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

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AHF罐區(qū)儲(chǔ)罐儲(chǔ)送方式探討

尚勇許建湘
（中核二七二鈾業(yè)有限責(zé)任公司，湖南衡陽(yáng)421004）

摘要：AHF是鈾轉(zhuǎn)化生產(chǎn)的必備原料之一，主要用于電解制氟（氟化生產(chǎn)）及氫氟化生產(chǎn)，由于其特殊理化性質(zhì)，確保安全儲(chǔ)送是保證人員與生產(chǎn)正常進(jìn)行的前提條件，對(duì)無(wú)水氟化氫的儲(chǔ)送方式進(jìn)行研究，采用安全可靠的儲(chǔ)送方式顯得尤為重要。通過(guò)對(duì)不同儲(chǔ)運(yùn)方式進(jìn)行對(duì)比分析，提出了AHF罐區(qū)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)地域、氣候條件的不同，選用適宜的儲(chǔ)運(yùn)方式，以提高AHF的使用安全性。

關(guān)鍵詞：無(wú)水氟化氫；地域；氣候；安全儲(chǔ)送

無(wú)水氟化氫，分子式：AHF；分子量：20.01。在常溫常壓下為易流動(dòng)的無(wú)色發(fā)煙性液體。AHF沸點(diǎn)19.5℃，20℃時(shí)的飽和蒸汽壓為102kPa，劇毒，具強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)刺激性，對(duì)動(dòng)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(yán)重時(shí)可致人死亡。

A H F的儲(chǔ)存通常采用碳鋼儲(chǔ)罐（16MnR）進(jìn)行儲(chǔ)存，因AHF與碳鋼接觸在其表面可形成一層保護(hù)膜，減緩AHF腐蝕罐體的速度，目前國(guó)內(nèi)AHF生產(chǎn)及使用廠家均采用碳鋼進(jìn)行儲(chǔ)罐的制作。其儲(chǔ)存方式分為兩類，一類為常溫儲(chǔ)存，一類為降溫儲(chǔ)存；輸送無(wú)水氟化氫可選用的方法有氣體輸送、泵類輸送等，通過(guò)分析研究以上儲(chǔ)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(shè)計(jì)方案，以提高AHF的儲(chǔ)送安全系數(shù)，防止AHF在儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)送過(guò)程中發(fā)生泄露事故，對(duì)周邊環(huán)境及人員造成危害。

我國(guó)對(duì)這方面非常重視，制定了相關(guān)AHF的安全儲(chǔ)運(yùn)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，《AHF儲(chǔ)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)》GB7746-87中對(duì)包轉(zhuǎn)、裝填、標(biāo)識(shí)、運(yùn)輸?shù)茸隽嗣鞔_要求。對(duì)AHF罐區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)的安全性要求也隨之增高。

圖1　　AHF儲(chǔ)送壓風(fēng)方式流程圖

圖2　　AHF儲(chǔ)送綜合方式流程圖

1. AHF的輸送與儲(chǔ)存

1.1AHF的輸送流程

根據(jù)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(fēng)（氮?dú)猓┹斔托问?，一種為泵類輸送形式。氣體壓送方式是通過(guò)向儲(chǔ)罐內(nèi)加入一定的壓縮氣體（氮?dú)饣驂嚎眨?，將物料轉(zhuǎn)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(jī)械能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的一種輸送方式，在實(shí)際生產(chǎn)中，AHF生產(chǎn)及使用廠家通常采用數(shù)種方式并用的設(shè)計(jì)思路，以保證物料的安全輸送。

（1）壓風(fēng)輸送流程：以某AHF使用廠槽車卸車為例，外購(gòu)AHF通過(guò)槽車運(yùn)至儲(chǔ)罐區(qū)，通過(guò)壓風(fēng)將物料壓至儲(chǔ)罐，再通過(guò)壓風(fēng)輸送至蒸發(fā)罐及使用車間，卸車及轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的排空氣體進(jìn)入吸收系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理，凈化處理采用鈉石灰進(jìn)行AHF的吸收，如圖1所示。

（2）泵類輸送流程：外購(gòu)AHF通過(guò)槽車運(yùn)至儲(chǔ)罐區(qū)，通過(guò)槽車自帶卸車泵或罐內(nèi)液下泵（隔膜泵）將物料輸送至儲(chǔ)罐，再根據(jù)生產(chǎn)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(zhuǎn)運(yùn)時(shí)的排空氣體同樣進(jìn)入吸收系統(tǒng)進(jìn)行凈化處理，凈化處理采用鈉石灰進(jìn)行AHF的吸收，如圖2所示。

1.2AHF的儲(chǔ)存

AHF的儲(chǔ)存通常采用常溫儲(chǔ)存與降溫儲(chǔ)存兩種方式。

（1）常溫儲(chǔ)存：即是在常溫下進(jìn)行AHF的儲(chǔ)存，AHF由槽罐車卸入儲(chǔ)罐后，關(guān)閉儲(chǔ)罐相關(guān)進(jìn)出口閥門進(jìn)行密閉儲(chǔ)存。此種儲(chǔ)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(guò)AHF沸點(diǎn)，超過(guò)此值時(shí)隨溫度的升高，AHF飽和蒸汽壓也隨之增加據(jù)相關(guān)資料介紹（10℃時(shí)飽和蒸汽壓為0.709×105Pa，20℃時(shí)為1.02×105Pa，40℃時(shí)為1.98×105Pa），隨著壓力的增高，對(duì)罐體密封部位的密封要求也隨之增高，儲(chǔ)存及操作時(shí)的安全系數(shù)則降低。

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

（3）罐體采用冷媒進(jìn)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(guò)向夾套內(nèi)通入冷媒，隨著冷媒在夾套內(nèi)的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使罐內(nèi)物料溫度不斷被冷媒置換出來(lái)，從而達(dá)到降低罐內(nèi)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(nèi)通入冷媒，實(shí)現(xiàn)罐內(nèi)物料溫度的降低。

圖3夾套降溫儲(chǔ)罐

圖5纏繞管分體式降溫儲(chǔ)罐

2. 不同儲(chǔ)送方式對(duì)比

2.1物料輸送

（1）采用壓縮氣體進(jìn)行液態(tài)AHF的轉(zhuǎn)移，此種方式的缺點(diǎn)有兩點(diǎn)，第一，當(dāng)儲(chǔ)罐出現(xiàn)滲漏時(shí)物料無(wú)法進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)，加壓輸送將增加儲(chǔ)罐壓力使泄漏量增大，導(dǎo)致事故擴(kuò)大化；第二，增加罐體壓力對(duì)罐體管閥連接墊片密封要求高，當(dāng)罐體連接管閥墊片老化，檢查不及時(shí)可能出現(xiàn)墊片沖破，物料外泄隱患。

（2）泵類輸送方式，當(dāng)儲(chǔ)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(shí)啟動(dòng)罐內(nèi)液下泵，將物料轉(zhuǎn)入備用儲(chǔ)罐，減少AHF的泄漏，當(dāng)罐內(nèi)形成負(fù)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(xiàn)泄漏時(shí)的處理風(fēng)險(xiǎn)較壓風(fēng)輸送形式大為降低，同時(shí)由于泄漏量的明顯降低，處理成本相應(yīng)得到降低，對(duì)人員和環(huán)境可能帶來(lái)的影響也可得到有效控制。

2.2物料儲(chǔ)存

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

（2）降溫儲(chǔ)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(shí)泄漏幾率也相應(yīng)降低，提高了儲(chǔ)存的安全系數(shù)；但按照?qǐng)D3、圖4方案設(shè)計(jì)存在一定的安全隱患，當(dāng)罐體出現(xiàn)滲漏，冷媒有可能進(jìn)入罐內(nèi)造成罐內(nèi)物料污染，同時(shí)存在罐內(nèi)物料進(jìn)入冷媒系統(tǒng)造成冷卻設(shè)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(shè)計(jì)，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(xiàn)滲漏冷媒與罐體內(nèi)物料完全實(shí)現(xiàn)分離，避免交叉污染。此種冷卻方式通過(guò)增減盤管纏繞圈數(shù)，以使冷卻效果滿足工況需要，隨較夾套式冷卻效率會(huì)有所下降，但從安全性角度考慮是值得的。

結(jié)論

在AHF罐區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮地域氣候差異，合理的設(shè)計(jì)物料轉(zhuǎn)移方式、罐體設(shè)計(jì)方案等，以提高AHF的安全儲(chǔ)送可靠程度，依照《常用化學(xué)危險(xiǎn)品貯存通則》GB15603-1995中有毒物品須陰涼儲(chǔ)存這一原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。

通過(guò)對(duì)不同輸送方式及儲(chǔ)存方式的比較，采用泵類輸送及降溫儲(chǔ)存，應(yīng)是今后罐區(qū)設(shè)計(jì)的方向。泵類輸送及降溫儲(chǔ)存，可提高AHF儲(chǔ)送時(shí)的安全系數(shù)，降低操作及檢修人員的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，建議采用內(nèi)置式液下泵，可減少泄漏點(diǎn)，同時(shí)一旦發(fā)生泄漏時(shí)，可避免帶壓轉(zhuǎn)送增大罐內(nèi)壓力導(dǎo)致事故擴(kuò)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(shè)計(jì)，可最大程度避免物料及冷媒之間的互串，防止出現(xiàn)兩種物質(zhì)的相互混合，造成物料損失及污染的擴(kuò)散。

參考文獻(xiàn)

［1］王俊峰，粟萬(wàn)仁，魏剛，姚守宗，等.鈾轉(zhuǎn)化工藝學(xué)［M］.北京：中國(guó)原子能出版社，2012.

中圖分類號(hào)：TQ056

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

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

Keyword:AHF；Regional；Climate；Safestorageandtransportation