍符合规定要求时拆泵封结,如漏放气速率达标当此时真空不符合规定要求则继续抽真空至符合规定要求。古代蹴鞠用什么做的
3  结束语
由于低温液体贮罐利润高,设计与加工工艺容易,一般有压力容器设计、制造的企业都可以生产制造,因此形成了全国范围内低温液体贮罐生产制造的迅速发展,造成贮罐质量各所不同,夹层抽真空也就成了关键技术之一,夹层空间抽真空度抽不上去,则要考虑夹层中珠光砂解吸脱附水分的影响,内筒外壁装有硅胶吸附室,在低温下用来吸附抽真空后残余气体,以保证真空度。因此变硅胶泽的改变有深兰变为肉红,说明残气中仍存在不同程度的水分。上面已阐述过,珠光砂中的水分影响贮罐真空绝热效能的原因,因此切勿小视存在珠光砂中的微量水分,脱除珠光砂中微量水分,是提高贮罐质量的一个极重要的手段。
低温液体贮罐在气体工业和航空航天的发展中已起到举足轻重的作用。因此提高贮罐质量、降低日蒸发率及放空损失是贮罐最根本的要求。在生产制造过程中,我们要努力提高脱除珠光砂中水分的工艺,保证贮罐真空度,以达到使用质量并防患未然。

本文发布于:2024-09-22 12:43:21,感谢您对本站的认可!

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标签:真空   贮罐   加热   夹层   要求   低温   液体   真空度
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