关于液氯钢瓶使用后瓶内氯气残余量的探讨

关于液氯钢瓶使用后瓶内氯气残余量的探讨

（仅供参考）

前一段时间广东一客户对我厂液氯钢瓶使用提出以下疑问，反映我厂的液氯钢瓶在使用中，液氯不能完全用完。别的厂钢瓶可用到与瓶重相差7Kg的程度，我厂则相差16Kg左右。

针对广东客户反映的问题，我们进行了广泛的探讨，并对几只钢瓶进行重点检查。如10月2日，我们对高化钢瓶3398进行了抽空，并对其导管进行检查，钢瓶的皮重和导管情况完好，处于正常状态。

为了回答这个问题，首先要回答的问题是，钢瓶使用完后瓶内的介质是以什么形式存在。在钢瓶充装完后，对于液化气瓶来说，瓶内气体是以气—液两相的形式存在。液氯钢瓶按充装系数为1.25充装，在充装完后，钢瓶将有20%的气相空间，此空间作为液氯温升、体积膨胀的安全余量，这时钢瓶的净重是瓶内液相介质和气相介质质量的总和。当液氯钢瓶使用后，钢瓶的液相空间逐步减小，而腾出的空间被气态氯气所充实。瓶内的压力为气—液平衡状态下的饱和蒸气压。当液氯用完后，瓶内的空间全部被氯气所占据，其压力为环境温度下的氯气的饱和蒸气压（假设钢瓶使用为液相导出。当为气相导出时，瓶内的气相压力大致为瓶内温度下的饱和蒸气压）。查询资料可知，在环境温度为25℃时，液氯的饱和蒸气压为0.76Mpa。

从上可知，当液氯钢瓶使用完后瓶内为纯的气态氯气，此时钢瓶称重的重量为瓶内气态氯气的重量与钢瓶毛重之和。那么钢瓶内剩多少气态氯气呢？下面做一个测算。

设瓶内的气体为理想气体状态，满足理想气体状态方程。

PV

nRT

P——瓶内气体的压力0.76Mpa。

V——钢瓶的实际容积，对一吨的液氯钢瓶V 为0.8m3。

R——气体常数8.314K

J⋅

mol

T——环境下热力学温度，此时T为273.15+25=298.15K

n——瓶内气体的摩尔量

以上数值带如状态方程可以求出瓶内气体的摩尔数n为245.28。

所以瓶内所剩气态的氯气重量为

m=M

n*

M——氯气的分子量氯气的分子量为71 mol

g/

m=245.28*71=17414.88g =17.4Kg

从以上计算结果可知，在南方夏季使用液氯的环境温度下，钢瓶中在用完后所剩氯气量和使用单位反映的情况基本相同。钢瓶在使用完后瓶内尚存17Kg 的剩余氯气是正常现象。

至于为什么别单位的钢瓶所剩重量要小于17Kg。所剩重量为6Kg，这可能与其实际标注钢瓶的重量有关。我们做一个假设。如果一个钢瓶的实际重量为450Kg 在钢瓶使用完后，此时钢瓶的毛重为450+17=467Kg，如果钢瓶实际标注的皮重为460Kg，即钢瓶多标了10 Kg的毛重。钢瓶用完后，因为钢瓶此时的毛重为467Kg，所以给人的误解是此时钢瓶内所剩物料为7Kg，用得比较干净。

还有一个问题是，液氯钢瓶在正常条件下使用，为什么有的时候会有相当量的液氯无法用尽，究其原因，可能有几种。要么是钢瓶的摆放不规范，或钢瓶的摆放的场地不平整。从液氯钢瓶的结构可知，钢瓶内有两根内管，分别用于气相导出和液相导出介质。只有钢瓶摆放规范，钢瓶的液相导出管的进口在最低处，方可保证瓶中液氯最大量的导出。任何偏差都可导致钢瓶在使用完后，瓶内仍然有一定高度液位的液氯存在，从而导致瓶中氯气没法用完。解决的方法在无液氯导出后，钢瓶应静置一段时间，让瓶内的液氯蒸发以气相导出。在气相导出时要密切观察瓶内的压力。钢瓶内的氯气用得非常干净，甚至将钢瓶抽空，是一个非常危险的操作，将有可能导致外面的物料倒灌入钢瓶中，而发生危险。所以必须

保证瓶内有一定的残余氯气。

从以上的论诉，我认为钢瓶液氯用完后，瓶内剩余10几公斤的氯气量是正常的，跟钢瓶的内管和瓶阀是否畅通没有直接关系。同时要使客户接受安全使用液氯钢瓶的观念。一味的用完钢瓶中的气体是非常危险的操作，如果钢瓶使用完后没有留一定的余量，瓶内的压力过低，可导致外面的物料倒灌入瓶内，从而造成重大的液氯钢瓶爆炸事故。在《气瓶安全监察规程》第九章第10条明确指出“液化气体气瓶应留有不少于0.5%~1.0%规定充装量的剩余气体”。对氯气分子量较大的气体，瓶内所剩10公斤到20公斤的剩余气体处于正常范围。同时虚标钢瓶的皮重，特别是标高钢瓶的皮重也是一个很危险的做法，极容易造成钢瓶的超装，而钢瓶的超装是液氯钢瓶使用的又一重大安全隐患，是造成钢瓶的物理性爆炸的主要原因，从而危急人民生命财产的安全。再则，要安全、高效使用完液氯，获得最大的经济效益，还必须注重其使用方法的科学性，正确的实施各项操作。

2004年10月8日

盐化工总厂检瓶站