低温液态二氧化碳贮罐的保冷措施.pdf

第期
25
技术交流
低温液态二氧化碳贮罐的保冷揹施
吴实',蕫福辉
(1.铜陵金泰化工实业有限责任公司,安徽铜陵244000)
(2.铜陵金泰防腐有限责任公司,安徽铜陵244000
[摘要]对液态二氧化碳贮罐的绝热方策进行了分析,制定了科学合理的冷保温措施,施工实践表明,该方策冷保温效果
艮好
关键词]二氧化碳贮罐;冷保温;聚氪酯;现场发泡
工业生产特别是煤化工生产排放出大量二氧
冷保温与通常意义上的用岩棉、硅酸铝保温
化碳,不仅造成碳资源的浪费,同时形成地球温不同,两者虽然都称绝热工程,都是隔绝或减少
室效应,破坏人类生存环境。但在铜陵金泰化工热量传递,但冷保温区别于一般的保温主要有四
实业有限责任公司,二氧化碳是合成碳酸丙烯酯点:一是传热的方向相反,应避免热源由外向里
进而用酯交换法合成碳酸二甲酯等精细化工产品传导,因此保冷工程不仅受到外部热量向内传递
的重要的大宗化工原料。该公司将二氧化碳变废的影响,同时受到大气及周围空气所含的水蒸气
为宝,2010年消耗二氧化碳2.3万吨。随着二期10向内滲透的影响,会产生凝结水或结冰:二是绝
万吨碳酸二甲酯扩建工程于2010年底投产,预计热结构要在保冷层外敷设防潮层;三是施工工艺
2011年全年消耗二氧化碳不低于5万吨
不同,为保证结构的致密性,完整性,施工采用
氧化碳在常温下是气态,工业上ー般以浇注法、喷涂法和粘结法的较多,使用缠绕法、
液态贮存和运输。我公司亦采取液态使用工艺。捆扎法的较少;四是选材不同,保冷要选择导热
30m3以下小容积贮罐常采用双层结构立式容器,系数低的材料,工程造价较高,一般为保温造价
夹层抽真空从而达到绝热效果。但对于大容积贮的2~3倍。
罐,由于每台贮罐容积达到200m以上,设计上采1.1选材
用单层卧式结构,外壁要求绝热保温。贮罐规格
液态二氧化碳贮罐保冷材料选择时首先考
03600X20000mm,封头为椭圆形封头,罐体材质
虑冷保温的目的,在于阻止周围水汽向绝热体滲
为低温压力容器用16MnDR,采用鞍式支座,罐透,防止贮罐外层结露甚至产生冰层。绝热材料
内介质温度-21℃,气相压力2.MPa,安全阀启跳的特性和性能见表1,综合分析后选择聚氨酯发泡
压力:2.5MPa。如果贮罐绝热效果达不到要求,
料作为保温材料。
液态CO2会气化,导致安全阀启跳泄压,气化过
快,泄压来不及还有发生爆炸的危险;另外
聚氨酯保温材料(发泡组合料)是聚氨酯
氧化碳进入反应系统时,工艺上采用高压柱塞泵
合成材料应用最广的一种,施工使用的原料分为
以10.0MPa压力连续输送注入合成塔,若管道中出
A、B两种组份,都以聚瞇为主要成份,加上其它
现气态二氧化碳时,泵很难打上量,只得通过泵辅料组合而成。发泡聚氨酯组合料具有优异的理
出口处放空管道排净气态二氧化碳,直至管道中
化性能和便捷的施工工艺性能,其导热系数仅为
出现液态二氧化碳。这一过程俗称“排气”,既0.016~0.030W(mk),在已知的保温材料中,导
影响生产又造成二氧化碳浪费。因此,储罐或管热系数是最低的,尤其是发泡组合料是一种天然
道中气态或局部气化的二氧化碳都不利于二氧化
的胶粘材料,能形成连续的保温层,保证了保温
碳的低温输送和生产,无论是贮存还是工艺,報层与储罐的粘结强度高,无需任何胶粘剂和错固
要求二氧化碳必须达到良好的绝热效果,以杜绝……
安全隐患。
作者简介:吴实(1972-)男,工程师,1996年山东工业大学
毕业,现任职于铜陵金泰化工实业有限资任公司,长期从事防腐
1冷保温方案选择
蚀和保温工程管理工作。
石油和化工设备
26-■技术交流
2012年第15卷
表1保冷绝热材料的特性和性能
材料名称运用温度で?密庭(是热系数
优缺点
超细泡沫玻璃棉制品
250~~400
0.0326「导热系数小,密度小,机械性能及化学性能好。多用作极低温
(板材、壳材)
绝热。因生产工艺不同,性能差异大,价格昂费,施工不便。
聚氨酯硬质泡沫塑料
(发泡组合料)
1005030~-65.016~0.0月前绝热材料中导热系数最低的,密度小,强度高,能承風
0.2MPa,施工方便。缺点是阻燃性差
柔性泡沭橡绝热利-40~0「65~85os-.Al又称望稀,导热系数低,系性好,施工需粘敗水,吸岡
品(板材、壳材)
性大,抗老化性能差,块材间接缝不易处理
聚苯乙烯泡沫塑料制
多用于冷库墙壁,不耐腐蚀,吸水性强,成本较聚氨酯要
0.0415
品(管売、板)
低
件,可有效阻断冷桥形成,在施工中既可现场浇发泡的新型施工工艺,可一次性整体分层完成发
注成型又可直接喷涂发泡,适宜在各种异形表面泡,更能增强保温层的防水性能和牢固性,发泡
制作保温层,因而是一种性能优异的低温隔热保保温层具有无接缝的优点,避免了制作发泡模具
温材料
的繁琐操作
1.2施工方案
2液态二氧化碳贮罐外壁保冷工艺规程
聚氨酯用作保温时,可以由预制厂预制成板
整体冷保温结构设计成四层:防腐层、保温
状或管壳状等制品,还可在现场发泡。以下为现层、阻燃层和保护层。
场发泡的两种方法。
防腐层施工(罐外壁机械除锈→涂刷防锈底
1.2.1现场制模浇注法(手工发泡法)
漆两道)→聚氨酯保温层施工(现场分层喷涂发
步骤如下:
泡,总厚150mm)→阻燃层施工(刮涂第一道阻
(1)先将聚氨酯制块切割成100m的条块作燃防水玛蹄脂→缠绕专用玻纤网格布→刮涂第二
发泡模板,用聚氨酯发泡剂粘接于罐体的表面,
道阻燃防水玛蹄脂)→金属保护层施工(铝板安
以便确定发泡的高度及发泡的空间;发泡模块砌装)
筑完成后,用镀锌铁皮作发泡挡板,在镀锌铁皮2.1防腐层
上涂刷脱模剂并固定镀锌铁皮
罐体外壁采用机械除锈,除锈等级达到St3
2)将聚氨酯A、B发泡料以1:1的比例,充级,除去油脂、污垢、氧化皮和铁锈等,除锈结
分搅拌,在临界发泡时倒入已经制作好的发泡空束后,应尽快涂刷防锈底漆。两道防锈漆总厚度
间内,聚氨酯发泡料的数量按发泡空间计算;待在70um。涂刷作业时,应涂刷均匀,防止发生流
聚氨酯充分发泡反应固化定型后脱出发泡模板
挂、皱折、漏涂等。
(3)发泡后如有多余发泡膨胀的边角块要切2.2保温层
割掉,以保证表面平整
本方案采用压缩空气把反应液喷出,并在
(4)由于罐体的支撑为钢结构,支撑与罐体喷枪的混合室内把各种原料混合均匀,喷到贮罐
连接处存在冷桥,所以需对罐体的支撑也要做聚表面后粘结在表面上同时发生化学反应并固化。
氨酯保温;否则温度极低的二氧化碳贮罐易吸收发泡工艺是一个比较重要的环节。发泡的均匀程
空气中的水份形成冰块。
度、泡的大小都与保冷效果有直接关系。
1.2.2现场直接喷涂法(机械发泡法)
喷凃作业应选择无风或风力较小的天气进
喷涂发泡是利用空压机产生的高压压缩空行,在喷涂过程中要随时检查泡沫质量与外观平
气,经过喷枪混合室形成负压,吸入聚氨酯A、B整度,发现脱落及发脆发软现象,应立即停喷并
料后以细小的雾状液滴形式喷出,在专用喷枪的査明原因,