低温分离气体产品与周围环境!

低温分离气体产品与周围环境!
王炳忠"殷合香"李映嬴
#海军航空工程学院青岛分院"山东青岛$%%&’()
摘要*介绍了低温分离气体产品在生产+贮运及使用过程中将会对环境造成的一些影响,并对消除或防止其消极影响进行了多方面的探讨,
关键词*低温液化气体-生产和贮运-泄漏和溢流
中图分类号*./&0%文献标识码*1文章编号*(&&2320&’#$&&$)&$3&&&43&$
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(概述
随着工业+农业+国防及人民生活水平的提高"人们对低温分离的气体产品的需要量越来越大,所谓低温分离的气体是指人为地创造低温环境将原料气体液化"然后利用混合原料气体中各组分的沸点不同将其分离开来"得到我们需要的气体产品"而要大规模地经济地利用低温生产低温产品"就不可避免地影响到我们周围的环境,
$液化气体的贮运
(t气体在液化前通常需要大型压缩机进行压缩"因此工作场所的噪声便相当厉害"造成一种潜伏的危险状况,在噪声+高热+高温度以及低浓度的毒性物质的综合作用下#或其中某一项的作用下)"人往往会感到疲乏+神志不清甚至会失去知觉"在这种环境下进行工作"发生事故的可能性自然增加,
$t液化气体的贮运首先要认真选择低温贮槽结构的材料,表(为各种材料的最低工作温度,
表(各种材料的最低工作温度
材料最低工作温度u v
碳钢$’&
镇静铝钢$$&
$w镍钢$(&
x w镍钢(2&
y w镍钢2&
蒙乃尔合金+(030不锈钢及其它
奥氏钢+铜+铝及其合金
低于(&选择材料必须进行冲击试验"贮存可燃性气体还要考虑材料的高温性能"否则在发生火灾时丧失强度会造成严重破坏,
从金属工艺学中我们知道*面心品格金属#在延性断裂前能承受很大塑性变形)和体心立方晶格的纯金属一样是适宜的低温材料,目前已采用的低温材料有奥氏体钢+冷拉钢和沉淀硬化合金"还考虑采用聚合材料和复合材料,
因此"只要材料选择恰当"采用外表为主要承载结构的双壁贮槽"就能保证液化气体贮存的可靠性"并且贮槽必须采用绝热层"以控制四周热流的侵入#防止液体的蒸发损失)"其中最好的是真空粉末绝热"所用的真空度一般为(&z(&&h.W b b#注* (.W b b{(x x t x$|])"此时热导率能降低到&t(}|]
第$&卷第$期低温与特气~W a t$&"O W t$ $&&$年’月^W m.[h j[b]d c b[]S g!j[e R]a d_P]k[k N j b t"$&&$ !收稿日期*$&&$3&(3(&
时的!"#$
%&在运输过程中’由于两相间的运动会产生静电’所以常常有发生事故的危险$电荷的大小由相间的相对速度及流体的电阻率来决定$
试验表明(如果将液化石油气和天然气混合贮存’冷却到)!%*)%%+的液化石油气能容纳大量的天然气’其数量比以气态贮存,在相同的压力下-要大%*.倍$
有低温工程技术人员尝试了另一种贮存方法’即以氢浆的形式贮存氢’它的优点是具有潜在的冷量’在输送至较热容器的过程中大大地减少蒸发量$总之在贮运过程中发生事故的严重性取决于操作方法和规模’以及安全装置,自动或手动-的动作时间’此外还必须进行预测工作’火灾爆炸窒息等多种可能性都必须估计到’以便决定所用安全装置的形式与经济性$
%泄漏和溢流
散发到大气中的工业气体对动植物的影响取决于工业气体的成分及其局部浓度$几种气体的浓度变化对人体的影响及在空气中的可燃范围见表)$表)各种气体浓度对人体的影响
气体开始嗅到
!"/.
最初极
限值
!"/.
半小时内
危及生命
!"/.
严重危
及生命
!"/.
在空气中可
燃性范围
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氯"&")*"&"0!!12""3
二氧化碳%0!0"1""3
氰化物!!"!""%"""0&1*1.&1
氨0*!")00""0"""!0*)4
甲烷无味3由于氧成分
减少而危及
生命
30*!0某些工业气体即使浓度很低’对植物仍有影响’如乙烯浓度在"&"05!"/.时便会影响甘兰类植物的生长’树木也会因靠近其根部的天然气管道的泄漏而死掉$
液化气体溢流后散逸的程度取决于大气扩散气象条件及地形特征’可能发生的公害程度’即由这种散逸程度来决定$当低温液体溢流到较热的表面时’最低会发生!678的飞溅蒸发’随后便产生对流沸腾’这种对流沸腾产生气体的速度较慢’而且在低风速下保持恒定$由此产生的低温气体也按风速不同或混合在空气中或呈层状分布$若贮存的液化气体是可燃性的’溢流后又发生燃烧的话’那么热交换的复热率将会改变$
溢流出来的可燃性液化气体扩散到大气中不会马上着火’而一旦着火便会通过散逸气体与空气紊流混合形成的燃料3空气混合物而蔓延开来’随后形成冲击波’造成严重的破坏$大型贮槽9大型石油设备以及较长的高压管路发生这类事故的可能性更大$
另外’某些有机液体,如液化天然气’8/戊烷’8/辛烷-溢流到水中也能发生事故$
1结论
本文仅是讨论对社会有直接影响的工业气体的某些应用’着重讨论安全与健康方面的公害问题$工程技术能够大大地排除低温分离气体生产贮运9泄露溢流中的有形障碍和潜伏危险$然而总的来看’采用这些手段所花费的成本和应用科学在改善生活条件方面所获得的显著利益是对等的’而工业气体的生产和使用仅是应用科学的一部分$
参考文献(
:!;张祉右’石秉三&低温技术原理与装置:<;&!240& :);徐烈’等&低温容器:<;&北京(机械工业出版社’!241&
作者简介
王炳忠’男’%!岁’所学专业为动力工程’本科学历
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川东盆地天然气产量居全国之冠
四川盆地东部气田已经连续!2年创造纪录$
)""!年该气田天然气产量达到01亿6%’是!24%年的)0)#’相当于中国石油天然气股份有限公司总产量的)>#’成为全国最大的天然气生产基地$另据讯’中国石油西南油气田分公司主持的国家九五@重点科技攻关课题A川东上二叠统生物礁气藏形成条件及勘探目标评价研究B在不久前召开的国家)""!年度科学技术奖励大会上被授予国家科技进步二等奖$近年来’该研究成果中的研究方法和技术方法已在四川东北部推广应用’使川东气藏的勘探取得了重大突破’发现了一批大中型气藏’获天然气探明加控制地质储量达!%!.亿6%’为川渝盆地天然气工业的发展以及西部大开发奠定了重要的能源基础$
林刚
.低温与特气第)"卷。