压力容器,英文:pressure vessel,是指盛装气体或者液体,承载一定压力的密闭设备。
压力容器是一种能够承受压力的密闭容器。压力容器的用途极为广泛,它在工业、民用、军工等许多部门以及科学研究的许多领域都具有重要的地位和作用。其中以在化学工业与石油化学工业中用最多,仅在石油化学工业中应用的压力容器就占全部压力容器总数的50 %左右。压力容器在化工与石油化工领城,主要用于传热、传质、反应等工艺过程,以及贮存、运输有压力的气体或液化气体;在其他工业与民用领域亦有广泛的应用,如空气压缩机。各类专用压缩机及制冷压缩机的辅机(冷却器、缓冲器、油水分离器、贮气罐、蒸发器、液体冷陈剂贮雄等)均属压力容器。
一、按设计压力分类
分类 |
压力范围 |
低压(L) |
0.1 MPa ≤ P<1.6 MPa |
中压(M) |
1.6 MPa ≤ P<10 MPa |
高压(H) |
10 MPa ≤ P<100 MPa |
超高压(U) |
P ≥ 100 MPa |
发酵相关操作对应的压力值:
相关操作 |
罐压值 |
【打压试漏】 |
0.15 MPa |
【发酵罐空消】 |
0.11~0.12 MPa |
【常规接种】 |
0.01~0.02 MPa |
【发酵状态】 |
0.01~0.02 MPa |
【压差接种】 |
Pmax: 0.08-0.1 Mpa |
【打压试漏】0.15 MPa
【发酵罐空消】0.11~0.12 MPa
【常规接种】0.01~0.02 MPa
【发酵状态】0.01~0.02 MPa
【压差接种】Pmax: 0.08-0.1 Mpa,Pmin: 0.02-0.03 Mpa
据此可以看出,发酵罐在灭菌状态、压差接种状态以及打压试漏过程中,可称之为压力容器,此时压力最高达到1.5公斤,因此发酵罐属于压力容器,发酵行业同样需要压力容器操作证。
二、按工艺过程中的作用分
1、反应压力容器(R):主要是用于完成介质的物理、化学反应的压力容器。如反应器、反应釜、分解锅、硫化罐、分解塔、聚合塔、高压釜、超高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、蒸球、蒸压釜、煤气发生炉等。
【发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的低压反应类设备。该设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,溶氧速率高,混合效果好。罐体多采用SUS304或316L不锈钢,确保生产过程符合GMP要求。】
2、换热压力容器(E):主要是用于完成介质的热量交换的压力容器。如管壳式余热锅炉、热交换器、冷却器、冷凝器、蒸发器、加热器、消毒锅、染色器、烘缸、蒸炒锅、预热锅、溶剂预热器、蒸锅、蒸脱机、电热蒸汽发生器、煤气发生炉水夹套等。
3、分离压力容器(S):主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离等的压力容器。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、汽提塔、分汽缸、除氧器等。
4、储存压力容器(C,其中球罐为B):主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的压力容器,如各种型式的储罐。
【储存类压力容器在发酵行业很常见,对于普通类且成分单一的气液原料需要做到:设备可靠,操作得法,储存条件符合规定,取用合理,员工培训完整,一般不会有太大问题,在发酵行业中经常会有原料类的储罐,此类储罐内部所贮存的原料成分复杂,且可能有未知且非常见反应存在集中,此为重大安全隐患所在(见下例),各位行业工程师务必仔细排查本公司相关设备】
2017年12月26日凌晨,位于某产业园某司环保生产部有机肥原料储罐发生爆炸事故,造成1名工人死亡及部分从车间损坏,900立方米的酵母发酵浓缩液泄漏造成左江河段局部污染。事故调查认定是由储罐内的梅拉达反应(还原糖消解率为66%,氨基酸态氮消耗为36%)以及细菌呼吸作用(细菌数量扩增至之前的1.42倍)产生的CO2形成的巨大外力导致储罐大爆炸。
三、综合分类
1、固定式压力容器:使用环境固定,不能移动。工作介质种类繁多,大多为有毒、易燃易爆和具有腐蚀性的各类化学危险品。如球形储罐、卧式储罐、各种换热器、合成塔、反应器、干燥器、分离器、管壳式余热锅炉、载人容器(如医用氧舱)等。
2、移动式压力容器:主要是在移动中使用,作为某种介质的包装搭载在运输工具。工作介质许多都是易燃、易爆或有毒。如汽车与铁路罐车的罐体。
【发酵分类中的食用菌发酵多采属于移动式设计】
3、气瓶类压力容器:作为压力容器的一种,社会拥有量非常之大,有高压气瓶(如氢、氧、氮气瓶)和低压气瓶(如民用液化石油气钢瓶),工作介质许多也是易燃、易爆或有毒物质。也有很强的移动性,既有运输过程中的长距离移动,也有在具体使用中的短距离移动。如液化石油气钢瓶、氧气瓶、氢气瓶、氮气瓶、二氧化碳气瓶、液氯钢瓶、液氨钢瓶和溶解乙炔气瓶等。
【氮气、液氧、液氨等在常规类发酵中使用频繁,对于某些转化类发酵,还可能有特殊物料添加,此时也需要针对性的提供配套压力容器】
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