惰化 Inertisation
非连续工艺在工艺启动前,反应釜内部形成惰化,即通过导入惰性气体,驱除反应釜气氛中的氧气或其它反应性爆炸性气体或气相化合物。
用惰性(非反应性)气氛,最常用为氮气,食品工业也用二氧化碳,取代“常规的”空气气氛。
惰化能用于防止溶剂挥发物爆炸,或产成品的氧化和沾污。气相中残余氧组分小于5%时即可认为足够防护爆炸发生。
气封 Blanketing / 排气 Ventilation
气封与排气的目的是在工艺过程中保持反应釜、储罐、容器内的惰性化水平。
罐釜气封对产品形成保护,免于沾污、也避免罐釜自身瘪垮或受损。对于易燃易爆的应用场合,罐釜气封有助于安全;对于非易燃易爆的应用场合,罐釜气封可以保护原料成分或产成品。燃烧爆炸需要三要素:燃料 氧气 火源,亦即燃爆三角。如果罐釜内物料为易燃易爆的,燃料也就有了。如果氧气充满罐釜气相空间,任何随机的火花或静电火花即可引发燃烧或爆炸。而大部分此类应用中,真正可控的要素只能是氧气部分。对于非易燃易爆应用,氧气会由化学反应引发物料氧化或毁败。罐釜惰化、气封,就是在罐釜内液相上方空间充入惰性气体。氮气由于其比其它惰性气体更易得而价廉是最常用的。通过惰化和气封驱除罐釜内部气相空间的氧气,减少罐釜内物料与氧气接触。
氮封 Nitrogen Blanketing
通常需要采用两个调压阀以优化效果。减压阀用于进气、释压阀用于排气。氮封压力范围通常为10mbar至50mbar。可以用上述两阀操作,比如减压阀设定为15mar、释压阀设定为40mbar。进压点、释压点应尽量保持差距以扩展工作压力范围,而不消耗过多气体。建议最小压力范围为8mbar。如需隔绝氧气进入罐釜(如有易燃易爆溶剂存在),工作压力可保持正压。如需隔绝物料外泄(如遇有毒有害物料情况),工作压力可保持负压。
过压气封 (下左图) Overpressure blanketing
采用惰性气体对储罐、反应釜、槽罐或其它气相空间进行气封。惰性气体气封用于在槽罐中保持轻微的过压;可以防止空气的氧气组分进入而使产品发生氧化。
减压阀设定为20mbar,释压阀设定为50mbar
过压惰化 Over-Pressure Inertisation
可以在弹簧-膜片腔室引入先导压力取代大气压作为参考压力值,可以提高罐釜内压,获得过压、气力传输、吹扫、阻隔等效果。
惰化操作
V1关闭,V2开启 – 气相被抽吸至-800 mbar(表压,=200mbar绝对气压)
V2关闭,V1开启 – 充入相应体积的氮气
稀释比1:5 残余氧含量4%
循环操作
V1关闭,V2开启 – 气相被抽吸至-800 mbar(表压,=200mbar绝对气压)
V2关闭,V1开启 – 充入相应体积的氮气
稀释比1:5 残余氧含量0.8%
惰化以后,系统切换到“气封”模式。
气压小于15mbar时,减压阀充入氮气
气压大于 40mbar时,泄压阀泄放氮气