工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置

摘要

工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，是在立式储罐内装填有阻隔防爆装置，使之成为一种安全防爆储罐。阻隔防爆装置包括由圆柱支撑架和阻隔防爆体；所述的圆柱支撑架是由若干个管立柱和多层圆环构件围成的圆柱体，在每层圆环构件上面铺设有钢板网；在圆柱支撑架内的每两层圆形构件围成的空间内和圆柱支撑架顶部与立式储罐上部围成的空间内均填充有阻隔防爆体，阻隔防爆体为奥氏不锈钢箔材经拉网机制成高孔隙网片并卷成圆柱体。由于本立式储罐内设置有阻隔防爆装置，即在储罐内有了阻隔防爆体的安全防护，可有效地防止甲醇介质的燃烧和爆炸，实现安全生产，确保国家财产和人民生命安全。

权利要求

1.工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，在储罐内设有进液管和出液管，罐外壁设有磁翻牌液位仪，罐底部设有卸污管和阀门，储罐顶部设有惰性气体或是氮气的进、出管及控制阀门，其特征在于在所述的储罐内设置有阻隔防爆装置，该装置包括由圆柱支撑架和阻隔防爆体；所述的圆柱支撑架是由若干个管立柱和多层圆环构件围成的圆柱体，每一管立柱下部设有托盘，以此增大与罐底的接触面积，加强稳定性；多层圆环构件共设有4层，分别为底层、顶层和中间两层，每层圆环构件为同圆心；每一层圆环构件由外圆环及正内多边形构成，外圆环是由煨管机将镀锌管煨成弧型并焊接成圆环，正内多边形由镀锌管焊接正六边形或正八边形，外圆环管和正内多边形管之间由拉管连接，拉管均为镀锌管；管立柱与圆环构件的连接节点处采用碗型扣件连接，外圆环管与内多边形管之间的管拉杆节点处采用建筑工程使用的脚手架扣件连接；所述的每层圆环构件上面铺设有钢板网，钢板网与圆环构件管及管拉杆连接采用U型螺栓连接；所述的在圆柱支撑架内的每两层圆形构件围成空间和圆柱支撑架顶部与立式储罐上部围成空间内均填充有阻隔防爆体，阻隔防爆体是由奥氏体不锈钢箔材经拉网机制成高孔隙网片状并卷成圆柱体。

2.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的管立柱选材为Φ40X4mm镀锌钢管。

3.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的外圆环管、内正多边形管以及其与内正多边形的连接拉管均为镀锌管，镀锌管选材为Φ40X3mm镀锌钢管。

4.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的钢板网规格选为33X60mm，板厚度为4mm。

5.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的圆环构件内多边形为内正八边形。

6.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的底层圆环构件与储罐底部的距离为400-500m，该空间为储罐清污区。

7.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的阻隔防爆体材质为奥氏不锈钢选材1Cr18Ni9Ti或00Cr18Ni10，箔厚度为0.05-0.10mm。

8.根据权利要求1或7所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的奥氏体不锈钢箔经拉网机制成的网孔形状为六边形，边长为6.0-8.0mm。

9.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的圆柱支撑架与罐内壁之间留有10-20mm间隙，以使污浊物可沿罐内壁流下清污区。

10.根据权利要求1所述的工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，其特征在于所述的顶层圆环构件与储罐上部人孔内边缘处设有一简易梯子，方便施工人员上、下。

说明书

工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置

技术领域

[0001] 本发明涉及的是工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，具体说是在工业甲醇立式储罐内填装有阻隔防爆装置，使之成为一种安全防爆储罐。

背景技术

[0002] 在化工行业中，工业甲醇是一种最基本的有机化工原料，它含有一个甲基(CH3-)和一个羟基(-OH)，化学特性非常活泼，能发生氧化、酯化、羰基化等化学反应，有着广泛的用途；除可作为许多有机物的良好溶剂外，也可用于制备合成纤维、甲醛、塑料、农药、染料等化工产品。甲醇还有毒性，对人体中枢神经系统有麻醉作用，可致代射性酸中毒。更为重要的是，甲醇具有低闪点(为8℃)、易燃爆的特性，甲醇蒸气极易与空气混合形成爆炸气体，这种爆炸气体的爆炸极限为6.0-36.5％，一遇到明火极易引起燃烧和爆炸。在火场中，爆炸所产生的甲醇蒸气比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，造成的危害极大。由此人们对工业甲醇储存安全十分关注。特别是在重庆天源化工厂的化工园区内，有一座600m3和两座75m3工业甲醇立式储罐，属于危化品生产区。市政府要求尽快采用HAN阻隔防爆技术进行工程改造，实现罐区的安全。

发明内容

[0003] 本发明目的在于针对储存有工业甲醇立式储罐的安全防护，在储罐内提出一种新型的阻隔防爆装置，实现本质安全、不爆炸。

[0004] 一种工业甲醇立式储罐的阻隔防爆装置，储罐内设有进液管和出液管，罐外壁设有磁翻牌液位仪，储罐底部设有卸污管和阀门，储罐顶部设有惰性气体(或者是氮气)的进、出管及控制阀门，其特征在于在所述的储罐内设置有阻隔防爆装置，该阻隔防爆装置包括由圆柱支撑架和阻隔防爆体。

[0005] 所述的圆柱支撑架是由若干个管立柱和多层圆环构件围成的圆柱体。管立柱选材为Φ40 X 4mm镀锌钢管，在每一管立柱下部设有托盘，以此增大与罐底接触面积，加强稳定性。多层圆环构件共设有4层，分为底层、顶层和中间两层，每层圆环构件为同一圆心。每一层圆环构件由外圆环及正内多边形构成，外圆环是由煨管机将镀锌管煨成弧型并焊接成圆环，正内多边形由镀锌管焊接正六边形或正八边形等，外圆环管和正内多边形管之间由拉管连接，拉管均为镀锌管，镀锌管选材为Φ40 X 3mm镀锌钢管。在管立柱与圆环管的连接节点处采用碗型扣件连接，外圆环管与内多边形管之间连接的节点处采用建筑工程使用的脚手架扣件连接。

[0006] 在所述的每一圆环构件上面铺设有钢板网，钢板网规格选为33 X60mm，板厚度为4mm，钢板网与圆环构件管及管拉杆连接采用U型螺栓连接。

[0007] 所述的圆柱支撑架每两层圆形构件围成的空间内和由圆柱支撑架顶部与立式储罐上部的围成空间内均填充有阻隔防爆体。阻隔防爆体是由奥氏体不锈钢箔材经拉网机制成高孔隙网片状并卷成圆柱体。奥氏不锈钢选材为1Cr18Ni9Ti或00Cr18Ni10，钢箔材厚度为0.05-0.10mm，经拉制成网片的网孔形状为六边形，边长为6.0-8.0mm。

[0008] 所述的顶层圆环构件距立式储罐拱形顶点距离为1900mm，底层圆环构件与储罐底部的距离为400-500m，由此储罐的下层空间为储罐清污区。

[0009] 所述的圆柱支撑架与罐内壁之间留有10-20mm间隙，以使污浊物可沿罐内壁流下清污区。

[0010] 所述的在圆环构件顶层与储罐上部人孔的内边缘处设有一简易梯子，方便施工人员上、下。

[0011] 在工业甲醇的立式储罐内为了确保甲醇储罐的安全，传统上是在甲醇储罐内的气相空间充装有惰性气体(目前大都使用的为氮气)。但是，一旦立式储罐周边出现火情，它将对储罐进行袭击造成极大威胁，由此引起的后果是不堪设想的。本发明是在立式储罐内设置有阻隔防爆装置，在其装置内装填有阻隔防爆体，阻隔防爆体是由高孔隙网状防爆材料构成，它具有阻隔、防爆的功能，可有效地防止工业甲醇介质一旦遇到明火引起燃烧和爆炸，实现储罐安全生产，确保国家财产和人民生命安全，具有极大的社会和经济效益。

附图说明

[0012] 图1为本发明的结构示意图；

[0013] 图2为图1的A-A的剖视图；

[0014] 图3为图1的B局部放大图；

[0015] 图4为图1的防爆体9的结构放大图。

[0016] 其1、储罐基础，2、排污管和阀门，3、磁翻牌液位仪，4、进液管，5(5’)惰性气体进(出)管，6、简易梯子，7、立式储罐，8、圆柱支撑架，9、阻隔防爆体，10、人孔，11、出液管，12、正内多边形，13、管立柱，14、管拉杆，15、圆环构件，16、钢板网，17、上扣碗，18下扣碗，19耳片。

具体实施方式

[0017] 结合附图1、2、3对本发明具体结构加以实施例说明；

[0018] 本发明的技术方案是针对工业甲醇立式储罐7进行阻隔防爆技术工程改造提出的。在立式储罐7外壁处设有磁翻牌液位仪3，罐底部设有卸污管2和阀门。罐内设有工业甲醇的进液管4和出液管11，进液管4和出液管11的管口位置设在罐清污区上部，在此罐内清污区内未填装阻隔防爆体，是为了使甲醇介质的进、出流畅，同时便于清污作业。在甲醇储罐7顶部还设有惰性气体(从经济角度考虑，目前大都使用为氮气)的进、出管5(5’)和控制阀门，在罐区附近还设有氮气储气罐和压缩机(附图中未显示)，进气管5和出气管(5’)与储气罐通过单项控制阀门相连接。本立式储罐是在工业甲醇液面上部的气相空间内充装惰性气体(或者是氮气)，用于保持甲醇介质使用状态(即注入或释放时)，保持罐内压力平衡，同时杜绝甲醇蒸气与空气混合防止燃烧和爆炸，这种氮气使用是封闭状态的(这一防范措施为现有技术，不再赘述)。

[0019] 本发明专利的要点是在立式储罐7内设置有阻隔防爆装置，该装置包括由圆柱支撑架8及阻隔防爆体9。设置圆柱支撑架8的目的是为了使填充在立式储罐7内的阻隔防爆体9(或阻隔防爆网状材料)避免挤压而使网孔变形，防止防爆功能丧失。阻隔防爆体9为奥氏不锈钢箔材经拉网机制成高孔隙网片并卷成圆柱体，由于是由高孔隙得网状片结构的相互折叠成类似蜂窝型结构，实现阻隔、防爆目的。

[0020] 所述的圆柱支撑架8是由若干个管立柱13和多层圆环构件15围成圆柱体。立柱管材选为Φ40 X 4mm镀锌钢管，在每一管立柱13下部设有托盘，增大与罐底接触面积，加强稳定性。多层圆环构件15共设有4层，分别为底层顶层和中间两层，每层圆环为同一圆心。每一圆环构件15是由外环管及正内多边形12构成。外圆环是由煨管机将镀锌管煨成圆弧型并焊接成一圆环，正内多边形12由镀锌管焊接正内多边形，一般选为正六边形或正八边形等。外圆环管15和正内多边形管12之间由拉杆连接，拉杆均为镀锌管，镀锌管材选为Φ40 X 3mm镀锌钢管。外圆环结构管15与管立柱13连接的节点处采用碗型扣件连接(详见图3所示)，外圆环管15与内正多边形管14之间连接的节点处采用建筑工程使用的脚手架扣件连接。碗型扣件包括由上扣碗17和下扣碗18及两侧耳片19，碗型扣件为成套件(市场)配置。这里要需要说明的是，在管立柱13与外圆环构件(管)15用碗型扣件连接之前，首先应将碗型扣件两侧耳片19分别与外圆环构件的多个圆弧管段焊接为一体(在设计方案中，要求由其多个圆弧管段围成的外圆构件15的直径应小于储罐内径，使其与储罐壁之间有10-20mm间隙)，否则将对施工带来麻烦。

[0021] 对于管立柱13与圆环构件15交叉节点的连接处，可采用建筑工程使用的脚手架扣件进行组装，同样给安装带来方便。对于上万立方容积的大型立式储罐，由于储罐直径较大，圆环管构件15可有镀锌钢管直接围成正多边形，大大简化施工。

[0022] 在每层圆环构件15上面铺设有钢板网16，钢板网规格选为33 X 60mm，板厚度为4mm，钢板网与镀锌外圆构件及管拉杆均采用U型螺栓连接，确保钢板网构成的铺面平整。

[0023] 在圆环构件15顶层与立式储罐7上部的人孔内缘处设有一简易梯子6，方便施工人员上、下，在其它圆环结构层面的施工，可用活动梯，完工后拿出。

[0024] 顶层圆环构件15距立式储罐7拱形顶点距离为1900mm，底层圆环构件15与立式储罐7底部的距离为400-500mm，此空间为储罐的清污区。

[0025] 在圆柱支撑架8的每两层圆环构件15所围成空间内和圆环构件15顶部与立式储罐7上部围成的空间内均填充有阻隔防爆体9。阻隔防爆体9为奥氏不锈钢箔材经拉网机制成高孔隙网片并卷成圆柱体，该即由高孔隙的网片的相互折叠成类似蜂窝型结构，具有阻隔、防爆特性。阻隔防爆体9选用奥氏体不锈钢箔材质选取1Cr18Ni9Ti或00Cr18Ni10等，钢箔厚度选取0.05-0.10mm，经拉网机制成高孔隙网孔的形状为六边形，边长为6.0-8.0mm。

[0026] 选用奥氏体不锈钢箔材质的目的主要是防止工业甲醇对金属防爆材料的腐蚀，使其污染工业甲醇的品质。由于本公司在研发阻隔防爆技术中，对轻质燃油(如汽油、煤油、柴油和液化石油气)介质的防爆措施中，所采用的金属防爆材料大都为铝合金箔材。对于合格品(如优等品、一等品或合格品)的工业甲醇，经与合金铝箔的抗腐蚀试验得知是相互共容的，可以选用铝合金箔制成阻隔防爆材料的。

[0027] 面对重庆天源化工厂化工园区内的75m3立式储罐储存的工业甲醇介质酸性较大(测得其PH酸性值为3.5-4.5之间，为弱酸)，能否用铝合金箔材料制成阻隔防爆材料，就要进行抗腐蚀试验。试验结果表明，该甲醇对铝合金材质产生化学反应，它对铝合金箔材表面出现有坑凹腐蚀，并有氢氧化铝(AL2(OH)3)的生成物。由此得知，该工业甲醇不能应用铝合金箔材质加工成防爆材料。

[0028] 为此，就要寻求另一种金属材质进行替代，经过探索提出一种奥氏体不锈钢箔制成阻隔防爆材料进行抗腐蚀试验。从试验结果得知：对于该介质选用奥氏体不锈钢箔制成的阻隔防爆体9是可行的；其原由是在其奥氏体不锈钢材料中，含有“铬”量大于12％和“镍”量大于8％时(称之为不锈钢)，此不锈钢材在与氧化性腐蚀溶液(如酸、碱)中，即在电化学反应时，其表面很快形成一层富铬的纯化膜，这种“钝化层”保护内部材质不被腐蚀，其有效地抑制阳极反应。

[0029] 阻隔防爆技术是在危化品介质储罐内填满有阻隔防爆体9。该防爆体9是由特种合金材料经拉网机制成网片状结构并卷成圆柱体。这些高孔隙网状材料经相互折叠构成类似蜂窝状结构，将其填充在储罐内，可有效地防止因明火、静电、焊接、枪击、碰撞等引发的意外燃烧和爆炸事故。

[0030] 阻隔防爆技术的机理是：根据热传导理论及形成燃烧、爆炸的基本条件，利用储罐内填充网状材料的高孔隙，阻止火焰的迅速传播与能量的瞬间释放；同时利用金属材料的表面效应，破坏燃烧介质的能量集聚和形成爆炸的条件，阻止燃烧和爆炸，实现本质安全。阻隔防爆技术先后在全国二十多个省、市进行推广和应用，取得良好的社会效益和经济效益。

[0031] 本发明专利技术方案是针对重庆天源化工厂化工园区内的工业甲醇立式储罐进行阻隔防爆技术改造的。该一座75m3工业甲醇立式储罐7的罐体直径为4.0m，高度为6.43m，由钢板厚度为8mm制成的。在立式储罐7罐体上、下位置设有直径为500mm人孔10。
工业甲醇装填容积至80％时，总重量为47.46吨。对其储罐7的阻隔防爆技术工程改造应符合“上海市企业标准”(标准号为Q/SGYG2-2010)的《立式储罐用阻隔防爆装置技术规范》规定要求。具体在立式储罐7内进行实施阻隔防爆装置的过程是这样的：

[0032] 1、首先对立式储罐7内杂物进行清洗和测试壁厚；

[0033] 2、按照施工工艺的要求，在立式储罐7内进行搭接圆柱支撑架8，距罐底500mm处搭接成低层圆柱构件15，此空间为储罐的清污区。并逐步搭接第二层、第三层，直到距立式储罐7拱形顶点距离1900mm处搭接顶层圆柱构件15。要求圆柱支撑架8的每一管节点处连接牢固，保持圆柱支撑架8中心与立式储罐中心重合，且与立式储罐内壁保持10-20mm间隙。

[0034] 3、根据设计方案中提出的阻隔防爆材料留空率及填充密度要求，通过立式储罐7的上、下两个人孔10将阻隔防爆体9分层装填，装填自下而上逐步进行，直到将储罐内的空间填满为止。要求每一层的阻隔防爆体9码放整齐，不得出现破损或塌陷，施工中随时注意通风，保障施工工人的安全。

[0035] 为了保证工业甲醇使用的品质，阻隔防爆体9装填之前要对其进行清洗，清洗选用超声波清洗的方法，用于除去表面浮油迹及铝屑；为了防止清洗溶液中的清洗剂残液附在材料表面，还要将阻隔防爆体9放入到清洗槽池内进行漂洗，最后用甩干筒甩干去除材料表面的水迹，即可打包投入使用。

[0036] 在施工中，对于储罐内设置的进、出液管口、排污口、工艺管口等，根据具体情况均用网罩进行保护，防止杂物堵塞。

[0037] 4、最后整个工程改造完毕后，要进行充油试验(该充油介质为工业甲醇溶液)，以观测储罐基础的沉降度。

[0038] 储罐基础沉降观测，应符合下列规定：

[0039] (1)在充油前、充油中、充油完成等阶段，应符合GB 50128-2005标准规定。

[0040] (2)在立式储罐外罐壁的下部圆周每隔10m左右设一个观测点，点数宜为4的整数倍，且不得少于4点。

[0041] (3)充油试验按要求对基础逐点进行沉降观测，所测得基础的沉降观值要符合其规定值。