DN1200液氯卸車緩沖罐設計【壓力密閉容器】

DN1200液氯卸車緩沖罐設計【壓力密閉容器】,壓力密閉容器,DN1200液氯卸車緩沖罐設計【壓力密閉容器】,dn1200,卸車,緩沖,設計,壓力,密閉,容器 文獻綜述 課題題目： DN1200液氯卸車緩沖罐設計 所在學院： 班 級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 合作導師： 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。設計的容器不能有一點泄露隱患，在容器的結構設計，焊縫的焊接技術要求，焊縫的探傷檢查，設計壓力的選取等，都要在設計上給予安全保證。 緩沖罐是化工生產中最常用的容器之一，它起著安全及介質分離的作用。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計因數 通過周桂杰在《氯氣緩沖罐的設計》一文中的介紹，我們了解到氯是一種非常活潑的非金屬元素，有很強的氯化性，氯氣和水反應生成生成次氯酸和鹽酸。次氯酸、鹽酸對鋼最容易產生電化學腐蝕，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。容器內部壓力就是氯的飽和蒸汽壓，這就要求在氯氣容器的設計壓力上要考慮在操作溫度下氯氣的飽和蒸汽，根據規(guī)定再確定出設計壓力。在設計中要充分考慮氯氣毒性的高度危害，設計的容器不能有一點泄露隱患。在容器的結構設計，焊縫的焊接技術要求，焊縫的探傷檢查，設計壓力的選取等，都要在設計上給予安全保證。 2.液氯消毒的應用 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.液氯運輸的風險 液氯是一種危險化學品,具有急性毒性、腐蝕性、反應性、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,極易導致災害,造成人員傷亡和財產損失及生態(tài)環(huán)境的嚴重破壞。因此,根據中華人民共和國環(huán)境保護行業(yè)標準HJ / T169 - 2004《建設項目環(huán)境風險評價技術導則》的規(guī)定,需要對其運輸過程中存在的環(huán)境風險進行評價。通過分析和預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、應急與減緩措施以使液氯運輸的事故率、損失和環(huán)境影響達到可接受水平。本文從風險識別、風險分析、后果計算、風險管理等幾個方面對液氯運輸過程中可能存在的風險進行分析與評價。 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,說明其風險識別因子。鐵路運輸的主要設備為液氯槽車和鐵路設施,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、機車等鐵路運輸設備設施。當液氯槽車和鐵路設施等出現質量缺陷、操作失誤、交通事故、意外事故和自然災害等情況時,就可能引起液氯泄漏甚至發(fā)生爆炸事故。運輸路線兩側環(huán)境敏感目標如居民、農田等為主要的環(huán)境敏感目標,發(fā)生事故時,將會對其產生影響。 4. 緩沖罐的結構形式及工作原理特點 周桂杰在《氯氣緩沖罐的設計》一文介紹了3種常見的氯氣緩沖罐，如圖1所示。 圖1 氯氣緩沖罐結構 其中(a ) 圖設備結構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)反應劇烈, 生產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) 圖設備結構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) 圖設備結構特點是氯入口沿筒體切線方向, 利用筒體曲率使液氯旋轉,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進進入罐體，空間增大，液氯迅速氣化，經罐中網籃內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構圖如圖3所示。 圖3 DN1200液氯卸車緩沖罐結構示意圖 工作原理：當緩沖罐用于系統(tǒng)中時，由于系統(tǒng)壓力比預充氣體的壓力，所以會有一部分工作介質進入氣囊內（對隔膜式來講是進入罐體內），直到達到新的平衡，當系統(tǒng)壓力再度升高，系統(tǒng)壓力再次大于預充氣體的壓力，又會有一部分介質進入囊內，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，介質停止進入，反之，當系統(tǒng)壓力下降，系統(tǒng)內介質壓力低于囊和罐體間的氣體壓力，氣囊內的水會被氣體擠出補充到系統(tǒng)內，使系統(tǒng)壓力升高，直到系統(tǒng)工作介質壓力跟囊和罐體間的氣體壓力相等，囊內的水不再外系統(tǒng)補給，維持動態(tài)的平衡。 緩沖罐按結構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充有一定壓力的氮氣，氣囊式緩沖罐是罐體可氣囊之間預充有一定壓力的氮氣。 5. 緩沖罐的設計流程 設計流程的確定是本設計進行的一個重要依據。周桂杰在《氯氣緩沖罐的設計》中提出了一條明確的設計流程。首先是緩沖罐的材料的選取，然后是對緩沖罐結構形式的確定，再者是對法蘭結構的選擇與確定，最后是對檢查孔的作用及結構進行選擇確定。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，本設計的設計流程如下：1.圓筒結構的設計計算；2.封頭結構的設計計算；3.支腿支座的設計計算；4.法蘭的選擇與設計計算；5.接管的設計計算。6.強度校核 總結 隨著經濟的發(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域都有著廣泛的運用，DN1200液氯卸車緩沖罐設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)設計。 參考文獻 [1].董大勤.化工設備機械基礎[M].北京：中央廣播電視大學出版社，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：天津大學出版社，1991 [4].吳澤燴.化工容器設計[M].北京：北京化學工業(yè)出版社，1983 [5].刁玉瑋，王立業(yè)，喻健良.化工設備機械基礎 6版[M].大連：大連理工大學出版社，2006 [6].化工部設備設計中心站.化工設備結構圖冊[M].上海：上海科學技術出版社，1979 [7].匡國柱，史啟才.化工單元過程及設備課程設計[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002 [8]濮良貴.機械設計[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.機械設計基礎[M].西安：西安交通大學出版社，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.氯氣緩沖罐的設計[J].沈陽化工，1996 [13]肖芳蘇. 氯氣過濾緩沖罐的研制與應用[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 指導教師意見 指導教師： 年 月 日 專業(yè)教研室審查意見 負責人： 年 月 日