DN1200液氯卸車緩沖罐設(shè)計【壓力密閉容器】
DN1200液氯卸車緩沖罐設(shè)計【壓力密閉容器】,壓力密閉容器,DN1200液氯卸車緩沖罐設(shè)計【壓力密閉容器】,dn1200,卸車,緩沖,設(shè)計,壓力,密閉,容器
文獻綜述
課題題目： DN1200液氯卸車緩沖罐設(shè)計
所在學(xué)院：
班 級：
姓 名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
合作導(dǎo)師：
日期： 2013 年 11 月 15 日
前言
液氯卸車緩沖罐，主體部分主要由圓筒、封頭、支腿、容器法蘭、接管等部件組成。由于氯是一種非?；顫姷姆墙饘僭?，有很強的氯化性。設(shè)計的容器不能有一點泄露隱患，在容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，焊縫的焊接技術(shù)要求，焊縫的探傷檢查，設(shè)計壓力的選取等，都要在設(shè)計上給予安全保證。
緩沖罐是化工生產(chǎn)中最常用的容器之一，它起著安全及介質(zhì)分離的作用。氯氣緩沖罐由于是盛裝具有毒性程度為高度危害的氯氣。所以它的設(shè)計是否正確、合理，更具有特殊的重要意義。
1.氯氣的特性及影響設(shè)計因數(shù)
通過周桂杰在《氯氣緩沖罐的設(shè)計》一文中的介紹，我們了解到氯是一種非?；顫姷姆墙饘僭?，有很強的氯化性，氯氣和水反應(yīng)生成生成次氯酸和鹽酸。次氯酸、鹽酸對鋼最容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，因此直接影響到容器的使用壽命，這就是我們使用普通碳鋼制作液氯鋼瓶，罐車、儲罐、緩沖罐時要嚴格控制其含水量的原因。在盛裝氯的容器中，同時存在著氣態(tài)和液態(tài)的兩相并存。容器內(nèi)部壓力就是氯的飽和蒸汽壓，這就要求在氯氣容器的設(shè)計壓力上要考慮在操作溫度下氯氣的飽和蒸汽，根據(jù)規(guī)定再確定出設(shè)計壓力。在設(shè)計中要充分考慮氯氣毒性的高度危害，設(shè)計的容器不能有一點泄露隱患。在容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，焊縫的焊接技術(shù)要求，焊縫的探傷檢查，設(shè)計壓力的選取等，都要在設(shè)計上給予安全保證。
2.液氯消毒的應(yīng)用
液氯是由氯氣進行液化而成的，而氯氣本身具有毒害性，在操作時要特別注意。另外，從化學(xué)角度看液氯是一種純凈物，而漂白粉則是一種化合物。人體中存留太多氯會使細胞癌變，因此，漂白粉與液氯更多用于工業(yè)廢水消毒。 液氯消毒特點是：
(1)處理水量較大時，單位水體的處理費用較低;
(2)水體氯消毒后能長時間地保持一定數(shù)量的余氯，從而具有持續(xù)消毒能力;
(3)由于加氯法消毒一般要求不少于30 min的接觸時間,接觸池容積較大，占地面積大;
(4)氯氣是劇毒危險品，存儲氯氣的鋼瓶屬高壓容器，有潛在威脅，需要按安全規(guī)定建氯庫和加氯間。并且定期清洗接口、連接管等，確保無泄漏和堵塞。
3.液氯運輸?shù)娘L(fēng)險
液氯是一種危險化學(xué)品,具有急性毒性、腐蝕性、反應(yīng)性、氧化性和剌激性等特征。在液氯運輸過程中,誘發(fā)危險事故的因素很多,稍有不慎,極易導(dǎo)致災(zāi)害,造成人員傷亡和財產(chǎn)損失及生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞。因此,根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準HJ / T169 - 2004《建設(shè)項目環(huán)境風(fēng)險評價技術(shù)導(dǎo)則》的規(guī)定,需要對其運輸過程中存在的環(huán)境風(fēng)險進行評價。通過分析和預(yù)測液氯運輸過程中存在的潛在危險、有害因素以及可能發(fā)生的突發(fā)性事件或事故引起泄漏所造成的人身安全與環(huán)境影響和損害程度,提出合理可行的防范、應(yīng)急與減緩措施以使液氯運輸?shù)氖鹿事?、損失和環(huán)境影響達到可接受水平。本文從風(fēng)險識別、風(fēng)險分析、后果計算、風(fēng)險管理等幾個方面對液氯運輸過程中可能存在的風(fēng)險進行分析與評價。
液氯運輸方式一般分為鐵路運輸和公路運輸。本文以鐵路運輸為例,說明其風(fēng)險識別因子。鐵路運輸?shù)闹饕O(shè)備為液氯槽車和鐵路設(shè)施,槽車易發(fā)液氯泄漏部位主要有槽車的各種閥門(安全閥、截止閥、角閥、壓力表閥、充裝閥、入孔蓋的墊片、閥門大壓蓋) 和槽車罐體;鐵路易發(fā)事故的部位有鐵軌、機車等鐵路運輸設(shè)備設(shè)施。當液氯槽車和鐵路設(shè)施等出現(xiàn)質(zhì)量缺陷、操作失誤、交通事故、意外事故和自然災(zāi)害等情況時,就可能引起液氯泄漏甚至發(fā)生爆炸事故。運輸路線兩側(cè)環(huán)境敏感目標如居民、農(nóng)田等為主要的環(huán)境敏感目標,發(fā)生事故時,將會對其產(chǎn)生影響。
4. 緩沖罐的結(jié)構(gòu)形式及工作原理特點
周桂杰在《氯氣緩沖罐的設(shè)計》一文介紹了3種常見的氯氣緩沖罐，如圖1所示。
圖1 氯氣緩沖罐結(jié)構(gòu)
其中(a ) 圖設(shè)備結(jié)構(gòu)是氯管從頂部伸入罐底部, 沿罐頂部以氣態(tài)流出, 它的體積一般較小, 且容易排污, 但對后系統(tǒng)反應(yīng)劇烈, 生產(chǎn)壓力較大的裝置不易采用。這是因為當后系統(tǒng)壓力高于緩沖罐壓力時, 有可能沿氯氣出口倒流至緩沖罐底部, 然后沿入口倒流到氯的盛裝容器; (b) 圖設(shè)備結(jié)構(gòu)是氯從緩沖罐距底部1/3處流入, 沿頂部開口流出, 它能夠穩(wěn)定操作壓力, 并且利用1/3的體積防止后系統(tǒng)物料倒入氯容器; (c) 圖設(shè)備結(jié)構(gòu)特點是氯入口沿筒體切線方向, 利用筒體曲率使液氯旋轉(zhuǎn),從而降低了液氛的流速, 使其氣化迅速, 達到氣液分離的效果。
肖芳蘇在《氯氣過濾緩沖罐的研制和應(yīng)用》一文中對其也優(yōu)勢涉及。文中提到氯氣過濾緩沖罐為一鋼制、密閉的壓力容器，如圖2。
圖2 氯氣過濾緩沖罐
工作原理：氯氣或溢漏的液氯從氯瓶通過歧管流經(jīng)進進入罐體，空間增大，液氯迅速氣化，經(jīng)罐中網(wǎng)籃內(nèi)濾料過濾后的潔凈氯氣從出氣孔投入投氯系統(tǒng)中。
本文所研究的DN1200液氯卸車緩沖罐的結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。
圖3 DN1200液氯卸車緩沖罐結(jié)構(gòu)示意圖
工作原理：當緩沖罐用于系統(tǒng)中時，由于系統(tǒng)壓力比預(yù)充氣體的壓力，所以會有一部分工作介質(zhì)進入氣囊內(nèi)（對隔膜式來講是進入罐體內(nèi)），直到達到新的平衡，當系統(tǒng)壓力再度升高，系統(tǒng)壓力再次大于預(yù)充氣體的壓力，又會有一部分介質(zhì)進入囊內(nèi)，壓縮囊和罐體間的氣體，氣體被壓縮壓力升高，當升高到跟系統(tǒng)壓力一致時，介質(zhì)停止進入，反之，當系統(tǒng)壓力下降，系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力低于囊和罐體間的氣體壓力，氣囊內(nèi)的水會被氣體擠出補充到系統(tǒng)內(nèi)，使系統(tǒng)壓力升高，直到系統(tǒng)工作介質(zhì)壓力跟囊和罐體間的氣體壓力相等，囊內(nèi)的水不再外系統(tǒng)補給，維持動態(tài)的平衡。
緩沖罐按結(jié)構(gòu)可分為隔膜式和氣囊式兩種.。對隔膜式緩沖罐來講，其罐體和隔膜之間預(yù)充有一定壓力的氮氣，氣囊式緩沖罐是罐體可氣囊之間預(yù)充有一定壓力的氮氣。
5. 緩沖罐的設(shè)計流程
設(shè)計流程的確定是本設(shè)計進行的一個重要依據(jù)。周桂杰在《氯氣緩沖罐的設(shè)計》中提出了一條明確的設(shè)計流程。首先是緩沖罐的材料的選取，然后是對緩沖罐結(jié)構(gòu)形式的確定，再者是對法蘭結(jié)構(gòu)的選擇與確定，最后是對檢查孔的作用及結(jié)構(gòu)進行選擇確定。Audun Faanes和Sigurd Skogestad的《A systematic approach to the design of buffer tanks》一文中也對這方面進行詳盡介紹。通過對文獻的閱讀與分析，本設(shè)計的設(shè)計流程如下：1.圓筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算；2.封頭結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算；3.支腿支座的設(shè)計計算；4.法蘭的選擇與設(shè)計計算；5.接管的設(shè)計計算。6.強度校核
總結(jié)
隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們越來越要求一切東西的質(zhì)量好。選擇一個好的主軸，減少環(huán)境污染，高效，節(jié)能，加工零件精度高等特點，正是符合現(xiàn)在人們所追求。在我選擇的幾篇文章中，介紹了很多不同的緩沖罐選擇方案，也就是說緩沖罐在各個領(lǐng)域都有著廣泛的運用，DN1200液氯卸車緩沖罐設(shè)計該課題也具有一定時代性與前行性?；谶@種情況，我將在我的畢業(yè)設(shè)計中選擇和參考一種最適合的緩沖罐去完成我的畢業(yè)設(shè)計。
參考文獻
[1].董大勤.化工設(shè)備機械基礎(chǔ)[M].北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1993
[2].張康達，洪起超.壓力容器手冊[M].北京：勞動人事出版社，2002
[3].余國宗.化工機械手冊[M].天津：天津大學(xué)出版社，1991
[4].吳澤燴.化工容器設(shè)計[M].北京：北京化學(xué)工業(yè)出版社，1983
[5].刁玉瑋，王立業(yè)，喻健良.化工設(shè)備機械基礎(chǔ) 6版[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2006
[6].化工部設(shè)備設(shè)計中心站.化工設(shè)備結(jié)構(gòu)圖冊[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979
[7].匡國柱，史啟才.化工單元過程及設(shè)備課程設(shè)計[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002
[8]濮良貴.機械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社
[9] 孫恒，陳作模.機械原理[M].北京：高等教育出版社，1999.
[10] 諸文俊.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1998.
[11] 孫恒，傅則紹.機械原理[M].北京:高等教育出版社，1989.
[12]周桂杰.氯氣緩沖罐的設(shè)計[J].沈陽化工，1996
[13]肖芳蘇. 氯氣過濾緩沖罐的研制與應(yīng)用[J].給水排水，2005
[14]Audun Faanes, Sigurd Skogestad.A systematic approach to the design of buffer tanks[J].Computers & Chemical Engineering, Volume 24, Issues 2–7, 15 July 2000, Pages 1395-1401
[15]EKarsten Hedegaard, Olexandr Balyk.nergy system investment model incorporating heat pumps with thermal storage in buildings and buffer tanks[J].Energy, Volume 63, 15 December 2013, Pages 356-365
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師：
年 月 日
專業(yè)教研室審查意見
負責(zé)人：
年 月 日
收藏