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在实验室和工厂中压缩气体的安全处理

  
评论: 更新日期:2011年04月26日

  了解被处理的气体

  熟悉压缩气体所具有的危险性性质(如可燃性、毒性、化学活性和腐蚀作用),对使用者来说极其重要。在气体被使用以前,应该做最大的努力来认识它们的各种性质。对任何一种气体,有时要确定它的主要危险是很困难的,因为这和如何使用该气体有很大关系。在实验室防护罩中存在明火的情况下,一氧化碳的可燃性很可能是主要危险,而对使用一氧化碳作为反应物的中试装置,运行过程中的泄漏和由此产生的毒性可能是主要危险。

  各种气体可燃范围如图2所示。尽管液化石油气如丁烷和丙烷的可燃范围很窄,但是只需要很低的浓度就会产生可燃混合物。乙炔、一氧化碳、环氧乙烷、硫化氢和氢气的可然范围非常宽。这表明它们能在很宽广的条件下与空气形成爆炸性混合物。

 

图2 气体的可燃性范围

  了解某中气体必须使用什么样的制作材料是重要的,这可以防止设备由于腐蚀而造成损坏,并可避免危险化学物的生成(如铜与乙炔或含有乙炔作为杂质的气体发生反应可生成乙炔化物,或者当有氨气在而使用汞时可能生成雷汞)。

  对有毒、可燃和腐蚀性气体,在通风良好的地方使用可以使危险减到最小。只要有可能,应该在防护罩中进行工作,所用钢瓶的容量应保证在合理的时间内用完所有的气体。

  不允许对泄漏置之不理。如果钢瓶泄漏经过简单的处理,例如紧固填料函螺母而不能解决,则应立即通知供应商。

  钢瓶物料的正确取用

  为了有控制地取出液化气体的液相,可以使用手动调控阀。或者专门的液体流量调节器。必须记住,取出液体的操作必须是在物质的蒸气压下进行的。任何降低压力的企图将会导致全部或部分液体闪蒸为气相。

  从液化气钢瓶中迅速取出气相可能使液体冷却过快,导致压力和流量下降到低于需要的水平。对此,可以采用在水浴中加热钢瓶的方法处理,水浴温度控制不得高于51.7℃(125。F)。也可以让液体通过一个热交换器而使气体迅速取出,液体在热交换器中蒸发为气体。这个方法对物料没有温度限制,然而,这可能使热交换器和钢瓶都产生过高压力,因此必须谨慎操作,防止热交换器下游气体管线发生堵塞。在所有液体传输管线上都应装配安全阀,以释放骤然升高的危险的流体静压或蒸气压。

  对于非液化气,把压力降低到安全用气压力的最常用装置是压力调节器。它是由承力弹簧隔膜(或气体隔膜)构成,借此可控制管口节流。气体输送压力正好与弹簧承载的压力平衡,从而得到相对恒定的气体输送压力。

  压力调节器的安装和使用

  调节磁靠螺纹与钢瓶连接,无需强制紧固螺纹。如果调节器的进口与钢瓶出口不匹配,不应该试图强制匹配。匹配不好表明这个调节器不能用于所选择的气体。

  为了获得需要的传输压力,应该使用下列步骤:

  1. 调节器连接到钢瓶阀门出口以后,以逆时针方向旋转传输压力调节螺旋,直到它能自由旋转。

  2. 慢慢打开钢瓶阀门直到调节器高压表指示出钢瓶的压力。至此,可对钢瓶压力进行校验,看是否处在预期的压力值。如果压力低于预期值,应与供应商联系。(注意:钢瓶压力低意味着阀门有可能漏气,因而有可能是一个严重的安全问题)。

  3. 关闭调节器出口的流量控制阀,顺时针方向旋转传输压力调节螺旋,直至达到需要的输送压力。流量的控制可以依靠调节器出口提供的阀门或者依靠调节器下游管线中的辅助阀门来调节。调节器本身不应该用于流量控制,即不应该依靠调节压力来获得不同的流量。这会使压力调节器的用途失效。在某些情况下,以这种方式获得较高的流量时,压力设置值可能超过系统的设计压力。

  4. 在确定流量以后,设置的输送压力可能略微降低。检验一下看看输送压力是不是所希望的,并进行必要的调整。

  压力调节器的类型

  选择何种类型的压力调节器,取决于所需的传输压力的调控范围,需要维持

  的传输压力的精密度以及气体的流速要求。压力调节器有单级和双(两)级两种基本类型。单级型其输送压力随着钢瓶压力下降会有微小变化。这也预示当流速增加时,其输送压力的下降要比两级调节器大。另外,这还表示其“锁定”压力(停止流动时所需高于输送压力的压力设定值)要比两级调节器高。通常,与单级调节器相比,两级调节器能在比较严格的条件下输送更接近于恒定的压力。

  当选择正确的调节器时,气体纯度也是需要考虑的因素。调节器的设计和选用的制作材料能够对所使用气体的纯度产生不利的影响。在气体纯度是关键因素的应用领域,应选择高纯气体调节器。

  手动流量控制

  在只需要间歇流量控制和操作者总是在场的情况下,可以使用手动型流量控制器。这种类型的控制器只不过是一只通过人工操作就能提供适合气体量的阀门。借此可以获得精细的流量控制,但必须记住,因为没有提供自动防止超压的手段,在密闭系统中或是堵塞了的系统中可能产生压力逐渐上升的危险。

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