Какое давление производит углекислый газ
Содержание статьи
Все о давлении в баллоне с углекислотой
14 марта 2021
Прочитать позже
Отправим материал на почту
Двуокись углерода имеет много полезных применений: при тушении пожаров, в пищевой промышленности, для просушивания литейных форм и других. Углекислотой заправляют многоразовые баллоны, которые доставляют потребителям. Чтобы их использовать, нужно знать, каким требованиям они должны соответствовать, какие правила использования такого оборудования существуют. Давление в баллоне с углекислотой должно точно соответствовать нормативам.
Физические и химические характеристики
При комнатных давлении и температуре это вещество является бесцветным газом. Оно имеет свой, немного кисловатый, запах. Если в баллоне углекислота находится в жидком состоянии, она должна находиться под давлением, которое не меньше, чем 5850 КПа.
При охлаждении до температуры -56 градусов и давлении 519 КПа углекислота переходит в твёрдое состояние. Такое вещество называют «сухой лёд». Давление углекислоты в баллоне нужно знать для того, чтобы быть уверенным в том, что вещество находится в нужном состоянии.
Виды продукции
Двуокись углерода производят в следующем виде:
- Сжиженный газ, который хранится под давлением 50 кг/кв.см. Для этого требуется обеспечить температуру воздуха, не превышающую 31 градуса.
- Жидкий углекислый газ для хранения в специальных термосах.
- В виде сухого льда.
После этого продукт помещают в чёрные резервуары с жёлтыми предупредительными надписями и доставляют потребителям для использования.
Как должен поступать потребитель
Если фирма использует углекислоту в своей работе, ей необходимо найти тех, кто организует поставку. Процедура получения выглядит таким образом:
- В компании, которая занимается поставками, оставляют заявку на получение определённого количества продукта.
- В назначенное время получить баллоны, заправленные газом.
- Вернуть те резервуары, углекислота из которых уже была использована.
Для заправки используются различные типы баллонов:
- 40-литровая ёмкость вмещает 24 килограмма газа. Баллон имеет диаметр 21,9 см, высоту 140 см.
- В 20-литровом диаметр 21,9 см — высота составляет 85 см. Здесь помещается вдвое меньше газа — 12 килограммов.
- 10-литровая ёмкость более миниатюрная. Диаметр равен 14 см, а высота — 86,5 см. Покупателю предоставляется 6 кг углекислого газа.
Существуют ещё несколько типов баллонов, для которых может быть выполнена заправка.
Ёмкости для газа
Они могут иметь объём от 0,4 до 50 л. Такие баллоны могут использоваться в течение десятков лет.
Эти ёмкости могут применяться не только для выдачи потребителям, но и для хранения или промежуточной транспортировки. Ёмкости в обязательном порядке должны соответствовать требованиям ГОСТа 949-73.
Для указанного использования применяются цельнолитые баллоны, имеющие в своём составе конструкционную сталь марки 45Д, а также легированную марки 40ХГСА. Каждая модель используется с условием, что давление газа не превысит предельную величину. При ёмкости не выше 20 л она составляет 20 МПа, для больших может достигать 20 МПа.
Толщина стенок баллона составляет 7 мм. Резервуары делают из трубчатых металлических заготовок, диаметр которых соответствует размеру баллона. С одной стороны, методом обжима делают сферическую поверхность, с другой — создают горловину, через которую будет поступать сжиженный газ. На неё необходимо напрессовать кольцо, которое позволит надёжно прикрепить вентиль. Колпак будет надет на него для того, чтобы защитить от механических повреждений.
Для баллонов предусмотрена специальная маркировка. Общий цвет является чёрным, для надписей применяется оранжевый цвет. Не ёмкостях должны быть надписи «Углекислота», «Двуокись углерода» или «CO2».
Устройство баллонов предусматривает наличие таких элементов:
- Для устойчивости в баллоне используется специальный башмак прямоугольной формы.
- Резервуар, в который закачивается сжиженный газ.
- Запорный латунный вентиль, использующий правую резьбу.
- Предохранительный стальной колпак.
- Кольца из резины, которые располагаются вдоль цилиндрической части резервуара.
Через каждые пять лет эксплуатации баллоны должны проходить осмотр и аттестацию, которая подтверждает исправность и пригодность для последующего использования. Дата последнего освидетельствования указывается на баллоне. Надпись помещают на зачищенную горловину и обводят кружком, нарисованным жёлтой краской.
Процедура зарядки
Перед тем, как производить заправку, нужно внимательно осмотреть резервуар. Даже незначительные повреждения могут привести к взрыву. Если баллон исправен, приступают к проведению заправки углекислым газом.
В баллон заливают сжиженный газ. Для этого нужно создать разность давлений. Ёмкость нужно заполнить только на 80%. Оставшаяся часть отводится для газообразной части. Если этого не сделать, давление в баллоне может превысить норму.
Вес баллона
При использовании, транспортировке и зарядке необходимо контролировать наличие в баллоне углекислого газа. Для этой цели применяется взвешивание. Из полного веса нужно вычесть массу следующих деталей:
- Сосуд, где содержится сжиженный газ.
- Вентиль, через который производится зарядка.
- Защитный колпак.
- Предохранительные железные кольца.
- Если используется, должно быть учтено то, сколько весит башмак.
Производится взвешивание всей конструкции, затем вычитается масса перечисленных деталей. Оставшаяся часть говорит о том, сколько осталось внутри углекислого газа. Средний вес этих узлов равен:
- Вес кольца составляет 300 г.
- Масса металлического колпака достигает 1,8 кг.
- Башмак обычно весит 5,2 кг.
Вес баллона различается в зависимости от его ёмкости и предельно допустимого давления. Например, при давлении до 150 атм он составит 73 кг, а при 200 — 88 кг.
Сферы использования
Углекислый газ имеет много различных способов применения. Наиболее известными являются следующие:
- В медицинских целях для сохранения тканей может потребоваться заморозка. Для этой цели может использоваться сжиженная углекислота. Если её выпустить в условиях комнатной температуры и давления, то она принимает вид белых хлопьев забирая много тепла.
- В парфюмерной промышленности сжиженный углекислый газ помогает получать духи с насыщенным запахом. Такая технология позволяет избежать неприятного специфического запаха, который может появляться в некоторых случаях при таких процедурах.
- Углекислота позволяет создавать освежающие газированные напитки. Она также используется в качестве важного компонента при составлении некоторых коктейлей.
- Когда производится ремонт или осуществляются строительные работы, часто требуется выполнение сварочных работ. Углекислота позволяет выполнять их без образования дополнительного нагара, что существенно улучшает результат работы.
- Углекислотные огнетушители отличаются высокой эффективностью при тушении пожара. Их важным достоинством является возможность применять при тушении электрооборудования, так как в этом случае исключён риск возникновения короткого замыкания. Если производится тушение предметов, которые при тушении водой могут испортиться, то в этом случае углекислотные огнетушители будут хорошим выбором.
- Использование сухих углекислых ванн является эффективной медицинской процедурой. Газ способствует расширению пор и регенерации клеток кожи. Процедура практически не имеет противопоказаний. Она может применяться даже после инфаркта, так как не создаёт чрезмерной нагрузки на организм.
Баллоны принято делить на категории в соответствии с их объёмом. Те, которые имеют не больше 20 л, считаются малыми, от 20 до 40 — средними, а превышающие 40 л считаются большими.
Самостоятельная работа
Не всегда есть возможность производить промышленную заправку у производителей. В таких случаях стоит её делать самостоятельно. При этом нужно учитывать следующее:
- Бывает так, что потребителю для работы необходимы небольшие ёмкости, а заправщик работает только с большими баллонами. В этом случае работу можно проводить в два этапа: получить заправленные большие ёмкости, а затем с их помощью, зная, какое давление в баллоне с углекислотой, заправить те, которые нужно.
- Для заправки малого баллона с помощью большого необходимо использовать шланг высокого давления. При проведении этой процедуры нужно тщательно соблюдать требования техники безопасности. В противном случае может возникнуть аварийная ситуация.
- Если используемые ёмкости в течение более 5 лет не были аттестованы, необходимо перед заправкой исполнить этот недочёт. Только после аттестации можно продолжить работу с ними.
Приобретать такое оборудование нужно только у надёжных поставщиков. В противном случае возрастает риск возникновения аварийных ситуаций. Такие поставщики содержат в порядке необходимую документацию, смогут предоставить нужные сертификаты и акты проведения испытаний.
Если газобаллонное оборудование неисправно. Оно подлежит обязательной выбраковке. Для этого могут иметь место следующие причины:
- Наличие трещин в металле повышает риск взрыва ёмкости.
- Резьба горловины повреждена или изношена.
- Запорный вентиль неисправен и не может выполнять свои функции.
- Башмак, применяемый для устойчивости, имеет существенные повреждения или установлен косо.
- На резервуаре видны вмятины или в некоторых местах выпучен металл.
- На баллоне можно увидеть вмятины, глубина которых превышает десятую часть толщины оболочки.
- Если надпись, свидетельствующую о дате аттестации оборудования, обвели с неправильным образом.
- Видны проявления коррозии, имеющие значительную площадь и глубину.
- Не в порядке документы: отсутствует часть данных в техническом паспорте, отсутствует запись об освидетельствовании в положенные сроки.
Если общий срок эксплуатации баллона превышает сорокалетний срок, то он не может использоваться дальше. Освидетельствование ёмкости или ремонт вентиля может проводить только уполномоченная организация.
Должны выполняться требования к технике безопасности, связанные с транспортировкой и складированием рассматриваемых ёмкостей:
- При перевозке баллоны должны находиться в горизонтальном положении.
- Нельзя при хранении допускать попадание прямых солнечных лучей.
- Запрещено размещать ёмкости в непосредственной близости от нагревательных приборов.
Тщательное соблюдение правил исключит риск возникновения аварийной ситуации.
Меры безопасности
Углекислота приносит большую пользу, однако не стоит забывать, что одновременно это вещество является опасным и может нанести вред человеку. Чтобы избежать этого, нужно больше знать о его особенностях и соблюдать меры безопасности при использовании.
Углекислота не является ядовитой и не может взорваться. Однако она способна незаметно накапливаться и увеличивать свою концентрацию в определённом месте. При превышении 5% она уже представляет серьёзную опасность. В закрытом помещении это может привести к удушью.
Опасность могут представлять охлаждающие свойства углекислоты. Если обращаться с ней неаккуратно, это может привести к образованию ожогов от замораживания. Этот эффект особенно опасен при попадании очень охлаждённого материала на слизистую оболочку глаза. Чтобы избежать такого риска, с углекислотой работают в маске, очках и одев перчатки.
Поступление газа из баллона
При поступлении газа из баллона необходимо учитывать следующее:
- После открытия вентиля давление углекислоты приводит к резкому расширению газа, приводящему к его сильному охлаждению. В выходящем газе присутствует небольшое количество водяного пара, который может превратиться в кристаллы льда и закупорить отверстие.
- Обычно на выходе из вентиля устанавливают редуктор, который снижает перепад давления.
- Чтобы лёд не закупорил редуктор, между ним и вентиле ставят подогреватель газа, который уменьшает снижение температуры углекислоты.
- Используется осушитель газа, который представляет собой небольшую ёмкость, заполненную адсорбирующим веществом. Используются два типа осушителей. Тот, который предназначен для работы в условиях высокого давления, находится между вентилем и редуктором. Осушитель низкого давления расположен после редуктора.
Применение этих узлов позволяет сделать работу с углекислотой более безопасной и эффективной.
Проверка баллона
После истечения пятилетнего срока баллоны для углекислого газа должны проходить проверку. Без её прохождения дальнейшее использование ёмкости невозможно. Освидетельствование может проводить только уполномоченная организация.
Процедура предусматривает проверку состояния оборудования. При этом обращают внимание на следующее:
- Выполняется тщательный осмотр внешнего вида. Не должно присутствовать повреждений или обширных и глубоких следов ржавчины.
- Производится полное удаление углекислого газа из обследуемой ёмкости. Это делают с использованием инертных газов.
- Проверяется исправность работы вентиля.
- Выполняется оценка толщины стенок баллона. Для этого производится его взвешивание. Результат покажет, насколько уменьшился его вес и, соответственно, истончились стенки.
- Гидравлические испытания показывают исправность работы оборудования.
- После проверки выполняется просушка. Это делают с помощью прогретого воздуха.
- При необходимости может производиться замена вентиля или выполняться покраска резервуара.
После того, как проверка окончена, с помощью специального клейма ставят дату проведения и обводят овальной линией. На баллоне должен присутствовать его технический паспорт. В нём содержится такая информация: заводской номер, вместимость в литрах воды, масса при изготовлении, рабочее и проверочное давление в атмосферах, клеймо завода, проводившего переаттестацию.
Вместимость в литрах воды увеличилась, это говорит о возможности образования внутренних трещин или изменении геометрии ёмкости. Если возрастание превысило 1,5%, то это считается признаком неисправности оборудования.
Заключение
Баллоны с углекислотой используются во многих сферах человеческой деятельности. Для того, чтобы их использовать, нужно знать правила техники безопасности, физико-химические свойства вещества, особенности использования. Углекислый газ при хранении находится под высоким давлением, его применение требует соблюдения строгих требований, о которых необходимо знать.
Прочитать позже
Отправим материал на почту
Источник
Физические свойства углекислоты
Внимание!!! Цены на сайте не актуальны — уточняйте |
Физические свойства углекислоты Углекислота (СО2, двуокись углерода, диоксид углерода) — вещество с химическое формулой СО2 и молекулярной массой 44,011 г/моль, которое может существовать в четырёх фазовых состояниях — газообразном, жидком, твёрдом и сверхкритическом. Газообразное состояние СО2 носит общеупотребительное название «углекислый газ». При атмосферном давлении это бесцветный газ без цвета и запаха, при температуре +20 ?С плотностью 1,839 кг/м? (в 1,52 раза тяжелее воздуха), хорошо растворяется в воде (0,88 объёма в 1 объёме воды), частично взаимодействуя в ней с образованием угольной кислоты. Входит в состав атмосферы в среднем 0,035% по объёму. При резком охлаждении за счёт расширения (детандирование) СО2 способен десублимироваться — переходить сразу в твёрдое состояние, минуя жидкую фазу. Газообразный диоксид углерода ранее нередко хранили в стационарных газгольдерах. В настоящее время такой способ хранения не применяется; углекислый газ в необходимом количестве получают непосредственно на месте — путём испарения жидкой углекислоты в газификаторе. Далее газ можно легко перекачать по любому газопроводу под давлением 2-6 атмосфер. Жидкое состояние СО2 носит техническое название «жидкая углекислота» или просто «углекислота». Это бесцветная жидкость без запаха, средней плотностью 771 кг/м3, которая существует только под давлением 3 482…519 кПа при температуре 0…-56,5 град.С («низкотемпературная углекислота»), либо под давлением 3 482…7 383 кПа при температуре 0…+31,0 град.С («углекислота высокого давления»). Углекислоту высокого давления получают чаще всего путём сжатия углекислого газа до давления конденсации, при одновременном охлаждении водой. Низкотемпературную углекислоту, являющейся основной формой диоксида углерода для промышленного потребления, чаще всего получают по циклу высокого давления путём трехступенчатого охлаждения и дросселирования в специальных установках. При небольшом и среднем потреблении углекислоты (высокого давления),т для её хранения и транспортировки используют разнообразные стальные баллоны (от баллончиков для бытовых сифонов до ёмкостей вместимостью 55 л). Самым распространенным является 40 л баллон с рабочим давление 15 000 кПа, вмещающим 24 кг углекислоты. За стальными баллонами не требуется дополнительный уход, углекислота сохраняется без потерь в течение длительного времени. Баллоны с углекислотой высокого давления окрашивают в чёрный цвет. При значительном потреблении, для хранения и транспортировки низкотемпературной жидкой углекислоты используют изотермические цистерны самой разнообразной вместимости, оснащённые служебными холодильными установками. Существуют накопительные (стационарные) вертикальные и горизонтальные цистерны вместимостью от 3 до 250 т, транспортируемые цистерны вместимостью от 3 до 18 т. Цистерны вертикального исполнения требуют строительства фундамента и используются преимущественно в условиях ограниченного пространства для размещения. Применение горизонтальных цистерн позволяет снизить затраты на фундаменты, особенно при наличии общей рамы с углекислотной станцией. Цистерны состоят из внутреннего сварного сосуда, изготовленного из низкотемпературной стали и имеющего пенополиуретановую или вакуумную теплоизоляцию; наружного кожуха из пластика, оцинкованной или нержавеющей стали; трубопроводов, арматуры и приборов контроля. Внутренняя и наружная поверхности сварного сосуда подвергаются специальной обработке, благодаря чему снижена до вероятность поверхностной коррозии металла. В дорогих импортных моделях наружный герметичный кожух выполнен из алюминия. Использование цистерн обеспечивает заправку и слив жидкой углекислоты; хранение и транспортировку без потерь продукта; визуальный контроль массы и рабочего давления при заправке, в процессе хранения и выдачи. Все типы цистерн оснащены многоуровневой системой безопасности. Предохранительные клапаны позволяют производить проверку и ремонт без остановки и опорожнения цистерны. При мгновенном снижении давления до атмосферного, происходящем при впрыске в специальную расширительную камеру (дросселировании), жидкий диоксид углерода мгновенно превращается в газ и тончайшую снегообразную массу, которую прессуют и получают диоксид углерода в твёрдом состоянии, который носит общеупотребительное название «сухой лёд». При атмосферном давлении это белая стекловидная масса плотностью 1 562 кг/м?, с температурой -78,5 ?С, которая на открытом воздухе сублимируется — постепенно испаряется, минуя жидкое состояние. Сухой лёд может быть также получен непосредственно на установках высокого давления, применяемых для получения низкотемпературной углекислоты, из газовых смесей, содержащих СО2 в количестве не менее 75-80%. Объёмная холодопроизводительность сухого льда почти в 3 раза больше, чем у водяного льда, и составляет 573,6 кДж/кг. Твёрдый диоксид углерода обычно выпускают в брикетах размером 200?100?20-70 мм, в гранулах диаметром 3, 6, 10, 12 и 16 мм, редко в виде тончайшего порошка («сухой снег»). Брикеты, гранулы и снег хранят не более 1-2 суток в стационарных заглублённых хранилищах шахтного типа, разбитых на небольшие отсеки; перевозят в специальных изотермических контейнерах с предохранительным клапаном. Используются контейнеры разных производителей вместимостью от 40 до 300 кг и более. Потери на сублимацию составляют, в зависимости от температуры окружающего воздуха 4-6% и более в сутки. При давлении свыше 7,39 кПа и температуре более 31,6 град.С диоксид углерода находится в так называемом сверхкритическом состоянии, при котором его плотность как у жидкости, а вязкость и поверхностное натяжение как у газа. Эта необычная физическая субстанция (флюид) является отличным неполярным растворителем. Сверхкритический CO2 способен полностью или выборочно экстрагировать любые неполярные составляющие с молекулярной массой менее 2 000 дальтон: терпеновые соединения, воски, пигменты, высокомолекулярные насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты, алкалоиды, жирорастворимые витамины и фитостерины. Нерастворимыми веществами для сверхкритического CO2 являются целлюлоза, крахмал, органические и неорганические полимеры с высоким молекулярным весом, сахара, гликозидные вещества, протеины, металлы и соли многих металлов. Обладая подобными свойствами, сверхкритический диоксид углерода всё шире применяется в процессах экстракции, фракционирования и импрегнации органических и неорганических веществ. Он является также перспективным рабочим телом для современных тепловых машин.
Техника безопасности По степени воздействия на организм человека газообразный диоксид углерода относится к 4-му классу опасности по ГОСТу 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны не установлена, при оценке этой концентрации следует ориентироваться на нормативы для угольных и озокеритовых шахт, установленные в пределах 0,5%. При применении сухого льда, при использовании сосудов с жидкой низкотемпературной углекислотой должно обеспечиваться соблюдение мер безопасности, предупреждающих обморожение рук и других участков тела работника. |
Вся информация ресурса www.tech-group.pro имеет исключительно информативные цели и не является публичной офертой к купле/продаже или иным действиям.
Источник