Enfriamiento y purga del tanque criogénico: Requisitos clave para el primer uso

La puesta en marcha inicial de un tanque de almacenamiento criogénico es un paso importante que requiere procedimientos adecuados de enfriamiento y desplazamiento de la pureza. Un tanque criogénico recién fabricado contiene un recipiente interior relativamente caliente, y llenarlo directamente con líquido criogénico sin la preparación adecuada puede provocar un rápido aumento de la presión durante el proceso de llenado inicial.

Para los tanques de almacenamiento criogénico de oxígeno, nitrógeno y argón, el procedimiento de primer uso debe incluir ambosenfriamiento del tanque y desplazamiento de purezaEl proceso está diseñado para eliminar gradualmente el calor del recipiente interior, al tiempo que se lleva la pureza del gas interno al nivel requerido.

¿Qué es el enfriamiento de un tanque criogénico?

El enfriamiento del tanque criogénico es el proceso de eliminar el calor del recipiente interior antes de que comience el almacenamiento normal de líquido criogénico.

Cuando se pone en servicio un nuevo tanque criogénico, su interior se encuentra a una temperatura relativamente alta. Al introducir el líquido criogénico, la gran diferencia de temperatura provoca un intercambio de calor significativo. Si el calor no se disipa adecuadamente durante el proceso de enfriamiento inicial, el tanque puede experimentar un rápido aumento de presión tras el primer llenado.

Por lo tanto, el proceso de enfriamiento inicial es una parte esencial de la puesta en marcha de un tanque de almacenamiento criogénico.

¿Por qué es necesario el desplazamiento de pureza?

Además de enfriar el tanque, es necesario desplazar el gas que se encuentra dentro del recipiente interior para lograr la pureza requerida.

El proceso de enfriamiento y desplazamiento de pureza para tanques de oxígeno, nitrógeno y argón utiliza líquido criogénico introducido a través dellínea de llenado superiorEn el caso de los tanques criogénicos horizontales, las aberturas del tubo de pulverización de llenado superior deben estar orientadas hacia arriba y a unos 45° a la izquierda y a la derecha, en lugar de hacia abajo.

El número de ciclos de enfriamiento y desplazamiento depende de la pureza del gas requerida:

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Para conocer los requisitos generales de tiempo de reutilización:al menos 3 ciclos

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Para la pureza del gas de99,9% o superior: al menos 4 ciclos

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Para la pureza del gas de99,99% o superiorPueden ser necesarios entre 6 y 7 ciclos.

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La pureza del líquido criogénico utilizado en la operación es también un requisito previo importante para lograr la pureza final del gas requerida.

Procedimiento de enfriamiento del tanque criogénico y desplazamiento de la pureza

El procedimiento básico consiste en introducir una cierta cantidad de líquido criogénico en el recipiente interior a través del sistema de llenado superior, mantener el líquido durante un período determinado y, a continuación, liberar la presión del recipiente interior.

Este proceso se repite según el número de ciclos requeridos y el tamaño del tanque criogénico.

Una vez completado el número de ciclos requerido, se debe comprobar la pureza del gas en la salida de ventilación utilizando un analizador de pureza de gas para confirmar si se ha alcanzado el nivel de pureza exigido.

Por ejemplo, para los tanques en el5–30 m³En este rango, el primer ciclo requiere aproximadamente 1 minuto de llenado superior seguido de 10 minutos de reposo. Los tiempos de llenado y reposo aumentan progresivamente con los ciclos subsiguientes.

Para tanques de50–100 m³y150–250 m³Asimismo, se especifican los tiempos de llenado y de espera correspondientes en función de la capacidad del depósito y del número de ciclo.

El procedimiento operativo real debe ajustarse a la capacidad del tanque aplicable y a los requisitos de puesta en marcha correspondientes.

Enfriamiento y purga de tanques criogénicos de GNL

Los tanques de almacenamiento de GNL requieren un enfoque diferente durante el enfriamiento inicial y el desplazamiento.

Según los requisitos operativos,Se recomienda el nitrógeno líquido para el enfriamiento inicial de los tanques de GNL..

Existen varias razones para utilizar nitrógeno líquido. En primer lugar, el nitrógeno líquido es relativamente económico para esta aplicación. En segundo lugar, puede reducir la temperatura del tanque interior a un estado criogénico en un período relativamente corto. En tercer lugar, el gas generado durante el intercambio de calor se puede ventilar de forma segura.

El uso directo de GNL para el enfriamiento inicial puede resultar menos económico, mientras que la gran cantidad de gas generada durante el intercambio de calor crea problemas de seguridad adicionales, ya que el gas natural puede arder al exponerse a una fuente de ignición.

Control de oxígeno durante la purga de tanques de GNL

En el caso de los tanques de almacenamiento de GNL, el objetivo del proceso de desplazamiento es reducir la concentración de oxígeno dentro del recipiente interior.

Los requisitos operativos proporcionados especifican que el contenido de oxígeno debe reducirse ano más del 3%antes de proceder con el proceso de puesta en marcha correspondiente.

Esto es particularmente importante porque el oxígeno y el gas natural pueden formar una mezcla combustible a ciertas concentraciones. Por lo tanto, el control de la concentración de oxígeno es un factor clave durante la preparación de los tanques de GNL.

Por qué es importante el llenado superior

Durante el proceso de enfriamiento y desplazamiento, el tanque de GNL debe utilizar elLínea de llenado superior para la introducción de nitrógeno líquido durante todo el proceso..

El proceso debe continuar hasta que la concentración de oxígeno alcance el nivel requerido. Cuando la cuarta medición cumpla con el requisito especificado, el nitrógeno líquido restante puede introducirse en el tanque a través de la línea de llenado superior. Si la concentración de oxígeno no cumple con el requisito, el proceso de enfriamiento y desplazamiento debe continuar hasta alcanzar el objetivo.

Uso recomendado de nitrógeno líquido para el enfriamiento de tanques de GNL

Los requisitos operativos recomiendan que la cantidad de nitrógeno líquido utilizada para el enfriamiento de los tanques de GNL sea, en general:

Entre el 5% y el 8% del volumen nominal del tanque.

Debe evitarse el uso excesivo de nitrógeno líquido, ya que puede afectar el poder calorífico del GNL.

Fabricante de tanques criogénicos y servicio de asistencia para la puesta en marcha

Un enfriamiento adecuado y la correcta eliminación de contaminantes son aspectos importantes de la puesta en marcha inicial de los tanques de almacenamiento criogénico.

Un tanque criogénico bien diseñado debe contar con un sistema de llenado superior y un sistema de rociado interno adecuados para facilitar el proceso de enfriamiento y desplazamiento requerido. Para diferentes capacidades y aplicaciones, el procedimiento de puesta en marcha debe establecerse de acuerdo con el diseño del tanque, los requisitos operativos, la pureza necesaria y las condiciones específicas del proyecto.

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Conclusión

El enfriamiento y la purificación del tanque criogénico son procedimientos esenciales al poner en marcha un nuevo tanque de almacenamiento criogénico.

Para los tanques de oxígeno, nitrógeno y argón, el proceso combinaLlenado superior, enfriamiento, liberación de presión, ciclos de desplazamiento repetidos y verificación final de la pureza del gas.En el caso de los tanques de GNL, se puede utilizar nitrógeno líquido para el enfriamiento inicial, mientras que la concentración de oxígeno debe controlarse antes de que el tanque entre en servicio.

Comprender estos procedimientos ayuda a los operadores a preparar mejor los tanques criogénicos para su primer llenado y contribuye a un funcionamiento más seguro y fiable.

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