Емкость для хранения жидкого азота

Сосуды Дьюара

Сосуды Дьюара — это специальные вакуумные резервуары, предназначенные для перевозки и хранения больших объемов сжиженных газов: азота, аргона и кислорода. Теплоизолирующая система сконструирована с расчетом на высокую эффективность, поэтому она обеспечивает максимальную продолжительность хранения веществ при низких температурах.

Сосуды Дьюара с жидким азотом — это высокоэффективное хранение азота при низких температурах, небольшой вес и малая занимаемая площадь. Они могут использоваться в исследовательских лабораториях, оздоровительных и косметологических центрах, в здравоохранении, промышленном производстве и спортивной медицине.

Сосуды Дьюара с жидким азотом поставляются компанией Cryomed объемом по 6, 10, 17,5, 26,5 и 40 литров.

Где применяют жидкий азот

Применение жидкого азота очень распространено от медицинской до развлекательной сферы, косметологии, пищевой промышленности. Рассмотрим, какими свойствами обладает вещество. Коснемся темы хранения и соблюдения техники безопасности.

Применение жидкого азота очень распространено от медицинской до развлекательной сферы, косметологии, пищевой промышленности. Рассмотрим, какими свойствами обладает вещество. Коснемся темы хранения и соблюдения техники безопасности.

Криогенные резервуары

Криогенные резервуары предназначены для хранения, приема и выдачи жидких криогенных газов, таких как сжиженный кислород (O₂), аргон (Ar), азот (N₂), сжиженный природный газ (CH₄), углекислоты и т.д. Криогенное состояние газа образуется за счет перевода обычных фракций атмосферного воздуха в жидкую фазу с помощью сверхнизкого охлаждения при температуре ниже -153°С.

Криогенные резервуары спроектированы таким образом, чтобы обеспечить максимальную безопасность при эксплуатации и чрезвычайных ситуациях, таких как разгерметизация емкости, резкое повышение температуры и давления жидкости.

Система дозации жикого азота при розливе напитков

Производители негазированных напитков (вода, соки, чай, йогурты и т. д.) или снеков обычно используют пластиковые упаковки (полиэтилентерефталат) для своих продуктов. За последние 20 лет под экологическим и экономическим давлением пластиковая тара значительно изменилась. В них снизился вес ПЭТ-полимеров, что привело к более тонким и слабым стенкам и усложнило процесс транспортировки.

После наполнения бутылки укладываются в стопку, чтобы их можно было доставить покупателям. С более тонкими стенками «слабые» бутылки на дне поддона деформируются под весом выше лежащих, приводя к порче и потери продукта. Этой проблемы можно избежать, создавая давление в бутылках с помощью азота, который является идеальной средой, так как доступен в жидкой форме. Испаряясь, азот расширяется в 682 раза по сравнению с объемом жидкости. Благодаря своей инертности он продлевает срок хранения, защищая напиток от порчи, которая может возникнуть в результате окисления.

Дозация жидкого азота при упаковке продуктов питания один из идеальных способов для инертизации и поддержания формы упаковки.

Необходимое количество жидкого азота удаляет воздух из упаковки. Помимо снижения затрат на продувку инертным газом, система дозирования экономит пространство в производственных помещениях. Это связано с тем, что машины по дозации жидкого азота занимают мало места.

Емкости для азота: варианты хранения и транспортировки химиката

–>

Использование азота актуально для разных сфер промышленной деятельности. Поэтому поставщики химической продукции всерьез озабочены особенностями транспортировки и хранения продукции. Азот — это газообразное вещество, которое не имеет цвета и запаха, плохо проводит ток и электричество, практически не растворяется в воде и при сильных отрицательных температурах переходит в состояние жидкости. При дальнейшем понижении температуры продукт кристаллизуется. Азот содержится в воздухе, но при минимальном количестве он не оказывает никакого отрицательного влияния на здоровье человека. Лишь при превышении процентного содержания газа до 80 единиц можно получить серьезное отравление.

Благодаря своим исключительным свойствам, указанное вещество активно применяется в процессе обработки трубопроводов и цистерн, производстве удобрений и синтезе аммиака. При работе с алюминием и черными металлами азот также играет немаловажную роль. Но свойства этого химического вещества могут быть утрачены, если не выполнять правила хранения и использовать некачественные емкости для азота.

Свойства и характеристики

Вещество представляет собой стандартный азот N₂, который был переведен в жидкое состояние. В соответствии с химическими особенностями этого газа, жидкостью он становится при условии охлаждения до температуры -196 °С или 77,35 K. На производстве также нужно нагнетать высокое давление — 101,3 кПа.

К основным свойствам продукта относятся:

• У азота нет запаха или цвета. Важно проверять тару, в которой он хранится и перевозится. Утечку очень трудно заметить и намного проще предотвратить.
• Вещество способно постепенно менять свою температуру кипения. Это происходит из-за того, что при попадании в воздушную среду, азот начинает постепенно вытягивать из него кислород. Это также представляет опасность для человека — в подобных условиях может наступить удушье.
• Азот способен замерзать. Для этого его температуру снижают до -210 °С (63 К). При этом к списку требований добавляется и формирование поверхностного разряжения. В промышленности для этой цели используют герметичные емкости и вакуумные наносы, которые могут нагнетать внутри нужное давление.
• Уровень плотности вещества в жидком состоянии составляет 808 кг/м 3 . При этом показатель меняется вместе с изменением давления.

Использование жидкого азота объясняется его способностью охлаждать другие предметы или вещества, а также создавать оптимальную консервационную среду. Свойства востребованы во многих промышленных сферах.

Производственный процесс для получения N₂ в жидком виде достаточно сложный и требует использования большого количества специального оборудования. Чаще всего применяется метод, при котором ожижается атмосферный воздух. Вещество попадает внутрь ректификационной колонны, где происходит разделение.

Также практикуется и ожижение азота, который находится в газообразном состоянии. В таком случае применяются два метода разделения воздуха — мембранный или сорбционный.

Готовый продукт закачивается в специально подготовленные и заранее проверенные емкости, отправляется к заказчикам. Его можно использовать на производстве напрямую, без дополнительной подготовки.

Конструкция криогенного резервуара

Криогенные резервуары могут быть изготовлены в вертикальном или горизонтальном исполнении в зависимости от объема. Так, традиционно криогенные емкости объемом до 63 м 3 имеют вертикальную форму, а резервуары большего объема имеют горизонтальную ориентацию. По желанию Заказчика возможна поставка сферических криогенных резервуаров, однако такая форма является более трудоемкой при монтаже и имеет более высокую стоимость.

Конструктивно криогенные резервуары являются емкостями с двойными стенками и эллиптическими днищами. Межстенное пространство заполнено тонкодисперсным порошком и находится в вакууме с давлением 0,01 кПа.

Внутренняя емкость и внешний кожух опираются на независимые друг от друга стойки, передавая через них вес на бетонное основание и позволяя достичь наименьшего притока теплоты к жидкости через опоры.

В комплектацию криогенного резервуара входит также испаритель подъема давления (наддува), обеспечивающий газификацию рабочей среды и повышение давления в емкости.

Типовое устройство криогенных резервуаров

• внутренняя емкость;
• порошково-вакуумная изоляция;
• внешний кожух;
• испаритель подъема давления (наддува);
• контрольно-измерительные приборы;
• запорная, регулирующая и предохранительная арматура;
• трубопроводная обвязка.

Кроме стационарных криогенных резервуаров ТД САРРЗ поставляет до места эксплуатации:

• криогенные резервуары контейнерного типа
• криогенные цистерны для транспортировки

Криогенные резервуары контейнерного типа помещаются в металлический каркас или раму, что позволяет осуществлять перевозку автотранспортом или на ж/д платформах. Такая конструкция позволяет легко транспортировать криоемкость на новое место эксплуатации при необходимости.

Криорезервуары в металлическом рамном каркасе также защищены от повреждений, вызываемых механическими повреждениями.

Каркас представляет собой прямоугольную металлическую конструкцию, имеющую больший размер, чем габариты криогенного резервуара. Для усиления прочности конструкции возможно добавление перекладин с торца. По желанию Заказчика на каркасе возможна установка лестницы, которая обеспечивает более легкий доступ к верхней части оборудования.

Оборудование для транспортировки: в чем хранить азот?

Указанное вещество может пребывать в разных состояниях — газообразном и в виде жидкости. Если вы используете газ, его рекомендуется под давлением закачивать в специальные баллоны из стали разного объема. Чаще всего используются 40-литровые емкости. Вентиль, предохранительный колпачок, «башмак» и кольцо — основные составляющие подобных баллонов. Их делают черными с желтыми надписями, чтобы было понятно, какой тип газа транспортируется.

Организовать хранение жидкого вещества можно при использовании другой емкости для азота. Это большие, габаритные цистерны и сосуды Дьюара с многослойной изоляцией — порошкового или вакуумного типа. Внутренний сосуд, корпус и крышка такого оборудования должны изготавливаться из алюминиевых сплавов. Криогенные резервуары, сосуды и цистерны оптимально подходят для транспортировки азота и его последующего хранения. Приобретать их следует в специализированных компаниях, которые могут предоставить паспорт изделия для оценки его эксплуатационных характеристик. Если выбрать некачественное оборудование, не получится справиться с перевозками опасного для здоровья вещества должным образом.

Технические характеристики криогенных резервуаров

Показатель	Вертикальное исполнение						Горизонтальное исполнение
Объем, м 3	5,7	10,1	26,4	25,4	66,3	66,3	55	55	112
Рабочая жидкость	сжиженный азот, кислород, аргон, СУГ, СПГ и др.
Вместимость хранимого продукта, м 3	5,4	9,6	24,2	22.4	63	58,4	52,3	48,4	205,4
Рабочее давление, МПа	1,6	1,6	1,6	0,6	0,6	0,7	0,6	0,6	0,6
Количество хранимого продукта, кг
кислород	6180	10930	28580	—	71500	—	59300	—	120800
азот	4360	7750	20200	—	50800	—	42200	—	85900
аргон	7550	13180	34940	—	87700	—	72800	—	148200
СПГ	—	—	—	9400	—	24500	—	20400	—
Суточная интенсивность испарения продукта, кг/ч (%)
кислород	0,69 (0,29)	0,88 (0,2)	1,58 (0,14)	—	2 (0,07)	—	2,94 (0,12)	—	3,6 (0,07)
СПГ	—	—	—	0,595 (0,15)	—	1,25 (0,15)	—	1,22 (0,11)	—
Пределы регулирования давления, кгс/см 2	3-16	3-16	3-16	1-6	1-6	1-7	1-6	1-6	1-6
Производительность при рабочем давлении, кг, не менее
кислород	600	600	3000	—	8000	—	20500	—	10800
СПГ	—	—	—	1500	—	1500	—	4000	—
Масса, кг	3450	4950	12900	10050	23200	23350	19000	19000	33000
Габаритные размеры, мм, ДхШхВхД(диаметр)	1916	1916	3016	3016	3620	3620	10870	10870	10870
	1916	1916	3016	3019	3420	3420	3228	3228	3228
	4858	7155	7400	7400	12200	12200	3615	3615	3615
	1916	1916	3016	3016	3216	3216	3216	3216	3216
Материал	хладостойкая сталь, углеродистая сталь типа 09Г2, нержавеющая сталь типа 12Х18Н10Т, алюминиевый сплав марки AMГ
Тип изоляции	порошково-вакуумная
Температура окружающей среды, °C	от -50 до +50

Монтаж криогенных резервуаров

Криогенные резервуары устанавливаются наземно и по желанию Заказчика могут быть доставлены до места объекта.

Вне зависимости от вертикального или горизонтального типа исполнения монтаж производится на железобетонный фундамент, расположенный на предварительно подготовленной и очищенной от крупногабаритного мусора площадке. В фундамент с помощью анкерных болтов закрепляются опоры, после чего ставится емкость. Последним этапом устанавливаются металлические конструкции, такие как лестницы и площадки обслуживания.

Криогенные резервуары могут быть установлены не только стационарно, но и оставаться транспортабельными. Для перевозки криогенные емкости помещаются в металлический каркас или раму, которые защищают сосуд от повреждений при доставке на различные расстояния.

Важное примечание:

Если используется профессиональное оборудование, например Cryomed Pro и (или) Cryofan, лучше всего подойдут сосуды Дьюара объемом 40 л — это самый эффективный в использовании тип резервуаров с жидким азотом, характеризующийся небольшими потерями и средней вместимостью. Мы понимаем потребности специалистов, работающих во всех уголках мира, поэтому теперь вы сможете перевозить низкотемпературные жидкости просто и безопасно.

Хранение

Чтобы вещество не потеряло свои полезные свойства, нужно создать специальные условия для хранения. Основных требований несколько:

• Поддерживать внутри нужное давление.
• Не допустить повышения температуры.
• Исключить контакт с воздухом и другими газами для избежания химической реакции.

Для перевозки и хранения применяются емкости разного объема. Их главное отличие — наличие специальной вакуумной изоляции.

В зависимости от объема, меняется название. Если вместимость тары составляет менее 50 литров — это сосуд Дьюара.

При вместимости более 50 литров, тара называется цистернами, криогенными емкостями или сосудами. Использование подобного строения направлено на то, чтобы уменьшить уровень испарения. Такой показатель напрямую указывает на качество сосуда.

Лучшая тара показывает суточные потери на 0,2-0,3 %. Этот показатель достигается только с применением сосудов Дьюара. В больших емкостях потеря больше — до 2 % за сутки. Это нужно учитывать при планировании хранения и необходимых для производства объемов.

Если не соблюдать установленные требования, можно столкнуться с несколькими распространенными проблемами:

• Большая потеря вещества.
• Нанесение вреда здоровью человека.
• Срыв производственных планов.

Ряд простых требований обуславливает условия правильного хранения:

• Хранение возможно исключительно в специальных емкостях. Только в этом случае удается создать высокий уровень защиты против утечек и не допустить серьезной потери.
• При складировании нельзя размещать сосуды друг на друге. Требуется исключить сильное давление, механические удары и другие потенциальные причины нарушения стабильности тары.
• Хранить емкости с жидким азотом нужно в прохладных помещениях. Не допускается сильного нагрева, попадания прямых солнечных лучей.

Сосуд нужно беречь от коррозии. Стоит избегать любых контактов с катализаторами окисления — загрязненной атмосферой, водой, агрессивными химическими средами.

При перевозке, погрузке и разгрузке нужно соблюдать осторожность. Это гарантирует, что тара не будет повреждена.

Все сосуды должны регулярно проходить проверку. Многие повреждения, которые становятся причиной утечек, выявляются на ранних стадиях. Есть возможность быстро их устранить.

Почему именно криогенные емкости?

Жидкий азот поставляется в специальных цистернах, которые получили название криогенных. В них постоянно поддерживается определенный температурный режим, который приближается к 200 градусам ниже нуля. Такая емкость под азот должна соответствовать конкретным требованиям:

• иметь отверстия в крышке для выхода скопившегося пара;
• изготавливаться из материала с минимальной теплопередачей;
• оснащаться аксессуарами для точной дозировки химического вещества.

Нельзя назвать сам процесс перевозки жидкого азота очень безопасным, но при соблюдении определенных технических нормативов и стандартов можно не волноваться об утечке продукции. В специализированных компаниях можно заказать резервуар для длительного хранения указанного продукта. Их конструкция предусматривает наличие внутреннего сосуда, арматурного шкафа и наружного кожуха, контрольно-измерительных приборов. Каждая емкость для азота представляет собой сочетание качественных и износостойких материалов с конкретными конструктивными элементами. Многообразие оборудования позволяет приобретать необходимые емкости для продуктивного использования в промышленной деятельности.

Индивидуальные требования

Небольшие сосуды Дьюара отлично подходят для временного хранения жидкого азота в лабораториях и даже дома, а резервуары большего объема удобно использовать в салонах красоты и медицинских центрах — вы всегда сможете выбрать нужное решение.

В продаже имеются сосуды Дьюара для азота с ножными и небольшими ручными насосами.

Компания Cryomed стремится удовлетворить требования каждого клиента.

Если у вас есть вопросы о сосудах Дьюара, напишите нам — и мы с радостью ответим!

Компания Криомед производит оборудование для криотерапии с 2002 года. Все криосауны собираются на европейском заводе, сертифицированном по ISO 13485. Криокамеры и криокабины для всего тела имеют CE сертификаты. Мы предлагаем нашим клиентам в Европе и странах СНГ: установку и обслуживание криосаун, обучение и сертификацию, маркетинг и промо Больше материалы для создания нового либо продвижения существующего крио-бизнеса в вашем городе.

Криотерапия с использованием криосаун не считается медицинской процедурой. Большинство машин для криотерапии не предназначены для диагностирования, лечения или предотвращения краткосрочных или хронических заболеваний. В то же время, модель криосауны Cryomed Pro M имеет европейский медицинский сертификат и производится по высоким медицинским стандартам.

Криомед – это отличная возможность купить криосауну в России, Украине, Беларуси, Казахстане. Мы доставляем криосауны от производителя во все крупные города: Москва, Санкт-Петербург, Волгоград, Eкатеринбург, Нижний Новгород, Самара, Калининград, Тверь, Казань, Саратов, Краснодар, Уфа, Хабаров, Челябинск, Воронеж, Иркутск и другие. Следите за локальными акциями на криосауны в Киеве, Одессе, Харькове, Виннице, Алматы!

Схемы реализации

Распространённый способ реализации данной технологии:

применение криоцилиндров как источника жидкого азота.

Преимущества: низкие инвестиционные затраты на начальном этапе.

Недостатки:

• значительные потери газа из-за технологических особенностей криоцилиндров;
• высокие эксплуатационные издержки;
• организация места парковки и заправки криоцилиндров в соответствии со всеми требованиями безопасности;
• высокая вероятность возникновения трудностей при заправке криоцилиндров у поставщика газа;
• зависимость от сроков поставки газа, отсутствие запасов или большие производственные площади для парка криоцилиндров.

Оптимальный способ:

встраивание стационарной криогенной емкости в систему дозации азота.

Преимущества:

• минимальные потери жидкого азота на испарение
• самые низкие издержки в длительном периоде эксплуатации
• высокие показатели работоспособности данной технологии
• запасы газа в соответствии с расходом
• снижение зависимости от сроков поставки газа

Недостатки:

• высокие инвестиции на этапе закупки
• дополнительная площадка для установки стационарной емкости
• фундаментные работы (при использовании паллетной емкости MicroBulk не требуются)

Комплексная схема совмещает первый и второй варианты, одновременно объединяя как преимущества, так и недостатки. Мировой опыт утверждает, несмотря на популярность данной схемы, он является абсолютно нецелесообразным и не имеет явных преимуществ. Высокие потери газа при значительных инвестициях – не лучший способ реализовать данную схему.

Сосуды Дьюара и их особенности

Подобные емкости для перевозки криогенных продуктов были изобретены профессором-химиком Джеймсом Дьюаром в конце девятнадцатого века и в результате получили его имя. Это уникальные многослойные резервуары с откачанным воздухом. Вакуум позволяет транспортировать в таких сосудах жидкости, требующие содержания при экстремально низких температурах. Алюминиевые модели обеспечивают длительные сроки хранения азотного вещества — не менее сорока восьми суток.

Несмотря на надежность конструкции, сосуды Дьюара требуют достаточно бережного отношения, поскольку при падении или резком толчке между внутренним и внешним сосудом может образоваться свободное пространство. Нарушение соединения между двумя элементами чревато потерей вакуума, главным признаком которого является стремительное обледенение. При такой ситуации сосуд необходимо отправить на склад и отогреть, а затем обеспечить его транспортировку на завод-изготовитель для ремонта или замены.

Главная отличительная особенность использования таких резервуаров состоит в том, что оператор должен постоянно следить за уровнем жидкого азота в них. Производить замер можно через неделю после доливки вещества. Обычно специалисты используют для этого прибор с металлическим щупом, который можно на двадцать секунд опустить в емкость под азот и получить гарантированно точный результат.

Распространенные ошибки при реализации технологии

1. Отсутствие сепаратора приводит к недостаточной инертизации и увеличению количества бракованной продукции.
2. Несогласованность компонентов системы, закупленных от разных поставщиков.
3. Применение не криогенного оборудования, в т.ч. арматуры не соответствующей данному применению, игнорирование экранно-вакуумной технологии. Вся система построена на работе со сверхнизкими температурами, которые необходимо сохранять вплоть до попадания жидкого азота в упаковку.
4. Использование некачественных криоцилиндров приводит к значительным потерям азота, что приводит к убыткам по проекту.

Вся технология дозации азота основана на применении высококачественного оборудования, материалов и полной согласованности всех компонентов системы. Многолетний мировой практический опыт показывает, что экономия на этапе закупки, приводит к резкому увеличению затрат во время эксплуатации, в связи с нарушением технологического и пищевого производства.