Resfriamento e purga do tanque criogênico: requisitos essenciais para o primeiro uso.

A primeira utilização de um tanque de armazenamento criogênico é uma etapa importante que requer procedimentos adequados de resfriamento e deslocamento de pureza. Um tanque criogênico recém-fabricado contém um recipiente interno relativamente quente, e o seu enchimento direto com líquido criogênico sem a devida preparação pode resultar em um rápido aumento de pressão durante o processo inicial de enchimento.

Para tanques de armazenamento criogênico de oxigênio, nitrogênio e argônio, o procedimento de primeiro uso deve incluir ambosResfriamento do tanque e deslocamento de purezaO processo foi concebido para remover gradualmente o calor do recipiente interno, elevando a pureza do gás interno ao nível exigido.

O que é o tempo de resfriamento de um tanque criogênico?

O resfriamento do tanque criogênico é o processo de remoção do calor do recipiente interno antes do início do armazenamento normal do líquido criogênico.

Quando um novo tanque criogênico é colocado em serviço pela primeira vez, o recipiente interno encontra-se a uma temperatura relativamente alta. Quando o líquido criogênico entra no tanque, a grande diferença de temperatura provoca uma troca de calor significativa. Se o calor não for adequadamente removido durante o processo inicial de resfriamento, o tanque poderá sofrer um rápido aumento de pressão após o primeiro enchimento.

Portanto, o processo inicial de resfriamento é uma parte essencial do comissionamento de um tanque de armazenamento criogênico.

Por que o deslocamento da pureza é necessário?

Além de resfriar o tanque, o gás dentro do recipiente interno precisa ser deslocado para atingir a pureza necessária.

O processo de resfriamento e deslocamento de pureza para tanques de oxigênio, nitrogênio e argônio utiliza líquido criogênico introduzido através dolinha de enchimento superiorPara tanques criogênicos horizontais, as aberturas do tubo de pulverização de enchimento superior devem estar orientadas para cima e em um ângulo de aproximadamente 45° para a esquerda e para a direita, em vez de para baixo.

O número de ciclos de resfriamento e deslocamento depende da pureza do gás necessária:

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Para requisitos gerais de tempo de espera:pelo menos 3 ciclos

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Para pureza do gás de99,9% ou superior: pelo menos 4 ciclos

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Para pureza do gás de99,99% ou superior: Podem ser necessários 6 a 7 ciclos

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A pureza do líquido criogênico utilizado na operação também é um pré-requisito importante para atingir a pureza final do gás desejada.

Procedimento de Resfriamento do Tanque Criogênico e Deslocamento de Pureza

O procedimento básico consiste em introduzir uma certa quantidade de líquido criogênico no recipiente interno através do sistema de enchimento superior, manter o líquido por um período específico e, em seguida, liberar a pressão do recipiente interno.

Esse processo é repetido de acordo com o número de ciclos necessário e o tamanho do tanque criogênico.

Após a conclusão do número necessário de ciclos, a pureza do gás deve ser verificada na saída de ventilação utilizando um analisador de pureza de gás para confirmar se o nível de pureza exigido foi atingido.

Por exemplo, para tanques no5–30 m³Em geral, o primeiro ciclo requer aproximadamente 1 minuto de enchimento pela parte superior, seguido de 10 minutos de espera. Os tempos de enchimento e espera aumentam progressivamente nos ciclos subsequentes.

Para tanques de50–100 m³e150–250 m³Os tempos de enchimento e retenção correspondentes também são especificados de acordo com a capacidade do tanque e o número de ciclos.

O procedimento operacional propriamente dito deve seguir a capacidade do tanque aplicável e os requisitos de comissionamento correspondentes.

Resfriamento e purga do tanque criogênico de GNL

Os tanques de armazenamento de GNL exigem uma abordagem diferente durante o resfriamento inicial e o deslocamento.

De acordo com os requisitos operacionais,Recomenda-se o uso de nitrogênio líquido para o resfriamento inicial de tanques de GNL..

Existem várias razões para usar nitrogênio líquido. Primeiro, o nitrogênio líquido é relativamente econômico para esta aplicação. Segundo, ele pode reduzir a temperatura do tanque interno a um estado criogênico em um período relativamente curto. Terceiro, o gás gerado durante a troca de calor pode ser liberado com segurança.

Utilizar GNL diretamente para o resfriamento inicial pode ser menos econômico, enquanto a grande quantidade de gás gerada durante a troca de calor cria preocupações adicionais de segurança, pois o gás natural pode pegar fogo quando exposto a uma fonte de ignição.

Controle de oxigênio durante a purga do tanque de GNL

Em tanques de armazenamento de GNL, o objetivo do processo de deslocamento é reduzir a concentração de oxigênio dentro do recipiente interno.

Os requisitos operacionais fornecidos especificam que o teor de oxigênio deve ser reduzido paranão mais que 3%antes de prosseguir com o processo de comissionamento relevante.

Isso é particularmente importante porque o oxigênio e o gás natural podem formar uma mistura combustível em certas concentrações. Portanto, o controle da concentração de oxigênio é um fator crucial durante a preparação de tanques de GNL.

Por que o enchimento superior é importante

Durante o processo de resfriamento e deslocamento, o tanque de GNL deve utilizar oLinha de enchimento superior para introdução de nitrogênio líquido ao longo do processo.

O processo deve continuar até que a concentração de oxigênio atinja o nível necessário. Quando a quarta medição atingir o valor especificado, o nitrogênio líquido restante poderá ser introduzido no tanque através da linha de enchimento superior. Caso a concentração de oxigênio não atenda aos requisitos, o processo de resfriamento e deslocamento deverá continuar até que a meta seja alcançada.

Uso recomendado de nitrogênio líquido para resfriamento de tanques de GNL

Os requisitos operacionais recomendam que a quantidade de nitrogênio líquido utilizada para o resfriamento do tanque de GNL seja geralmente a seguinte:

5% a 8% do volume nominal do tanque.

O uso excessivo de nitrogênio líquido deve ser evitado, pois pode afetar o poder calorífico do GNL (Gás Natural Liquefeito).

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O resfriamento adequado e a eliminação da pureza são partes importantes do comissionamento inicial de tanques de armazenamento criogênico.

Um tanque criogênico bem projetado deve fornecer um sistema de enchimento superior adequado e um sistema de pulverização interna para suportar o processo de resfriamento e deslocamento necessário. Para diferentes capacidades e aplicações do tanque, o procedimento de comissionamento deve ser estabelecido de acordo com o projeto do tanque, os requisitos operacionais, a pureza requerida e as condições específicas do projeto.

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Conclusão

O resfriamento do tanque criogênico e a determinação da pureza são procedimentos essenciais durante o comissionamento de um novo tanque de armazenamento criogênico.

Para tanques de oxigênio, nitrogênio e argônio, o processo combinaEnchimento superior, resfriamento, alívio de pressão, ciclos de deslocamento repetidos e verificação final da pureza do gás.Para tanques de GNL, o nitrogênio líquido pode ser usado para o resfriamento inicial, enquanto a concentração de oxigênio deve ser controlada antes que o tanque entre em operação.

Compreender esses procedimentos ajuda os operadores a preparar melhor os tanques criogênicos para o primeiro enchimento e contribui para uma operação mais segura e confiável.

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