文献综述-DN1200液氯卸车缓冲罐设计VIP

文献综述课题题目：DN1200液氯卸车缓冲罐设计所在学院：班级：姓名：学号：指导教师：合作导师：日期：2013年11月15日前言液氯卸车缓冲罐，主体部分主要由圆筒、封头、支腿、容器法兰、接管等部件组成。由于氯是一种非常活泼的非金属元素，有很强的氯化性。设计的容器不能有一点泄露隐患，在容器的结构设计，焊缝的焊接技术要求，焊缝的探伤检查，设计压力的选取等，都要在设计上给予安全保证。缓冲罐是化工生产中最常用的容器之一，它起着安全及介质分离的作用。氯气缓冲罐由于是盛装具有毒性程度为高度危害的氯气。所以它的设计是否正确、合理，更具有特殊的重要意义。1.氯气的特性及影响设计因数通过周桂杰在《氯气缓冲罐的设计》一文中的介绍，我们了解到氯是一种非常活泼的非金属元素，有很强的氯化性，氯气和水反应生成生成次氯酸和盐酸。次氯酸、盐酸对钢最容易产生电化学腐蚀，因此直接影响到容器的使用寿命，这就是我们使用普通碳钢制作液氯钢瓶，罐车、储罐、缓冲罐时要严格控制其含水量的原因。在盛装氯的容器中，同时存在着气态和液态的两相并存。容器内部压力就是氯的饱和蒸汽压，这就要求在氯气容器的设计压力上要考虑在操作温度下氯气的饱和蒸汽，根据规定再确定出设计压力。在设计中要充分考虑氯气毒性的高度危害，设计的容器不能有一点泄露隐患。在容器的结构设计，焊缝的焊接技术要求，焊缝的探伤检查，设计压力的选取等，都要在设计上给予安全保证。2.液氯消毒的应用液氯是由氯气进行液化而成的，而氯气本身具有毒害性，在操作时要特别注意。另外，从化学角度看液氯是一种纯净物，而漂白粉则是一种化合物。人体中存留太多氯会使细胞癌变，因此，漂白粉与液氯更多用于工业废水消毒。液氯消毒特点是：(1)处理水量较大时，单位水体的处理费用较低;(2)水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯，从而具有持续消毒能力;(3)由于加氯法消毒一般要求不少于30min的接触时间,接触池容积较大，占地面积大;(4)氯气是剧毒危险品，存储氯气的钢瓶属高压容器，有潜在威胁，需要按安全规定建氯库和加氯间。并且定期清洗接口、连接管等，确保无泄漏和堵塞。3.液氯运输的风险液氯是一种危险化学品,具有急性毒性、腐蚀性、反应性、氧化性和剌激性等特征。在液氯运输过程中,诱发危险事故的因素很多,稍有不慎,极易导致灾害,造成人员伤亡和财产损失及生态环境的严重破坏。因此,根据中华人民共和国环境保护行业标准HJ/T169-2004《建设项目环境风险评价技术导则》的规定,需要对其运输过程中存在的环境风险进行评价。通过分析和预测液氯运输过程中存在的潜在危险、有害因素以及可能发生的突发性事件或事故引起泄漏所造成的人身安全与环境影响和损害程度,提出合理可行的防范、应急与减缓措施以使液氯运输的事故率、损失和环境影响达到可接受水平。本文从风险识别、风险分析、后果计算、风险管理等几个方面对液氯运输过程中可能存在的风险进行分析与评价。液氯运输方式一般分为铁路运输和公路运输。本文以铁路运输为例,说明其风险识别因子。铁路运输的主要设备为液氯槽车和铁路设施,槽车易发液氯泄漏部位主要有槽车的各种阀门(安全阀、截止阀、角阀、压力表阀、充装阀、入孔盖的垫片、阀门大压盖)和槽车罐体;铁路易发事故的部位有铁轨、机车等铁路运输设备设施。当液氯槽车和铁路设施等出现质量缺陷、操作失误、交通事故、意外事故和自然灾害等情况时,就可能引起液氯泄漏甚至发生爆炸事故。运输路线两侧环境敏感目标如居民、农田等为主要的环境敏感目标,发生事故时,将会对其产生影响。缓冲罐的结构形式及工作原理特点周桂杰在《氯气缓冲罐的设计》一文介绍了3种常见的氯气缓冲罐，如图1所示。图1氯气缓冲罐结构其中(a)图设备结构是氯管从顶部伸入罐底部,沿罐顶部以气态流出,它的体积一般较小,且容易排污,但对后系统反应剧烈,生产压力较大的装置不易采用。这是因为当后系统压力高于缓冲罐压力时,有可能沿氯气出口倒流至缓冲罐底部,然后沿入口倒流到氯的盛装容器;(b)图设备结构是氯从缓冲罐距底部1/3处流入,沿顶部开口流出,它能够稳定操作压力,并且利用1/3的体积防止后系统物料倒入氯容器;(c)图设备结构特点是氯入口沿筒体切线方向,利用筒体曲率使液氯旋转,从而降低了液氛的流速,使其气化迅速,达到气液分离的效果。肖芳苏在《氯气过滤缓冲罐的研制和应用》一文中对其也优势涉及。文中提到氯气过滤缓冲罐为一钢制、密闭的压力容器，如图2。图2氯气过滤缓冲罐工作原理：氯气或溢漏的液氯从氯瓶通过歧管流经进进入罐体，空间增大，液氯迅速气化，经罐中网篮内滤料过滤后的洁净氯气从出气孔投入投氯系统中。本文所研究的DN1200液氯卸车缓冲罐的结构图如图3所示。图3DN1200液氯卸车缓冲罐结构示意图工作原理：当缓冲罐用于系统中时，由于系统压力比预充气体的压力，所以会有一部分工作介质进入气囊内（对隔膜式来讲是进入罐体内），直到达到新的平衡，当系统压力再度升高，系统压力再次大于预充气体的压力，又会有一部分介质进入囊内，压缩囊和罐体间的气体，气体被压缩压力升高，当升高到跟系统压力一致时，介质停止进入，反之，当系统压力下降，系统内介质压力低于囊和罐体间的气体压力，气囊内的水会被气体挤出补充到系统内，使系统压力升高，直到系统工作介质压力跟囊和罐体间的气体压力相等，囊内的水不再外系统补给，维持动态的平衡。缓冲罐按结构可分为隔膜式和气囊式两种.。对隔膜式缓冲罐来讲，其罐体和隔膜之间预充有一定压力的氮气，气囊式缓冲罐是罐体可气囊之间预充有一定压力的氮气。缓冲罐的设计流程设计流程的确定是本设计进行的一个重要依据。周桂杰在《氯气缓冲罐的设计》中提出了一条明确的设计流程。首先是缓冲罐的材料的选取，然后是对缓冲罐结构形式的确定，再者是对法兰结构的选择与确定，最后是对检查孔的作用及结构进行选择确定。AudunFaanes和SigurdSkogestad的《Asystematicapproachtothedesignofbuffertanks》一文中也对这方面进行详尽介绍。通过对文献的阅读与分析，本设计的设计流程如下：1.圆筒结构的设计计算；2.封头结构的设计计算；3.支腿支座的设计计算；4.法兰的选择与设计计算；5.接管的设计计算。6.强度校核总结随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们越来越要求一切东西的质量好。选择一个好的主轴，减少环境污染，高效，节能，加工零件精度高等特点，正是符合现在人们所追求。在我选择的几篇文章中，介绍了很多不同的缓冲罐选择方案，也就是说缓冲罐在各个领域都有着广泛的运用，DN1200液氯卸车缓冲罐设计该课题也具有一定时代性与前行性。基于这种情况，我将在我的毕业设计中选择和参考一种最适合的缓冲罐去完成我的毕业设计。参考文献[1].董大勤.化工设备机械基础[M].北京：中央广播电视大学出版社，1993[2].张康达，洪起超.压力容器手册[M].北京：劳动人事出版社，2002[3].余国宗.化工机械手册[M].天津：天津大学出版社，1991[4].吴泽烩.化工容器设计[M].北京：北京化学工业出版社，1983[5].刁玉玮，王立业，喻健良.化工设备机械基础6版[M].大连：大连理工大学出版社，2006[6].化工部设备设计中心站.化工设备结构图册[M].上海：上海科学技术出版社，1979[7].匡国柱，史启才.化工单元过程及设备课程设计[M].北京：化学工业出版社，2002[8]濮良贵.机械设计[M].北京：高等教育出版社[9]孙恒，陈作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，1999.[10]诸文俊.机械设计基础[M].西安：西安交通大学出版社，1998.[11]孙恒，傅则绍.机械原理[M].北京:高等教育出版社，1989.[12]周桂杰.氯气缓冲罐的设计[J].沈阳化工，1996[13]肖芳苏.氯气过滤缓冲罐的研制与应用[J].给水排水，2005[14]AudunFaanes,SigurdSkogestad.Asystematicapproachtothedesignofbuffertanks[J].Computers&ChemicalEngineering,Volume24,Issues2–7,15July2000,Pages1395-1401[15]EKarstenHedegaard,OlexandrBalyk.nergysysteminvestmentmodelincorporatingheatpumpswiththermalstorageinbuildingsandbuffertanks[J].Energy,Volume63,15December2013,Pages356-365指导教师意见指