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      工業氣體充裝系統

      液態二氧化碳氣瓶集裝格自動稱重充裝排

      二氧化碳鋼瓶屬高壓容器,其臨界溫度為31.1℃,在臨界溫度以上,氣體是不能液化的。若液體二氧化碳鋼瓶溫度高于31.1℃,則無論壓力多大,二氧化碳都始終保持氣態而不能液化,鋼瓶壓力將急劇升高,以致有可能出現爆炸危險。因此當儲運和使用鋼瓶二氧化碳時,必須使用150kg/cm2或200kg/cm2級鋼瓶,并經嚴格檢查合格后才能應用,必須嚴格遵守原國家勞動總局“氣瓶安全監察規程”中的有關規定,儲運過程中嚴格防止曝曬,嚴禁敲擊、碰撞、烘烤、不得靠近熱源。二氧化碳通過氣瓶減壓時,會吸收大量的熱,以致使氣瓶結霜甚至可能將閥芯凍結住。當二氧化碳閥門被凍結時,不能敲擊或用火烘烤,只能用自來水淋洗給熱。

      二氧化碳氣瓶公稱工作壓力為15MPa,充裝結束時的壓力也不過是7-8MPa,遠低于公稱工作壓力,為什么強調“嚴禁超裝”,必須按0.6kg/L標準充裝? 

      答:在瓶裝氣體中屬于高壓液化氣體,其臨界溫度為31℃,當溫度低于31℃時加壓即可液化,當溫度等于或高于31℃,瓶內液態二氧化碳就轉化為氣態二氧化碳。 按0.6kg/L標準充裝二氧化碳時,在溫度接近31℃時,瓶內呈現的壓力是氣液共存狀態下,液體界面上的飽和蒸氣為7.39MPa。當溫度達到或超過31℃時,則發生液體向氣體的相變,瓶內壓力不再是二氧化碳飽和蒸氣壓的延伸,而是液態二氧化碳大量汽化而驟然上升的壓力。此時表征瓶內的壓力狀況,實質上和永久氣體一樣。當溫度繼續升到54℃時,瓶內壓力約增到15MPa,與氣瓶公稱工作壓力相當。由于瓶裝二氧化碳具有這些特點,為保證氣瓶在充裝、儲存、運輸和使用時的安全,應嚴格按規定的充裝系統進行充裝。 氣瓶是一個獨立的無絕熱層的薄壁密閉容器,瓶內二氧化碳的壓力不僅與溫度有關,而且與充裝量有關。氣瓶的公稱工作壓力,對于永久氣體氣瓶是指20℃時所充裝氣體的限定充裝壓力,充裝量是以壓力計量;對于盛裝二氧化碳等高壓液化氣體的氣瓶是指溫度為60℃時瓶內氣體壓力的限定值,充裝量是以重量計量的。若不按0.6kg/L標準充裝,而采取超量充裝,瓶內的氣相空間相應減小,隨著溫度的升高,液態二氧化碳的體積相應膨脹,氣相空間繼續減小,最終造成瓶內“滿液”和氣相空間消失。 

      表2 不同充裝系數下的滿液溫度 充裝系數/kg&#8226;L-1 0.790 0.750 0.688 0.664 滿液溫度℃ 18.1 21.8 26.3 28.4 瓶內出現滿液現象,其壓力不再是飽和蒸汽壓,而是液態二氧化碳體積膨脹的脹力。此脹力遠大于飽和蒸汽壓。液態二氧化碳的體積膨脹系統較大,在-5~35℃范圍內,溫度每升高1℃,瓶內壓力相應升高0.314-.0834MPa,所以趕裝很容易使氣瓶趕壓爆炸。

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