大型常压氨储罐蒸发量浅析

来源:用户上传      作者: 李小旭

　　[摘 要]本文以常压液氨储罐为例对设计条件下氨蒸发量进行了简单估算
　　[关键词]常压低温氨储罐；工艺方案；蒸发量估算
　　中图分类号：TQ113.251 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0027-01
　　1 概述
　　氨气为带刺激性气味的气体，属轻度危害物质。氨浓度1.75mg/L时就有致死危险。氨与空气的混合物遇明火易发生爆炸。常压下贮存液氨时，部分液氨会因为与环境热传递而蒸发，储罐压力升高，造成安全隐患，因此对低温罐蒸发量的估算对氨常压低温贮罐的设计和安全运行都非常重要。
　　2 液氨贮存的工艺方案
　　液氨的贮存原则上可在-33～43℃以内，控制其相应汽化压力确定贮存工艺方案。液氨目前有三种贮存工艺，即加压常温、加压低温和常压低温。常温中压的工艺流程最简单，操作及运行费用最节省，公用工程依赖程度最低，但工程投资最高；低温常压工艺则正好相反，虽然其工艺流程最复杂，对公用工程的依赖程度也最高，但其工程投资节省；降温低压工艺的各项指标介于常温中压与低温常压工艺之间。
　　本文以常压低温（-33.4℃） 贮存工艺的氨储罐最大蒸发量进行分析和估算。
　　3 低温储罐蒸发量机理分析
　　一般情况下，热传递是以传导、对流和辐射三种方式同时进行的。
　　低温氨储罐热量传递是一个非常复杂的过程，主要分两种情况，第一、强阳光下，氨储罐的主要冷量损失是由于强烈热辐射导致储罐表面温度升高，一部分热量被储罐表面对流带走，另一部分热量经储罐表面保冷层及罐壁热传导至罐内，此时罐壁外的热对流对保冷有利；第二、没有强烈辐射条件下，氨储罐的主要冷量损失高温环境与储罐表面热对流将热量带到储罐外壁，使储罐外壁温度升高，外壁与储罐内部进行热传导导致，此时的强对流不利于保冷。
　　在自然条件下罐壁各处的温度是一个动态的平衡，即强光辐射下温度最高点的位于罐壁保冷层外缘。因此氨蒸发主要是铝板处高温与罐内低温通过保冷材料和罐壁的热传导所致。因此计算Q热传导即可计算出储罐最大可能蒸发量，为常压低温氨储罐的设计提供重要的数据。
　　4 常压低温氨储罐蒸发量计算案例
　　本案例选择环境温度最高，风力最小，太阳光辐射最强时为设计条件，以满足氨储罐保冷的需要。
　　4.1 常压低温液氨储罐案例分析
　　液氨储罐的保冷结构一般分为双壁结构和单壁结构两大类，双壁结构安全可靠，日常操作维护费用较低，但投资高，制作难度大；单壁结构投资低、制作较易，日常操作维护费较高，安全性不如双壁结构可靠。本案例选用单壁储罐。
　　为了防止地基冷冻，常压液氨储罐的基础一般采用两种隔冷措施：一种是隔热法，采用绝热材料隔冷；另一种是分离法，以分布均匀的桩基把储罐基础抬高至离地1.5m以上，使空气流通，本案例采用分离法。
　　5 结束语及附表
　　由以上估算可知，在设计条件下，10000m3单个液氨储罐最大氨蒸发量大约在233kg/h，设计值可留一定的裕量。
　　经现场经验和查阅相关资料，氨蒸发量的估算基本符合现场实际。
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