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氮气化学工业的保护伞-AirProductsand.pdf


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氮气:化学工业的保护伞
氮气保护可以改善工艺安全性、提高产品品质并
延长设备使用寿命。以下将介绍如何利用氮气保
护达到预期的安全绩效和产品品质,并同时将成
本降至最低。
空气产品公司 Paul Yanisko, Shiying Zheng
原文于2011年11月发表在由美国化学工程研究院
出版的CEP杂志中。
1
虽然氮气保护操作简便,也已经广泛应用于化工、制药、食品加工火灾三要素(图):燃料、氧气和点火源。将以上三要素中的任何一样从环
和炼油工业,但它改善生产率和安全性的潜力常常被人们忽视。保境中移除,都可消除火灾发生的可能性。
护工序是用一种气体填充容器或储罐等的气相空间,以达到控制其储罐的顶部空间含有空气和所储存的易燃物质(例如,溶剂)蒸气混合物。当
组成的目的。它可用于生产、贮存、运输和成品包装的过程中。应蒸气混合物处于溶剂的可燃极限范围内并且有点火源存在时,溶剂蒸气和空
用的范围广泛,适用于具有不同尺寸的各种容器,从容积为百万加
气就会被点燃并燃烧。接地能降低着火的可能性,但即使将储罐进行了接地点火源
仑的储罐到几夸脱或更小的容器。处理,体系中或溶剂本身还是会产生能充当点火源的静电。事实上完全消除
氧气
氮气是一种极为普及的惰性气体,所以几乎任何规模的价格都相对静电源是不可能的,也不可能将燃料去除,因为所储存的物质本身就是燃
低廉,因此成为保护工序中最常用的气体。其他气体像二氧化碳或料,因此氧气成为火灾三要素中唯一能够控制的因素。
燃料
氩气偶尔也会被使用,但是二氧化碳相对更具活性,而氩气约比氮
图1:火灾三要素:燃料、氧气和点
气贵到倍。可通过以下方法惰化储罐环境:
火源
本文描述了氮气保护的基本原理,并说明如何有效和高效地实施保•降低气相空间内的氧含量,使其低于支持燃烧的浓度值,即氧浓度极限值
护的工序。(LOC)。
•降低气相空间内的燃料浓度,使其低于支持燃烧的最低浓度值,即爆炸下限
优点值(LEL)或可燃下限值(LFL)。
氮气保护能够减少储罐或工艺容器气相空间的含氧量,使气相空间变成惰•增加气相空间内的燃料浓度,使其高于支持燃烧的最大浓度值,即爆炸上
性,从而有助于保护工人、产品和厂房设备;它能消除发生火灾或爆炸的可限值(UEL)或可燃上限值(UFL)。
能性,降低产品蒸发率,并保护容器免受空气或水分的结构性腐蚀损伤。它用户可在制造商提供的化学品安全技术说明书(MSDS)中查到物质的LEL和
同时还能阻止空气、水分或其他污染物进入气相空间,避免产品降解。 UEL(图,见下页)。许多物质(如表)的LOC值可在化学工程手册、化工手册
品质效益。某些敏感材料,尤其是在食品、生物制药和保健行业,当接触到和国家防火协会的文件NFPA:防爆系统()中查得。可通过计算方法确定
氧气、水分或其他污染物时,品质会降低。氮气保护能够在储罐内部形成轻一定温度和压力条件下,气体、燃料和惰性物质混合物的可燃极限() 。
微的正压,从而阻止空气和其他污染物渗入,防止产品发生氧化降解和腐
坏,延长产品保质期。
表1. NFPA 69(1)包含极限氧浓度(LOC)值的完整表格,以下为
例如,空气中的氧气和水分会引发食用油发生不良反应,产

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  • 时间2018-03-15