AHF罐區(qū)儲罐儲送方式探討

尚　勇　　許建湘（中核二七二鈾業(yè)有限責任公司，湖南　衡陽　421004）

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AHF罐區(qū)儲罐儲送方式探討

尚勇許建湘
（中核二七二鈾業(yè)有限責任公司，湖南衡陽421004）

摘要：AHF是鈾轉化生產的必備原料之一，主要用于電解制氟（氟化生產）及氫氟化生產，由于其特殊理化性質，確保安全儲送是保證人員與生產正常進行的前提條件，對無水氟化氫的儲送方式進行研究，采用安全可靠的儲送方式顯得尤為重要。通過對不同儲運方式進行對比分析，提出了AHF罐區(qū)設計應根據地域、氣候條件的不同，選用適宜的儲運方式，以提高AHF的使用安全性。

關鍵詞：無水氟化氫；地域；氣候；安全儲送

無水氟化氫，分子式：AHF；分子量：20.01。在常溫常壓下為易流動的無色發(fā)煙性液體。AHF沸點19.5℃，20℃時的飽和蒸汽壓為102kPa，劇毒，具強腐蝕性、強刺激性，對動植物危害很大，可致人體灼傷，一旦發(fā)生灼傷灼傷面難以愈合，灼傷嚴重時可致人死亡。

A H F的儲存通常采用碳鋼儲罐（16MnR）進行儲存，因AHF與碳鋼接觸在其表面可形成一層保護膜，減緩AHF腐蝕罐體的速度，目前國內AHF生產及使用廠家均采用碳鋼進行儲罐的制作。其儲存方式分為兩類，一類為常溫儲存，一類為降溫儲存；輸送無水氟化氫可選用的方法有氣體輸送、泵類輸送等，通過分析研究以上儲送方式的優(yōu)劣，找出他們之間的適用范圍，不斷完善AHF罐區(qū)的設計方案，以提高AHF的儲送安全系數，防止AHF在儲存及轉送過程中發(fā)生泄露事故，對周邊環(huán)境及人員造成危害。

我國對這方面非常重視，制定了相關AHF的安全儲運等相關標準，《AHF儲運標準》GB7746-87中對包轉、裝填、標識、運輸等做了明確要求。對AHF罐區(qū)設計時的安全性要求也隨之增高。

圖1　　AHF儲送壓風方式流程圖

圖2　　AHF儲送綜合方式流程圖

1. AHF的輸送與儲存

1.1AHF的輸送流程

根據地域不同AHF使用廠家輸送流程，在選擇上也略有區(qū)別，一種為壓風（氮氣）輸送形式，一種為泵類輸送形式。氣體壓送方式是通過向儲罐內加入一定的壓縮氣體（氮氣或壓空），將物料轉移的一種輸送方式；泵類輸送一般使用液下泵、隔膜泵等輸送，是將機械能轉換為動能的一種輸送方式，在實際生產中，AHF生產及使用廠家通常采用數種方式并用的設計思路，以保證物料的安全輸送。

（1）壓風輸送流程：以某AHF使用廠槽車卸車為例，外購AHF通過槽車運至儲罐區(qū)，通過壓風將物料壓至儲罐，再通過壓風輸送至蒸發(fā)罐及使用車間，卸車及轉運時的排空氣體進入吸收系統進行凈化處理，凈化處理采用鈉石灰進行AHF的吸收，如圖1所示。

（2）泵類輸送流程：外購AHF通過槽車運至儲罐區(qū)，通過槽車自帶卸車泵或罐內液下泵（隔膜泵）將物料輸送至儲罐，再根據生產需要用液下泵或隔膜泵，輸送至蒸發(fā)罐及使用車間，卸車及轉運時的排空氣體同樣進入吸收系統進行凈化處理，凈化處理采用鈉石灰進行AHF的吸收，如圖2所示。

1.2AHF的儲存

AHF的儲存通常采用常溫儲存與降溫儲存兩種方式。

（1）常溫儲存：即是在常溫下進行AHF的儲存，AHF由槽罐車卸入儲罐后，關閉儲罐相關進出口閥門進行密閉儲存。此種儲存方式受四季溫度更迭及南北方地里環(huán)境不同，安全性存在較大差異，夏秋季及南方氣溫基本都在19.5℃以上超過AHF沸點，超過此值時隨溫度的升高，AHF飽和蒸汽壓也隨之增加據相關資料介紹（10℃時飽和蒸汽壓為0.709×105Pa，20℃時為1.02×105Pa，40℃時為1.98×105Pa），隨著壓力的增高，對罐體密封部位的密封要求也隨之增高，儲存及操作時的安全系數則降低。

（2）降溫儲存：即對儲存罐進行冷卻時物料低于常溫的一種儲存方式，當AHF卸入儲罐后，采用冷媒對罐體進行降溫處理，使罐內物料溫度保持恒定，一般儲存溫度控制在10℃左右，由于儲存溫度低于AHF的沸點，儲存壓力明顯降低，隨著壓力的降低密封效果增強，操作時的安全性可得到一定程度的改善。

（3）罐體采用冷媒進行降溫處理，最常用的方法是在罐體外加裝夾套（如圖3所示），通過向夾套內通入冷媒，隨著冷媒在夾套內的循環(huán)往復運動，使罐內物料溫度不斷被冷媒置換出來，從而達到降低罐內物料溫度的目的；另一種罐體冷卻方式，即在罐體外壁上焊接纏繞盤管（如圖4所示，A為局部放大圖），盤管內通入冷媒，實現罐內物料溫度的降低。

圖3夾套降溫儲罐

圖5纏繞管分體式降溫儲罐

2. 不同儲送方式對比

2.1物料輸送

（1）采用壓縮氣體進行液態(tài)AHF的轉移，此種方式的缺點有兩點，第一，當儲罐出現滲漏時物料無法進行轉儲，加壓輸送將增加儲罐壓力使泄漏量增大，導致事故擴大化；第二，增加罐體壓力對罐體管閥連接墊片密封要求高，當罐體連接管閥墊片老化，檢查不及時可能出現墊片沖破，物料外泄隱患。

（2）泵類輸送方式，當儲罐發(fā)生滲漏等異常情況下，可先采用抽真空形式，降低罐體壓力減少滲漏，同時啟動罐內液下泵，將物料轉入備用儲罐，減少AHF的泄漏，當罐內形成負壓后可迅速減少泄漏量，降低向環(huán)境中釋放的AHF總量。此種方式在出現泄漏時的處理風險較壓風輸送形式大為降低，同時由于泄漏量的明顯降低，處理成本相應得到降低，對人員和環(huán)境可能帶來的影響也可得到有效控制。

2.2物料儲存

（1）常溫儲存（尤其夏季南方室外氣溫可達40℃）罐體內存在大量揮發(fā)性氣體，在卸車與轉料時大量AHF氣體隨著氣相管進入吸收系統，不但造成AHF的損失，而且還增加了中和劑的耗量，使生產成本增加，同時由于罐體長期帶壓，存在連接墊片破裂泄漏物料隱患，增加了儲存難度及操作危險程度，若儀表出現故障，不能真實顯示實際壓力時，極易導致操作人員與檢修人員的灼傷。

（2）降溫儲存（9℃～10℃）罐體壓力降低，飽和蒸汽壓小于70.9kPa，AHF揮發(fā)損失降低，中和劑消耗下降，同時泄漏幾率也相應降低，提高了儲存的安全系數；但按照圖3、圖4方案設計存在一定的安全隱患，當罐體出現滲漏，冷媒有可能進入罐內造成罐內物料污染，同時存在罐內物料進入冷媒系統造成冷卻設備損壞和污染水體等事故；避免物料與冷媒的互相污染，可采用冷媒纏繞管與罐體分離式設計，冷媒管直接纏繞在罐體外壁，如圖5所示，圖中A為局部放大部分。若出現滲漏冷媒與罐體內物料完全實現分離，避免交叉污染。此種冷卻方式通過增減盤管纏繞圈數，以使冷卻效果滿足工況需要，隨較夾套式冷卻效率會有所下降，但從安全性角度考慮是值得的。

結論

在AHF罐區(qū)設計時，應充分考慮地域氣候差異，合理的設計物料轉移方式、罐體設計方案等，以提高AHF的安全儲送可靠程度，依照《常用化學危險品貯存通則》GB15603-1995中有毒物品須陰涼儲存這一原則進行設計。

通過對不同輸送方式及儲存方式的比較，采用泵類輸送及降溫儲存，應是今后罐區(qū)設計的方向。泵類輸送及降溫儲存，可提高AHF儲送時的安全系數，降低操作及檢修人員的作業(yè)風險，建議采用內置式液下泵，可減少泄漏點，同時一旦發(fā)生泄漏時，可避免帶壓轉送增大罐內壓力導致事故擴大化，降低事故的處理難度及處理成本。

罐體采用外纏繞盤管設計，可最大程度避免物料及冷媒之間的互串，防止出現兩種物質的相互混合，造成物料損失及污染的擴散。

參考文獻

［1］王俊峰，粟萬仁，魏剛，姚守宗，等.鈾轉化工藝學［M］.北京：中國原子能出版社，2012.

中圖分類號：TQ056

文獻標識碼：A

Abstract:AHFisoneoftheessentialrawmaterialforproductionofuraniumconversion，mainlyusedinelectrolyticproductionof fluorineandhydrogenfluorideproduction.becauseofthespecialphysicalandchemicalpropertiesofAHF，toensurethesafetyof storageandtransportationisthepremisetoensurethesafetyandnormalproduction，researchonAHFstorageandtransportation，theuseofsafeandreliablestorage，transportationisveryimportant.Throughcomparingandanalyzingdifferentstorageand transportationmethods，proposedtheAHFtankshouldbedesignedaccordingtogeographical，climaticconditionsofdifferent storagemethods，selectionofappropriate，toenhancethesecurityofAHF.

Keyword:AHF；Regional；Climate；Safestorageandtransportation