用于加熱加壓液化氣存儲器的系統技術方案

本發明專利技術涉及一種用于存儲并以大于或等于１ｋｇ／ｈ的流量分配高純度加壓液化氣的設備（１），所述設備具有：容器（２），在該容器的下部（３）內容納有所述氣體的液化相（ＧＬ），在該容器的上部（４）內容納有所述氣體的氣相（Ｇｇ）；用于抽取所述氣體的氣相（Ｇｇ）的系統（５）；以及用于在使用時保持恒定氣體壓力的加熱系統（６）。本發明專利技術的特征在于，所述加熱系統（６）由在結合于容器（２）的表面（Ｓ）上的回路內的熱流體的循環構成。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于儲存加壓液化氣、特別是氨氣或氯氣，并用于以高純度氣體 的形式在高流量下分配所述氣體的設備。高流量應理解為大于或等于lkg/h，優選大于 10kg/h的流量。
技術介紹
某些行業，例如那些生產半導體、太陽能電池或者光學纖維的行業，目前面臨著在 不同的生產階段對高純度氣體的需求日益增長的問題。諸如HC1，Cl2, HBr, N2O, NH3, WF6, BCljn 3MS之類的——僅提到其中的一小部分——這些氣體中的某些氣體在環境溫度下被 液化，并因此產生目前的分配困難。這些困難與上述氣體的壓力和/或它們的使用流量直 接相關。液化氣由彼此平衡的氣液兩相組成。這種平衡意味著在給定溫度下液化氣具有明 確限定的壓力，并且此壓力根據每種氣體所特有的關系隨溫度變化。實際上，壓力隨著溫度 的增加而增大，隨著溫度的降低而減小。當從液化氣容器中抽取氣相時，部分液體應轉化為氣體從而再生出為了保持平衡 所使用的氣體。則液體利用可獲得的能量(通常為來自容器周圍的外部環境的能量)開始 沸騰。抽取流量越大，所需能量越多，液體沸騰越劇烈，由此產生在氣相中夾帶含雜質的液 滴的高風險。這些液滴不僅污染氣體，而且加速腐蝕現象并導致流量調節和壓力測量的不 穩定。如果可獲得的能量不足以使液體轉變為氣體并由此產生蒸氣相(phasevapeur)，則溫 度(并且因此壓力)下降，原因在于必須保持平衡。對于加壓液化氨(對于其它氣體推理相同)，蒸氣壓力為8. 7bar的液相氨在20°C 的溫度下氣化/蒸發將伴隨有每千克氨大約250kcal的熱量(QvapNH3 )提取。因此，氨 以100kg/h的流量氣化對應于25000kcal/h的熱量提取。在容納有20000kg氨的ISO容器內，這種熱量提取具有使氨的溫度⑴降低 AT = QvapNHZMNH3 CpNH3的結果，Mnh3為ISO容器內的氨的總質量，Cp NH3為氨在其蒸氣壓力下的比熱在8. 7bar下，CpNH3 = 1.1 kcal/kg. OK。并且，以100kg/h的流量氣化的氨，其溫度將每小時降低大約1. rc (ΔΤ = 25000/20000X1. 1)。因此可以達到極低的溫度。工業上傾向于需要更高的氣體流量和更大的容器，這 增加了冷卻問題。通過使用最大的加壓液化氣容器，消除了許多小容器的支持和維護并節 省了空間。此外，還降低了更換容器的頻率，由此降低了在連接和斷開容器的步驟期間氣體 更頻繁泄漏的風險。這種冷卻導致氣體蒸氣壓力的降低。例如，對于氨，其蒸氣壓力在15°C時不超過 6. 3bar，在0°C時不超過4. 3bar，在_20°C時不超過2bar。因此，為了使氣體壓力在使用時保持恒定，必須保持其溫度恒定。為此，必須提供 至少與冷卻產生的熱量數量上相等的熱量(Qvapraz)。通過加熱從外部供給能量使得可以限制所觀測到的冷卻和壓力降。因此可以設想 多種方案。目前使用的第一方案包括在氣體容器的整個高度上加熱該容器并保持一恒定的 高于環境溫度的加熱溫度。由于氣體以高于環境溫度的溫度離開容器，因此，此方案需要完 全地跟蹤容器下游的設施。實際上，通過實施這種方案，用于在環境溫度下傳輸氣體的管線 會產生冷凝，并因此導致在管路內出現液體，這是不可接受的，因為這樣會明顯地導致產品 流量的不均勻性。專利申請EP1538390描述了一種用于容納有液化氣的瓶子的感應加熱系統。專利 申請EP1298381描述了一種用于加熱加壓液化氣的設備，其中，該加熱設備與所述容器永 久接觸并由電加熱裝置構成。專利申請US2002/0124575描述了一種控制容納在存儲設備 內的加壓液化氣的溫度的方法，該存儲設備由所述存儲設備外部的熱源加熱。但是，這種設備仍不能令人滿意。實際上，上述應用中所使用的氣體具有腐蝕性且 易燃，而使用電加熱系統，不能夠排除與這些氣體的泄漏有關的爆炸的風險。而且，由于這 些電氣系統，在必要時不可以例如使用噴灑器冷卻系統。也非?？赡馨l生存儲容器的燃燒 和腐蝕的危險以及觸電的危險。另外，器械的清潔、維護以及發生故障時的更換均復雜、危 險且昂貴。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服上述現有技術的全部或部分缺點。為此，本專利技術的主題為一種用于存儲和以大于或等于lkg/h的流量分配高純度加 壓液化氣的設備，該設備包括-容器，該容器在其下部內容納有所述氣體的液化相Gy在其上部內容納有所述氣 體的氣相Gg，-用于抽取所述氣體的氣相Gg的系統，_加熱系統，該加熱系統設計成在使用時保持恒定的氣體壓力，所述設備的特征在于，所述加熱系統由回路內的熱流體F的循環構成，所述回路 結合在容器表面S上。另外，本專利技術的實施例可包括下述一個或多個特征上面限定的設備的特征在于，所述回路具有位于所述容器的外表面S上的管路。 優選地所述管路焊接到所述容器的外表面上。上面限定的設備的特征在于，所述管路和所述容器由不銹鋼制成。上面限定的設備的特征在于，所述加熱系統分布在容器外表面的下部四分之一 上。上面限定的設備的特征在于，被抽取的氣體的流量介于lkg/h和100kg/h之間，優 選介于10kg/h和50kg/h之間。上面限定的設備的特征在于，所述容器的容量介于1公噸和100公噸之間，優選介 于10公噸和40公噸之間。上面限定的設備的特征在于，所述容器內設置有液位計。上面限定的設備的特征在于，該設備包括用于根據氣體的壓力調節在加熱系統內循環的熱流體F的流量的裝置。上面限定的設備的特征在于，所述熱流體F的溫度低于或等于50°C。用于分配熱液體的設備需要加熱系統，該加熱系統設計成加熱容納所述液體的容 器的全部表面。與加壓液化氣的情況不同，所述液體不具有很高的蒸氣壓力，因此可以在高 于50°C的溫度下加熱該液體。因而，所述兩種設備的應用截然不同并且
相差甚遠， 以至于不能對各種類型的設備及其部件進行對比。上面限定的設備的特征在于，該設備具有隔熱系統，該隔熱系統至少覆蓋容器外 表面S的其上結合有加熱系統的一部分。上面限定的設備的特征在于，所述高純度加壓液化氣為氨氣。根據本專利技術的一個優選實施例，加熱回路的管路以及上面限定的設備的容器由相 同的材料制成。所述材料可以是銅，優選所述材料為不銹鋼。在上面限定的加熱系統中循環的熱流體F選自水、油或者其它載熱液體。所述流 體優選為水。根據本專利技術的一個具體的實施例，上面限定的設備的容器是安裝在半拖掛車底盤 上的容器。優選所述容器為iso容器。高純度氣體應理解為純度高于或等于99. 99 %，優選高于或等于99. 999 %，甚至 更優選高于或等于99. 9999%的氣體。根據作為本專利技術主題的設備的一個實施例，用于回收熱流體的裝置位于所述加熱 系統的出口。附圖說明通過閱讀參照附圖的以下描述，本專利技術的其它特別特征和優點將顯而易見，其 中-圖1示出了根據本專利技術的設備的縱向示意性截面圖；-圖2示出了沿圖1所示的設備的細部的線A的橫截面的透視圖；-圖3示出了根據本專利技術的設備的另一個示例性實施例的示意性橫截面圖；以及-圖4示出了圖1至圖3中所示的設備的詳細的示意圖，該示了加熱系統的管 路，所述管路結合在根據本專利技術的設備的容器中。具體實施例方式圖1示出了用于存儲和分配加壓液化氣的設備1，該設備本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于儲存高純度加壓液化氣并以大于或等于１ｋｇ／ｈ的流量分配該高純度加壓液化氣的設備（１），包括：－容器（２），在所述容器的下部（３）內容納有所述氣體的液化相（Ｇ↓［Ｌ］），在所述容器的上部（４）內容納有所述氣體的氣相（Ｇ↓［ｇ］），－用于抽取所述氣體的氣相（Ｇ↓［ｇ］）的系統（５），－加熱系統（６），所述加熱系統設計成在使用時保持恒定的氣體壓力，其特征在于，所述加熱系統（６）由回路內的熱流體（Ｆ）的循環構成，所述回路結合在所述容器（２）的表面（Ｓ）上。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：JP巴比爾，
申請(專利權)人：喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司，
類型：發明
國別省市：FR[法國]