CN211821712U - 一种液氯钢瓶自动充装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：包括有充装系统(1)、控制系统(2)、尾气抽空系统(3)和泄压系统(4)。与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的液氯钢瓶自动充装装置能够对液氯钢瓶进行自动充装、且充装后液氯品质好、安全便捷。

Description

一种液氯钢瓶自动充装装置

技术领域

本实用新型涉及液氯充装技术领域，具体指一种液氯钢瓶自动充装装置。

背景技术

氯气是重要的基础化工原料，氯的衍生产品达到上千种，广泛应用于石油化工、农药、医药、纺织、轻工、电力、冶金、国防军工、化学建材等产业，在国民经济发展中占据着举足轻重的地位。另外，氯也是人们日常生活中饮用水处理、环境消毒及日用化学品的主要原料，与人民生活息息相关。

氯气常温常压下为黄绿色，有强烈刺激性气味的剧毒气体，具有窒息性。车间空气中最高允许浓度为1mg/m³，居住区大气中最高允许浓度为0.1mg/m³，1升空气中含氯气量超过0.25mg时，人员停留30分钟即可死亡。工业上将氯气净化并冷冻液化成液氯，便于储存、包装、运输和使用。液氯是一种透明液体，具有剧毒、易挥发、强氧化剂、助燃剂、与其它可燃性气体混合易产生爆炸危险等物理化学特性，常压下即可汽化为气体，性质很活泼，能与大多数物质进行反应。为了满足液氯长距离安全运输，液氯生产企业一般采用钢瓶充装和槽车充装后运输。

国家规定液氯充装系数不得大于1.25。在目前工厂的充装系统中，大部分采用人工手动操作，这对操作工人的熟练度要求很高，且手动操作时常有超装的情况发生，而液氯钢瓶一旦超装，在运输过程中将会非常危险。同时液氯充装过程具有一定的危险性，避免泄漏、降低人工劳动强度、减少操作失误、提高自动化程度，是当前液氯充装系统急需完善和提高的方向。

为了提高液氯充装的安全性，专利申请号为CN200910223934.0(公告号为CN101701664A)的发明专利《液氯充装装置》公开了一种液氯充装装置，包括液氯储罐、钢瓶、安全报警保护装置，充装时打开安全阀和进料阀，开始向钢瓶内充装液氯，充装完毕后，关闭安全阀、进料阀和钢瓶瓶口，打开排空阀，将管路中剩余氯气排空，卸下钢瓶。该装置优点在于用安全报警保护装置提升了液氯充装的安全性，但自动化程度低，人工操作繁琐，实际操作时可能经常出现人为失误导致安全阀起跳的情况，给回收系统带来不必要的麻烦。专利申请号为CN201120079883.1(公告号为CN202024078U)的实用新型专利《一种液氯自动充装系统》公开了一种液氯自动充装系统，采用自动控制切断阀在充装完成后将液氯自动切断，该系统结构简单，操作方便，能有效减少人工操作的繁琐，降低安全事故发生的概率。但该系统存在以下缺点：第一、切断阀仅存在全开和全关，急开急停下一方面易导致切断阀逐渐受损，需经常更换阀门，不利于系统长时间稳定运行，同时可能因为切断阀关闭不及时而始终存在过量充装的系统误差；第二、系统对自动控制系统依赖程度过高，不具备自动控制系统故障时的安全措施；第三、不具备充装时钢瓶泄压装置，易导致钢瓶内气体难以排净，会影响液氯充装并影响充装后液氯品质。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够对液氯钢瓶进行自动充装、且充装后液氯品质好、安全便捷的液氯钢瓶自动充装装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：包括有充装系统、控制系统、尾气抽空系统和泄压系统；

所述的充装系统包括有液氯储罐、电磁调节阀、充装针型阀和钢瓶，所述的钢瓶上具有进口针型阀和出口针型阀，所述进口针型阀上连接有充装管，所述出口针型阀上连接有抽空管，所述的液氯储罐、电磁调节阀、充装针型阀和充装管通过充装管线依次串联，所述充装管和抽空管之间连接有第一支路，该第一支路上设有连通阀；

所述的控制系统包括有磅秤和系统管理装置，所述的磅秤设于钢瓶的下方用以称量钢瓶的重量，所述系统管理装置分别与所述电磁调节阀和磅秤电连接；

所述的尾气抽空系统包括有抽空针型阀和尾气处理装置，所述抽空管、抽空针型阀和尾气处理装置通过抽空管线依次串联；所述抽空管与抽空针型阀之间的抽空管线上连接有第二支路，该第二支路上依次设有压力表；

所述的泄压系统包括有泄压阀和泄压储罐，所述抽空管、泄压阀和泄压储罐通过泄压管线依次串联；所述的泄压储罐和所述的液氯储罐之间连接有第三支路；所述的泄压储罐和所述的尾气处理装置之间连接有第四支路，该第四支路上设有安全阀。

优选地，所述液氯储罐的数量至少为两台，且各液氯储罐之间相互并联设置。一台运行，其余备用。

进一步，所述的液氯储罐与电磁调节阀之间的充装管线上依次设有下液阀和充装总阀，所述下液阀的数量与所述液氯储罐的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐的并联支路上，所述充装总阀的数量为一个，与各下液阀相串联。这样的设置能保证各液氯储罐之间独立工作。

进一步，所述第三支路上依次设有平衡阀和通气阀，所述通气阀的数量与所述液氯储罐的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐的并联支路上，所述平衡阀的数量为一个，与各通气阀相串联。

优选地，所述的电磁调节阀在通电时处于开启状态，在断电时处于关闭状态，且该电磁调节阀上设有能控制其开闭的手动开关。这样的设置能保证电磁调节阀发生故障时不发生氯气泄漏。

优选地，所述的尾气处理装置包括有相互串联的纳式泵、氢氧化钠降膜吸收塔和次氯酸钠储槽。这些设备能将尾气系统保持负压，且安全地把尾气中氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠溶液，并最终达到国家环保排放标准。

优选地，所述安全阀的安全阀值为-5kPa～-10kPa(表压)。这样的设置能保证氯气管道和泄压储罐为微负压，一方面防止氯气泄漏，一方面确保尾气处理装置能安全运行。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)在充装前可通过尾气抽空系统对钢瓶残余的气体进行排尽，可以提升充装后液氯的品质；

(2)通过系统管理装置控制电磁调节阀的开闭可以实现液氯的自动充装；

(3)在充装过程中可以通过泄压系统中的泄压储罐储存钢瓶内多余的气体，泄压储罐内的一部分气体通过第三支路回到液氯储罐，在稳定泄压储罐气压的同时实现氯气的回收，当泄压储罐内气压超过安全阀的安全阀值时，安全阀起跳，泄压储罐内的一部分气体被抽取到尾气处理装置，进一步保证泄压储罐中气压的稳定性；

综上所述，本实用新型的液氯钢瓶自动充装装置能够对液氯钢瓶进行自动充装、且充装后液氯品质好、安全便捷。

附图说明

图1为本实用新型液氯钢瓶自动充装装置的实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，为本实用新型液氯钢瓶自动充装装置的一个优选实施例。该液氯钢瓶自动充装装置包括有充装系统1、控制系统2、尾气抽空系统3和泄压系统4。

其中，充装系统1包括有液氯储罐11、下液阀12、充装总阀13、电磁调节阀14、充装针型阀15、钢瓶16和连通阀17。具体地，钢瓶16上具有进口针型阀161和出口针型阀162，进口针型阀161上连接有充装管1611，出口针型阀162上连接有抽空管1621，液氯储罐11、下液阀12、充装总阀13、电磁调节阀14、充装针型阀15和充装管1611通过充装管线10依次串联。本实施例中，液氯储罐11的数量为两台，且各液氯储罐11之间相互并联设置，一台运行，一台备用；下液阀12的数量与液氯储罐11的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐11的并联支路上；充装总阀13的数量为一个，与各下液阀12相串联。充装管1611和抽空管1621之间连接有第一支路，连通阀17设于该第一支路上。电磁调节阀14在通电时处于开启状态，在断电时处于关闭状态，电磁调节阀14可根据充装的进度调节开度，开关过程较为平缓，一方面能改善电磁调节阀的工作条件，延长电磁调节阀的使用寿命；另一方面能减小充装误差，提升充装精度。且电磁调节阀14上设有能控制其开闭的手动开关，防止电磁调节阀14发生故障时发生事故，提升了系统整体可靠性。

控制系统2包括有磅秤21和系统管理装置22。具体地，磅秤21设于钢瓶16的下方用以称量钢瓶16的重量，系统管理装置22分别与电磁调节阀14和磅秤21电连接。

系统管理装置22具有充装按钮、置零按钮、紧急停止充装按钮、钢瓶重量电子显示功能、临充装完成警示功能、电磁调节阀自动调节功能、泄漏报警自动切断功能，其中：充装按钮可控制电磁调节阀14开启，置零按钮可控制磅秤21进行置零，紧急停止充装按钮可控制电磁调节阀14关闭，钢瓶重量电子显示功能指显示磅秤21的实时数值，临充装完成警示功能指充装至90％时自动警示；电磁调节阀自动调节功能指在充装至90％时将电磁调节阀14开度以线性形式逐渐调小，充装完成时关闭；泄漏报警自动切断功能检测在充装过程中钢瓶16质量的增加情况，若在电磁调节阀14开启的情况下5s内钢瓶16质量未增加，将自动关闭电磁调节阀14。

尾气抽空系统3包括有抽空针型阀31和尾气处理装置32。具体地，抽空管1621、抽空针型阀31和尾气处理装置32通过抽空管线30依次串联；抽空管1621与抽空针型阀31之间的抽空管线30上连接有第二支路，该第二支路上依次设有压力表阀门33和压力表34。本实施例中，尾气处理装置32包括有相互串联的纳式泵、氢氧化钠降膜吸收塔和次氯酸钠储槽，纳式泵起到抽气作用，纳式泵采用98％浓硫酸作为工作介质，确保余氯含水量较低，氢氧化钠降膜吸收塔起到吸收氯气的作用，氢氧化钠溶液可以和氯气反应生成次氯酸钠，最终通入次氯酸钠储槽中进行储存。

泄压系统4包括有泄压阀41、泄压储罐42、平衡阀43、通气阀44和安全阀45。具体地，抽空管1621、泄压阀41和泄压储罐42通过泄压管线40依次串联；泄压储罐42和液氯储罐11之间连接有第三支路，平衡阀43和通气阀44依次设于该第三支路上，通气阀44的数量与液氯储罐11的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐11的并联支路上，平衡阀43的数量为一个，与各通气阀44相串联；泄压储罐42和尾气处理装置32之间连接有第四支路，安全阀45设于该第四支路上。本实施例中，安全阀45的安全阀值为-5kPa～-10kPa(表压)。

泄压系统4具有稳定钢瓶气压、平衡液氯储罐气压、排空故障储罐、泄压储罐调压的作用，其中：稳定钢瓶气压的作用指充装时将钢瓶14内多余的气体送至泄压储罐42储存；平衡液氯储罐气压的作用指泄压储罐42与液氯储罐11相连，通过平衡阀43稳定液氯储罐11的压力；排空故障储罐作用指关闭故障液氯储罐11对应的下液阀12，关闭其余液氯储罐11对应的通气阀44，人工打开安全阀45，可将故障液氯储罐11内的残留气体排空至尾气处理装置32；泄压储罐调压的作用指当泄压储罐42压力过高时，通过平衡阀43可将部分气体送至液氯储罐11，通过安全阀45可将部分气体送至尾气处理装置32，从而稳定泄压储罐42的气压。

另外，各管线和支路的材质为紫铜、16Mn或不锈钢，耐低温并防止液氯剧烈腐蚀。本实施例中，各管线和支路的材质为16Mn。

本实用新型还提供了一种应用有上述液氯钢瓶自动充装装置的液氯钢瓶自动充装方法。

实施例1：

准备工作：

第一步，充装前检验，对每只需充装的钢瓶16进行检查，并用电子吊秤称量余氯重量，符合要求的钢瓶16进行后续余氯纯度分析，不符合要求的钢瓶作相应处理，防止后期充装事故的发生；

其中，不符合要求的钢瓶包括：钢印标记和颜色标记不符合规定及无法判定瓶内气体的；改装不符合规定或用户自行改装的；瓶内无剩余压力的；超过检验周期的；外观存在明显损伤；无合格证的；钢瓶沾有油脂的；安全附件不全或损坏的；

第二步，余氯分析，对检验合格的钢瓶16拆除安全帽和六角铜帽，微微打开出口针型阀162，放出少量气体后立即关闭出口针型阀162，喷上氨水进行辨色试验，如有白雾产生则证明瓶内有氯；对有氯的钢瓶16进行余氯纯度分析，纯度在90％的钢瓶进行后续抽氯操作，不合格的钢瓶作相应处理，防止充装事故的发生以及液氯产品质量不合格；

第三步，钢瓶抽氯，将余氯纯度分析合格的钢瓶16接上抽氯管，打开出口针型阀162，在工作真空度绝对值大于12kPa的条件下进行抽氯；

第四步，瓶嘴整修，将抽氯干净的钢瓶16加好四氟垫圈，上紧小轧兰及顶针，扭紧大轧兰，紧足后留下3牙～5牙的丝口，装上六角帽；

(1)钢瓶抽空：接通系统管理装置22电源，将钢瓶16放置在磅秤21上，将钢瓶16的进口针型阀161上与充装管1611相连，将钢瓶16的出口针型阀162与抽空管1621相连，打开抽空针型阀31、进口针型阀161和出口针型阀162，尾气处理装置32对钢瓶16中的气体进行抽取，直到压力表34显示真空度绝对值为20kPa，关闭抽空针型阀31；

(2)自动充装：将磅秤21进行置零，打开电磁调节阀14、充装针型阀15和泄压阀41，液氯储罐11中的液氯充装到钢瓶16中，钢瓶16内的残余气体进入泄压储罐42，泄压储罐42内气压增大，泄压储罐42内的一部分气体通过第三支路回到液氯储罐11，当泄压储罐42内气压超过安全阀45的安全阀值时，安全阀45起跳，泄压储罐42内的一部分气体被抽取到尾气处理装置32，当钢瓶16内液氯充装至90％时，系统管理装置22自动警示并将电磁调节阀14逐渐关闭至充装完成，关闭充装针型阀15、进口针型阀161、出口针型阀162和泄压阀41；

(3)管道抽空：打开连通阀17和抽空针型阀31，尾气处理装置32对部分充装管线10、充装管1611、抽空管1621、抽空管线30和部分泄压管线40中残余的气体进行抽取，直到压力表34显示真空度绝对值为20kPa，关闭连通阀17和抽空针型阀31。

将自动充装完成的钢瓶16用行车吊至专用磅秤进行复磅，误差在-5kg～+5kg内的作后续储存，超过误差允许范围的立即进行相应处理。

最终充装后钢瓶16中氯的体积分数为99.85％，符合工业用液氯国家标准GB/T5138中优等品质量指标。

实施例2：

与实施例1的不同之处在于：

步骤(1)中，直到压力表34显示真空度绝对值为25kPa，关闭抽空针型阀31；

步骤(3)中，直到压力表34显示真空度绝对值为25kPa，关闭连通阀17和抽空针型阀31。

最终充装后钢瓶16中氯的体积分数为99.91％，符合工业用液氯国家标准GB/T5138中优等品质量指标。

实施例3：

与实施例1的不同之处在于：

步骤(1)中，直到压力表34显示真空度绝对值为15kPa，关闭抽空针型阀31；

步骤(3)中，直到压力表34显示真空度绝对值为15kPa，关闭连通阀17和抽空针型阀31。

最终充装后钢瓶16中氯的体积分数为99.82％，符合工业用液氯国家标准GB/T5138中优等品质量指标。

比较例1：

与实施例1的不同之处在于：删去步骤(1)。

最终充装后钢瓶16中氯的体积分数为99.54％，未达工业用液氯国家标准GB/T5138中合格品质量指标。

比较例2：

与实施例1的不同之处在于：删去泄压系统4，即泄压阀41和平衡阀43在充装过程中始终处于关闭状态。

最终充装后钢瓶16中氯的体积分数为99.68％，仅符合工业用液氯国家标准GB/T5138中合格品和一等品质量指标。

从上述数据可以看出：

(1)由实施例1～3可以看出，适当提升氯气抽空时的真空度能在一定程度提升充装后钢瓶16中氯的体积分数，实际生产时需综合考量运行能耗和产品质量；

(2)由比较例1、比较例2和实施例1可以看出，在充装前通过尾气抽空系统3对钢瓶16残余的气体进行排尽，可以提升充装后液氯的品质，在充装时通过泄压系统4对钢瓶16气体进行泄压，也可以提升充装后液氯的品质，采用抽空和泄压相结合的方式，能使钢瓶16中的氯的体积分数符合工业用液氯国家标准GB/T 5138中优等品质量指标。

Claims (7)

1.一种液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：包括有充装系统(1)、控制系统(2)、尾气抽空系统(3)和泄压系统(4)；

所述的充装系统(1)包括有液氯储罐(11)、电磁调节阀(14)、充装针型阀(15)和钢瓶(16)，所述的钢瓶(16)上具有进口针型阀(161)和出口针型阀(162)，所述进口针型阀(161)上连接有充装管(1611)，所述出口针型阀(162)上连接有抽空管(1621)，所述的液氯储罐(11)、电磁调节阀(14)、充装针型阀(15)和充装管(1611)通过充装管线(10)依次串联，所述充装管(1611)和抽空管(1621)之间连接有第一支路，该第一支路上设有连通阀(17)；

所述的控制系统(2)包括有磅秤(21)和系统管理装置(22)，所述的磅秤(21)设于钢瓶(16)的下方用以称量钢瓶(16)的重量，所述系统管理装置(22)分别与所述电磁调节阀(14)和磅秤(21)电连接；

所述的尾气抽空系统(3)包括有抽空针型阀(31)和尾气处理装置(32)，所述抽空管(1621)、抽空针型阀(31)和尾气处理装置(32)通过抽空管线(30)依次串联；所述抽空管(1621)与抽空针型阀(31)之间的抽空管线(30)上连接有第二支路，该第二支路上依次设有压力表(34)；

所述的泄压系统(4)包括有泄压阀(41)和泄压储罐(42)，所述抽空管(1621)、泄压阀(41)和泄压储罐(42)通过泄压管线(40)依次串联；所述的泄压储罐(42)和所述的液氯储罐(11)之间连接有第三支路；所述的泄压储罐(42)和所述的尾气处理装置(32)之间连接有第四支路，该第四支路上设有安全阀(45)。

2.根据权利要求1所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述液氯储罐(11)的数量至少为两台，且各液氯储罐(11)之间相互并联设置。

3.根据权利要求2所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述的液氯储罐(11)与电磁调节阀(14)之间的充装管线(10)上依次设有下液阀(12)和充装总阀(13)，所述下液阀(12)的数量与所述液氯储罐(11)的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐(11)的并联支路上，所述充装总阀(13)的数量为一个，与各下液阀(12)相串联。

4.根据权利要求2所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述第三支路上依次设有平衡阀(43)和通气阀(44)，所述通气阀(44)的数量与所述液氯储罐(11)的数量一一对应，并设于对应的液氯储罐(11)的并联支路上，所述平衡阀(43)的数量为一个，与各通气阀(44)相串联。

5.根据权利要求1所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述的电磁调节阀(14)在通电时处于开启状态，在断电时处于关闭状态，且该电磁调节阀(14)上设有能控制其开闭的手动开关。

6.根据权利要求1所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述的尾气处理装置(32)包括有相互串联的纳式泵、氢氧化钠降膜吸收塔和次氯酸钠储槽。

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的液氯钢瓶自动充装装置，其特征在于：所述安全阀(45)的安全阀值为表压-5kPa～-10kPa。

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