目前,我国在氮气置换工艺技术方面缺乏系统性研究,氮气吹扫置换,对置换工艺中氮气用量以及空气与氮气、氮气与天然气混合规律的研究还不深入,国内在输气管道投产采用氮气置换工艺时,氮气用量主要凭经验确定,具有不确定性。国外有关置换工艺技术的研究成果也不多,主要是依据传质理论,通过实验研究确定对流扩散系数。为了能进一步了解置换一定长度天然气管道需用的氮气量,权衡经济性与安全性,避免资源浪费。
对于管路中的尾气或工艺用气,通常也需要将其尽量除去,如更换气源时或设备维护(尤其是受限空间作业)。因为:有些工艺气体是有毒有害的,氮气置换施工方案,可能对人体造成伤害,如、肼、氨气等;有些气体高度危险的,氮气置换厂,如氢气、---等;有些气体遇空气中水汽可能造成设备设施的腐蚀,如氮氧化物等;有的会造成窒息,如氮气、---、沼气等。所以用的比较多的还是置换。通常反应釜用氮气置换。当然如果是检修前,应该是氮气置换工艺气体,再空气置换氮气。
氮气置换过程中氮气在空气中的对流扩散情况进行了多工况数值模拟,分析了混气长度的影响因素。结果表明:流态、背压、流速、管径和管长是影响混气长度的5个因素,其中混气长度随着背压、流速、管径和管长的增大而增长;与氮气处于湍流时相比,氮气置换,氮气处于层流时的混气长度大,置换时间也长得多;投产时,应尽量放空以减少背压对管道投产置换的影响。
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