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Tanques de almacenamiento criogénico

¿Qué son los tanques de almacenamiento criogénico?

 

Los tanques de almacenamiento criogénico son contenedores especiales para almacenar líquidos criogénicos (como nitrógeno líquido, oxígeno líquido, argón líquido, etc.). Estos líquidos criogénicos tienen puntos de ebullición extremadamente bajos, con nitrógeno líquido hirviendo a aproximadamente -196 grado, oxígeno líquido hirviendo a aproximadamente -183 grado y argón líquido hirviendo a aproximadamente -186 grado. El objetivo principal de los tanques de almacenamiento criogénico es almacenar y transportar de manera segura estos líquidos criogénicos en producción industrial, tratamiento médico, investigación científica y otros campos.

 

En la industria, el oxígeno líquido a menudo se usa en procesos como la fundición de acero y las reacciones de oxidación química; El nitrógeno líquido se puede usar para el tratamiento profundo en frío de los materiales metálicos, congelación rápida de alimentos, etc.; El argón líquido se usa principalmente como gas protector en soldadura y fabricación de semiconductores. En el campo de la medicina, se usa nitrógeno líquido para preservar muestras biológicas (como espermatozoides, huevos, embriones) y crioterapia; El oxígeno líquido se usa en los sistemas de apoyo respiratorio médico. En la investigación científica, los líquidos criogénicos proporcionan el entorno experimental necesario para la investigación sobre la superconductividad, la física de baja temperatura, etc.

 
Características estructurales de los tanques de almacenamiento criogénico

Transatlántico

El revestimiento es la parte que contacta directamente con el líquido criogénico, generalmente hecho de materiales como el acero inoxidable (como 304L, 316L, etc.). Esto se debe a que el acero inoxidable tiene una buena tenacidad a baja temperatura, resistencia a la corrosión y una conductividad térmica extremadamente baja. El diseño del revestimiento debe asegurarse de que pueda resistir la presión interna generada por el líquido criogénico y tiene un buen sellado para evitar la fuga de líquido. Por ejemplo, para un tanque de almacenamiento de nitrógeno líquido, el revestimiento debe poder resistir la presión generada por la vaporización de nitrógeno líquido.

Caparazón

La carcasa protege principalmente el revestimiento y los aislados. El material de la carcasa puede ser acero al carbono, acero inoxidable o aleación de aluminio, etc. Por lo general, hay un cierto espacio entre la carcasa y el revestimiento, que se usa para llenar materiales de aislamiento o establecer una capa de aislamiento de vacío.

Capa de aislamiento

El aislamiento es una de las tecnologías clave para los tanques de almacenamiento criogénicos. Los métodos comunes de aislamiento incluyen aislamiento al vacío, aislamiento de polvo (como perlita) y aislamiento de múltiples capas. El aislamiento del vacío es reducir la transferencia de calor evacuando el espacio entre el revestimiento y la carcasa; El aislamiento de polvo es utilizar la baja conductividad térmica de los materiales en polvo (como el polvo de perlita) para el aislamiento; El aislamiento de múltiples capas es utilizar múltiples capas de materiales de alta reflectividad (como papel de aluminio) y materiales espaciadores de conductividad térmica baja alternativamente, lo que puede reducir efectivamente la transferencia de radiación y calor de conducción.

Tuberías y válvulas

Los tanques de almacenamiento criogénico están equipados con sistemas de tuberías como tuberías de entrada líquidas, tuberías de salida de líquidos, tuberías de ventilación y varias válvulas para controlar la entrada y salida de los líquidos, la descarga de gases vaporizados y otras operaciones. Estas tuberías y válvulas deben tener una buena tolerancia y sellado de baja temperatura para garantizar la seguridad y el uso normal. Por ejemplo, las válvulas generalmente usan válvulas criogénicas especiales, y sus materiales de sellado pueden mantener un buen rendimiento de sellado en entornos de baja temperatura.

Método de clasificación

Clasificación por medio de almacenamiento

Se puede dividir en tanques de almacenamiento de nitrógeno líquido, tanques de almacenamiento de oxígeno líquido, tanques de almacenamiento de argón líquido, etc. Los diferentes medios tienen diferentes requisitos para los materiales de los tanques de almacenamiento y la seguridad debido a sus diferentes propiedades físicas y químicas. Por ejemplo, el oxígeno líquido es combustible, y los tanques que almacenan el oxígeno líquido necesitan tomar medidas especiales de prevención de incendios y explosiones.

Clasificación por volumen

Hay pequeños tanques de almacenamiento criogénicos de laboratorio (generalmente con un volumen de varios litros a decenas de litros), tanques de almacenamiento industrial y médico de tamaño mediano (con un volumen de cientos de litros a miles de litros) y grandes tanques de almacenamiento (con un volumen de decenas de miles de litros o incluso más grandes). Los pequeños tanques de almacenamiento se utilizan principalmente para experimentos de investigación científica y la preservación de pequeñas cantidades de muestras; Los tanques de almacenamiento de tamaño mediano son adecuados para hospitales, pequeñas fábricas y otros lugares; Se utilizan grandes tanques de almacenamiento para la producción y almacenamiento industrial a gran escala.

Clasificación por método de aislamiento

dividido en tanques de almacenamiento aislados al vacío, tanques de almacenamiento aislados de polvo y tanques de almacenamiento aislados de múltiples capas. Los tanques de almacenamiento con aislamiento de vacío tienen un buen rendimiento de aislamiento y son adecuados para el almacenamiento a largo plazo y las ocasiones de alta precisión; Los tanques de almacenamiento aislados de polvo tienen costos relativamente bajos y son adecuados para algunas situaciones en las que los requisitos de aislamiento no son particularmente altos; Los tanques de almacenamiento aislados de múltiples capas combinan un buen rendimiento de aislamiento y características estructurales compactas.

Precauciones de seguridad

 

 

Control de presión:Los líquidos criogénicos continuarán vaporizándose durante el almacenamiento, lo que hace que la presión en el tanque aumente. Por lo tanto, los tanques de almacenamiento criogénicos deben estar equipados con sistemas de control de presión, como válvulas de seguridad, medidores de presión, etc. La función de la válvula de seguridad se abrirá automáticamente cuando la presión en el tanque excede el valor establecido, el gas de descarga y evite que el tanque de almacenamiento explote. Los usuarios deben verificar regularmente la efectividad del sistema de control de presión para garantizar su funcionamiento normal.

 

Evitar fugas:La fuga de líquidos criogénicos puede causar peligros como la congelación, la asfixia y el fuego (como la fuga de oxígeno líquido). Por lo tanto, es esencial verificar el sellado del tanque de almacenamiento. En uso diario, preste atención para observar si hay signos de fuga de líquido o gas en tuberías, válvulas y otras partes. Si se encuentra fugas, tome medidas de inmediato, como cerrar válvulas relevantes, evacuar personal, etc., y notificar de inmediato al personal de mantenimiento profesional para su mantenimiento.

 

Mantenimiento de aislamiento:Si el rendimiento de aislamiento del tanque de almacenamiento disminuye, el líquido de baja temperatura se vaporizará más rápido, aumentará la presión en el tanque y desperdiciará energía. Por lo tanto, es necesario verificar regularmente la integridad de la capa de aislamiento, como si el grado de vacío del tanque de almacenamiento de aislamiento al vacío cumple con los requisitos. Para los tanques de almacenamiento de aislamiento de múltiples capas, preste atención para verificar si el material de aislamiento está dañado o separado.

 

Especificación de operación:Cuando se utilizan tanques de almacenamiento de baja temperatura para llenado de líquido, descarga, transporte y otras operaciones, debe llevarse a cabo de acuerdo estricto con los procedimientos operativos. Por ejemplo, al llenar el líquido, la velocidad de llenado debe controlarse para evitar una presión excesiva causada por la rápida vaporización del líquido; Durante el transporte, asegúrese de que el tanque de almacenamiento esté firmemente fijo para evitar la inflexión y la colisión.

 

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