Por que os gases liquefeitos e comprimidos são armazenados em cilindros? Tipos de tanques + regras de operação

Você deve admitir que o combustível azul é muito conveniente e barato. Sua popularidade fortalece a segurança ambiental e a acessibilidade quase universal. Mas você já se perguntou seriamente por que os gases comprimidos estão contidos em cilindros especiais e como isso afeta sua segurança?

Em nosso artigo, você encontrará respostas detalhadas e tecnicamente válidas para essas perguntas. Vamos descrever a diferença entre um meio gasoso liquefeito e um análogo comprimido. Vamos nos familiarizar com os recursos técnicos dos tanques de gás, com as regras para reabastecimento e transporte.

Por que os gases são comprimidos e como isso afeta os cilindros?

Em um estado gasoso, as substâncias não têm uma forma definida, diferentemente dos sólidos. Eles só podem ser armazenados e transportados em recipientes selados.

Mas, devido à baixa densidade, mesmo uma massa insignificante de gás ocupa um grande volume. Por exemplo, transportar apenas 26,9 kg de propano em seu estado gasoso usual exigiria uma enorme capacidade de cerca de 14.000 litros.

O propano e o butano são os gases mais populares no setor doméstico. São obtidos durante o refino de petróleo ou extraídos do petróleo durante sua produção, por exemplo, usando a tecnologia de fraturamento.

O problema é resolvido comprimindo o gás aplicando pressão externa. Como resultado, sua densidade aumenta e o volume diminui. Após a compressão, todos os mesmos 26,9 kg de propano cabem em um recipiente de 50 litros.

Quando compactados, gases como propano, butano, amônia, cloro e dióxido de carbono passam para o estado líquido de agregação, portanto são chamados liquefeitos. Oxigênio, argônio, metano permanecem em um estado gasoso e são chamados de gases comprimidos.

Aqui você precisa esclarecer que qualquer transformar gases em líquidos por compressão, mas a força da pressão deve ser mais alta e a temperatura deve ser muito menor que a temperatura normal do ar.

Recipientes convencionais não são adequados para gases comprimidos e liquefeitos. Em um esforço para expandir, o gás o destruirá rapidamente e se libertará, e isso já está repleto de explosões, incêndios, envenenamentos e perdas financeiras. Portanto, vasos especiais são usados ​​sob pressão interna excessiva, mais conhecida como cilindros de gás.

Recursos de design de cilindros de gás

Os requisitos para o projeto de cilindros de gás, incluindo dimensões, espessura da parede, determinam os padrões técnicos estaduais. Quanto maior a pressão aplicada para comprimir o gás, maior será a capacidade.

As conchas dos navios para metano comprimido, usadas como combustível para motores de combustão interna, não têm costuras e consistem em conchas metálicas e compósitas. Projetado para pressões de até 245 kg / cm².

Oxigênio e argônio são usados ​​para soldagem. Cilindros para eles são feitos de acordo com GOST 949-73. O material é aço carbono ou liga. Com um volume de 20 a 50 litros, os recipientes de aço-liga com paredes de 6 mm de espessura são capazes de suportar pressões internas de até 19,6 MPa.

De acordo com o padrão aceito, eles são pintados com esmalte azul por fora e possuem uma inscrição preta de “oxigênio” no estojo. Vasos de argônio - cinza com uma inscrição verde "argônio puro".

Os cilindros de aço soldado para gás liquefeito de petróleo são fabricados de acordo com o GOST e atendem aos requisitos de segurança estabelecidos

O propano, butano e suas misturas são contidos sob uma pressão de 1,6 MPa em cilindros de aço soldados vermelhos. Como esse gás é amplamente procurado para aplicações domésticas e industriais, vale a pena considerar com mais detalhes as características de seu armazenamento e transporte, bem como as regras de segurança ao reabastecer os cilindros.

O uso de propano-butano liquefeito

Propano-butano técnico (PBT), como é classificado GOST R 52087-2018, pertence à categoria de gases de hidrocarbonetos liquefeitos (GPL). Obtê-lo ao refinar o óleo. Um aumento relativamente pequeno da pressão é suficiente para transferir PBT para um estado líquido. A redução de temperatura não é necessária.

À temperatura normal do ar, uma diminuição na pressão leva à evaporação do PBT e sua transição para a fase de vapor. Ao encher os cilindros, um sistema bifásico é formado neles, consistindo simultaneamente de gás liquefeito e seu vapor.

Essa propriedade é uma vantagem sobre outros tipos de gases combustíveis: eles armazenam e transportam a mistura de propano-butano como um líquido em recipientes compactos; eles são usados ​​imediatamente como gás, sem transformações adicionais, o que proporciona comodidade adicional ao consumidor.

O gás liquefeito em cilindros é entregue aos consumidores em veículos especializados, com o cumprimento obrigatório das regras para manuseio de mercadorias perigosas

Em cilindros com um volume idêntico de propano-butano liquefeito, cabe quase duas vezes mais que o metano comprimido. Em termos de geração de calor, o PBT liquefeito também ultrapassa o metano comprimido com a mesma quantidade volumétrica.

Ao reduzir o consumo de metal, os cilindros PBT têm menos peso. Tudo isso reduz o custo do transporte, reduz o número de entregas e torna economicamente viável o uso da mistura de propano-butano para fins domésticos e industriais.

O PBT está em demanda em assentamentos que não têm acesso aos principais gasodutos. Para cozinhar, aquecer água e líquidos de arrefecimento em sistemas de aquecimento, é usado por residências particulares, empresas de catering e comércio, fazendas, centros de recreação.

Cilindros de mistura de propano-butano

O PBT está em cilindros a uma pressão dezenas de vezes menor do que a necessária para o armazenamento de gases comprimidos. Graças a isso, a tecnologia de produção é simplificada, o consumo de metal dos cilindros é reduzido.No entanto, eles também estão sujeitos a requisitos rigorosos.

Cilindros de aço soldados com volume de 5, 12, 27, 50 litros, projetados para uma pressão interna de até 1,6 MPa, são destinados à mistura de propano-butano.

Também é possível o seu conteúdo em cilindros de material compósito, projetados para 2,0 MPa. O design, a forma e as dimensões de cada peça do cilindro são determinados pelos padrões técnicos estaduais.

Uma alternativa aos cilindros de aço tradicionais são os cilindros compostos mais novos, com uma vida útil de 20 anos e um intervalo de teste de 5 anos.

De acordo com GOST 15860-84, o elemento cilíndrico do cilindro (casca), seus anéis inferior e subjacente são feitos de aço de alta resistência. A superfície deve estar livre de rachaduras, pias e outros defeitos que reduzam a espessura das paredes.

O fundo é feito por estampagem a quente ou a frio. Entre si, os elementos são conectados por soldagem. Os dispositivos de travamento são instalados no pescoço do cilindro. Para selar completamente o composto, é utilizado chumbo e lítio ou chumbo vermelho.

As tampas de segurança podem ser de aço e ferro fundido com uma conexão rosqueada ou rosqueada. O principal requisito para eles é a capacidade de fornecer proteção confiável ao dispositivo de travamento.

O cilindro montado deve ser:

• durável;
• apertado;
• sem deformação.

No exterior, o recipiente é pintado com esmalte vermelho, resistente às intempéries. O nome do conteúdo "Propano" está escrito em esmalte branco no centro da parte cilíndrica do corpo. O não cumprimento da inscrição e da coloração com o padrão estabelecido é o motivo da rejeição do cilindro.

Cada cilindro no colar ou no pescoço deve ter uma placa de identificação indicando o fabricante, data de fabricação e teste, especificações técnicas

Por GOST R 55559-2013 O cilindro compósito consiste em um invólucro de vedação interno (revestimento), no qual o material compósito é enrolado. Outras soluções técnicas são permitidas. A cor do balão composto também é vermelha.

O cilindro é equipado com válvulas de fechamento e segurança, incluindo dispositivos de segurança contra o aumento da pressão e temperatura, o que aumenta sua segurança.

Ao operar cilindros compostos, o princípio de operação dos dispositivos de segurança deve ser levado em consideração. Quando o cilindro está cheio demais ou o gás se expande devido a um aumento de temperatura, seu excesso é destacado. Isso pode levar a um aumento na concentração de gás na sala onde o recipiente está localizado.

Para evitar a concentração excessiva de gás, um detector de vazamento com alarme sonoro, montado em uma parede de uma cozinha ou outra sala gaseificada, ajudará

Antes de enviar cilindros para venda, os fabricantes realizam testes de aceitação. No futuro, os cilindros de aço e compostos devem ser submetidos a um exame técnico a cada 5 anos.

Cada cilindro é fornecido com um passaporte, que indica suas características técnicas e o momento do exame técnico.

Propriedades PBT e medidas de segurança

As propriedades físicas e químicas dos gases determinam não apenas os requisitos para o projeto dos cilindros, mas também medidas de segurança durante o reabastecimento, transporte e operação.

Um aumento da temperatura externa leva à expansão da fração líquida de propano-butano; portanto, os cilindros podem encher até um máximo de 85% do seu volume. Por exemplo, Frasco de 50 litros, teoricamente contendo 26,9 kg de propano-butano liquefeito, após o reabastecimento, ele contém cerca de 21 kg. O espaço livre é preenchido com a fase de vapor.

Os limites explosivos mais baixos de propano e butano são respectivamente 2,3% e 1,9% do volume da sala, o que torna suas misturas gás-ar extremamente explosivas. Os consumidores e o pessoal das estações de abastecimento de gás devem excluir a formação de concentrações explosivas e fontes de ignição do PBT.

O preenchimento do cilindro de GLP em mais de 85% é repleto de explosão e incêndio, o risco é especialmente alto no período de outono-inverno

As misturas de propano-butano são mais pesadas que o ar e, mesmo com pequenos vazamentos, podem se acumular em concentrações perigosas nos porões e porões. Daí a proibição da instalação de equipamentos a gás nessas instalações.

Esfregue o sabão em pó em um ralador, adicione água, espuma com um pincel e aplique uma solução de sabão na área problemática - o aparecimento de bolhas indica um vazamento de gás.

O propano-butano, como o dióxido de carbono, exerce sobre seres humanos e animais, não um veneno, mas um efeito sufocante, reduzindo a concentração de oxigênio no ar para 19%. Isso pode levar a problemas de saúde e morte. O PBT é inodoro, então os odorantes são introduzidos na composição para ajudar a determinar sua presença no ar.

Não conformidade medidas de segurança leva a situações de emergência devido a vazamento de gás e ignição. Também é possível a liberação e explosão de gás com a destruição do cilindro.

Regras para reabastecer garrafas de gás domésticas

O reabastecimento é realizado em estações especialmente equipadas com pesagem automática obrigatória e corte de gás com um dispensador. Isso permite controlar o grau de plenitude com alta precisão.

Os cilindros não podem reabastecer nos seguintes casos:

• válvula ou válvula com defeito;
• sem pressão residual;
• o período da pesquisa expirou;
• existem defeitos na superfície;
• marcação e coloração não estão de acordo com GOST.

Em postos de gasolina que não possuem licença separada e equipamento relacionado, posto de gasolina proibido por lei.

O equipamento da estação de abastecimento destina-se apenas a cilindros de automóveis equipados com cut-offs (multiválvulas), que não permitem o preenchimento acima da norma.

O reabastecimento de cilindros de gás doméstico requer equipamentos especiais diferentes dos postos de gasolina convencionais

Deve ser lembrado: se, a temperaturas negativas, o tanque for preenchido com propano-butano em mais de 85% e depois levado para uma sala quente, poderá ocorrer uma explosão.

Ao mover, os cilindros são protegidos contra quedas e batidas, não abaixe as tampas. O carregamento e o descarregamento do carro são realizados com o motor desligado.

Segurança do aquecimento e da água quente sanitária no gás de garrafa

Na ausência de acesso a um suprimento centralizado de gás, o gás liquefeito pode ser usado como combustível para sistemas de aquecimento autônomo e aquecedores de água. É mais barato que a eletricidade. Ao contrário da lenha, o carvão ou o diesel não poluem o ar com produtos de combustão sólidos, ou seja, são mais ecológicos.

Em vez de cilindros em residências particulares, tanques de gás com um volume de até 20.000 litros podem ser usados ​​se não houver problemas com o reabastecimento

Ao organizar um sistema de aquecimento e fornecimento de água quente para GPL, é necessário levar em consideração os requisitos do SNiP 42-01-2002.

Além dos cilindros (50 l), é utilizado o seguinte equipamento:

• caldeira a gás;
• caixas de câmbio;
• válvulas de corte;
• componentes de gasodutos;
• radiadores.

A caldeira pode ser de circuito simples ou duplo, mas sempre com um queimador de gás liquefeito. Se o gás engarrafado for uma solução temporária e a casa estiver planejada para ser conectada a um suprimento centralizado de gás, é racional comprar uma caldeira para o gás principal e equipamentos adicionais para o GLP. Uma caldeira de circuito duplo fornecerá água quente sanitária e aquecimento ambiente.

É possível instalar uma caldeira de condensação altamente eficiente equipada com dois trocadores de calor para aquecer o líquido de arrefecimento e o fornecimento de água quente. Nessa caldeira, o vapor de água gerado durante a combustão do gás é convertido em líquido, o que permite gerar energia térmica adicional.

A potência da caldeira é selecionada com base na área da sala aquecida e a preferência é dada aos modelos com maior eficiência.

Vários cilindros de gás são conectados a caldeiras a gás, o que aumenta o volume total de gás e aumenta o intervalo entre o reabastecimento

Ao mesmo tempo, vários dos cilindros de 50 litros mais espaçosos são usados, combinados em uma única bateria. Os cilindros são colocados em armários ventilados de metal na rua, no lado norte da casa, para evitar o aquecimento por radiação solar. Outra opção é uma instalação não residencial separada.

Para que em geadas severas a pressão no sistema não caia, os armários devem ser isolados com materiais incombustíveis e a sala deve ser mantida no mínimo.

É importante garantir que a distância da caldeira seja de pelo menos 2 metros e que o equipamento tenha acesso livre para inspeção. Não deve haver poços de drenagem, porões, porões, valas perto de equipamentos a gás. É proibida a gaseificação de porões e porões.

Os cilindros são conectados ao gasoduto através de redutor de gás, que permite ajustar a pressão do gás durante sua seleção. Pode ser separado para cada cilindro ou comum a todos.

A cor da caixa de velocidades deve corresponder à cor do cilindro, ou seja, vermelha (para propano-butano). Não deve entupir, caso contrário, a pressão poderá aumentar e o equipamento funcionará mal. Uma vez por semana, a caixa de velocidades é verificada quanto à gravidade e à válvula de segurança.

Ao combinar cilindros em uma única bateria, é racional usar uma rampa de estabilização de pressão que consiste em um módulo de conexão, um redutor, um filtro, uma válvula, um estabilizador

Para criar um gasoduto, são usados ​​tubos de aço com paredes com pelo menos 2 mm de espessura. A seção do tubo que passa através da parede é colocada em uma caixa de proteção. A conexão flexível pode ser usada para conectar a caldeira ao gasoduto. O redutor é conectado ao gasoduto usando uma mangueira dyuritic (manga de borracha-tecido).

Está escrito em detalhes sobre qual mistura de gás é melhor usada para armazenamento em um tanque de gás no próximo artigocom o qual recomendamos que você se familiarize.

GPL para aquecimento de água

Colunas de fluxo e aquecedores de água a gás de armazenamento (caldeiras), como caldeiras de aquecimento, são capazes de trabalhar com propano-butano. A transferência do gás principal para o gás liquefeito também é realizada substituindo os bicos dos queimadores. À venda, existem modelos equipados com conjuntos de fabricantes de GLP. A conexão aos cilindros de gás é realizada através de um redutor.

A coluna é instalada em uma sala não residencial com exaustor e exaustor. A distância mínima da coluna de gás aos objetos ao redor é determinada pelos regulamentos e deve ser observada por razões de segurança. É proibida a instalação no banheiro.

Equipar as colunas de água e caldeiras com dispositivos de controle e ajuste automáticos aumenta sua eficiência e segurança. Os modelos modernos têm sistemas de proteção contra superaquecimento e ligação sem água e controlam a presença de chamas. O visor de LED exibe informações importantes, por exemplo, a temperatura da água que entra nas torneiras.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Verificação da segurança, vida útil e rejeição do cilindro de gás:

As razões para a queda de pressão do gás no sistema a -42 ° C e as formas de combater o congelamento dos cilindros de gás:

Após a compressão, o gás hidrocarboneto fica no cilindro a pressão elevada e é capaz de expansão acentuada com o aumento da temperatura.

O cumprimento das regras de segurança e o uso de botijões de gás que atendem aos padrões estabelecidos ajudam a evitar emergências e usam com eficiência o combustível azul para cozinhar, aquecer o espaço e fornecer água quente para residências particulares.

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