مخزن کرایوژنیک یا دوئر یا سیلندر و پالت گاز؟

گازهای صنعتی به گازهایی اطلاق میشود كه در مقادیر نسبتاً زیاد توسط شركت‌های گاز صنعتی برای استفاده در انواع فرایندهای تولیدی در مراکز صنعتی تولید میشوند. آنها به دو صورت گاز و مایع، تولید و عرضه میشوند. بسیاری از صنایع مختلف در فرآیندهای تولیدی خود از گازهای صنعتی مانند اکسیژن، نیتروژن، آرگون، دی اکسید کربن، استیلن، هیدروژن، هلیوم و غیره استفاده میکنند. این گازها در صنایع مختلف کاربرد دارند.

برای مثال در تولید فولاد و دیگر فلزات، پالایشگاه‌های نفت، کارخانجات دارویی و شیمیایی، تولید قطعات الکترونیکی، صنایع لاستیک و پلاستیک، فرآوری غذا و نوشیدنی، ساخت شیشه، مراقبت‌های بهداشتی، صنایع کاغذسازی، محافظت از محیط زیست، گاز حامل سوانگاری (کروماتوگرافی) و گازهای خالص آزمایشگاهی کاربرد دارند.

در این مقاله به بررسی کلی مخازن کرایوژنیک و دوئرها و کپسول‌های گاز میپردازیم.

سیلندر یا کپسول گاز
ظروف محتوی گازها به سیلندر گاز یا کپسول گاز مشهور میباشند و جهت ذخیره گازهای تحت فشار بالا استفاده میشوند. کپسول‌ها معمولا از آلیاژهای آلومینیوم و فولاد بسیار مقاوم در فشارهای بالا ساخته شده‌اند. قابل ذکر است آلیاژ آلومینیوم نسبت به فولاد سبک‌تر است و هر دو در تحمل فشار بسیار عالی عمل میکنند. همچنین برای هر گاز رنگ به خصوصی در نظر گرفته شده و سیلندر گاز را به همان رنگ در آورند تا شناسایی گاز آسان شود.

گاهی اوقات در محیط‌های صنعتی شرایط به گونه‌ای است که مصرف یک نوع گاز زیاد است و نیاز به تغذیه مرتب میباشد.

در چنین مواقعی بسته به میزان کاربرد تعدادی از کپسول‌های گاز مربوط را در محفظه‌ای به نام پالت می‌چینند و پالت را به محل مصرف منتقل میکنند. به این ترتیب ذخیره گاز کافی برای تغذیه آن قسمت به راحتی فراهم میشود.

پالتهای کپسول در حقیقت دو یا چند کپسول گاز در یک پالت و چهارچوب فلزی قرار میگیرند و سیلندرهای گاز به صورت سری و کنار هم در پالت متصل میگردند و با لوله استیل یا مسی به یکدیگر مرتبط شوند و در نهایت از خروجی پالت کپسول با شیر و رگلاتور مخصوص استفاده میگردد.

خروجی پالت کپسول گاز یک عدد شیر معمولی میباشد . هر پالت کپسول  تنها یک ورودی و یک خروجی دارد.

مهمترین فواید پالت کپسول این است که با کم شدن فشار یک کپسول بقیه کپسولها کمبود فشار را جبران کرده و فشار ثابتی را به خروجی پالت میدهد.

معایب و خطرات استفاده از سیلندر یا کپسول گاز و پالتها
معایب کپسول‌ها و پالت گاز

1- خلوص اکسیژن: خلوص گاز اکسیژن گرید صنعتی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و بایستی حداقل 99.5% باشد. در کپسول گاز اکسیژن میزان خلوص گاز برابر با 99.5% است.

2- حمل و جابه جایی کپسول: در صنایعی که میزان مصرف بالایی دارند باید به صورت روزانه یا هفتگی برای شارژ کپسولها اقدام کرد که برابر است با کاهش راندمان کاری به دلیل از دست دادن زمان

3- خطر انفجار کپسول و صدمات جانی و مالی ناشی از آن

4- بررسی دوره ای تمامی اتصالات مورد استفاده در کپسول اکسیژن همچون رگلاتور گاز، شیلنگ

5- مکان نگهداری و استفاده از مخازن باید ایمن و به دور از روغن و مواد اشتعال زا باشد.

6- در صنایعی که میزان مصرف بالای گاز دارند این کپسولها فضای زیادی از واحد صنعتی را در برمیگیرد.

7- عدم لوله کشی برای استفاده از این گاز در قسمتهای مختلف و به تبعیت از آن جابه جایی مدام این کپسولها و خطر افتادن و آسیب به کپسول و متعاقبا انفجار کپسول

8- زمان بر بودن و هزینه بالای شارژ کپسولها به دلیل شارژ آنها به صورت گاز

9-سیلندرهای گاز تحت فشار را نباید در مجاورت کوره ها ، بخاری ها و جاهای گرم دیگر و در اماکنی که خطر آتش سوزی وجود دارد انبار نمود. هرگز سیلندرها را در درجه حرارت بالا قرار ندهید. هیچ قسمتی از سیلندر نباید در برابر درجه حرارتی بالاتر از 51 درجه سانتیگراد قرار گیرد.

اکثر حوادث و جراحات مربوط به سیلندرهای گاز هنگام جابجایی یا حمل و نقل آن‌ها رخ می دهد.

دوئرها
دوئریا مخزن کرایوژنیک با استفاده از چند لایه عایق برای ذخیره سازی و حمل و نقل مایع کرایوژنیک استفاده میشوند، همچنین از (دوئر) برای استفاده از گازهای اکسیژن مایع، آرگون مایع، کربن دی اکسید مایع و نیتروژن مایع استفاده می شود.

 مشخصات فنی
 جنس مخزن کرایوژنیک (دوئر) از استیل می‌باشد. این مخازن در گروه کپسول های جوش داده شده (welded)  قرار میگیرند که دارای چند لایه عایق خلاء برای نگهداری میعانات گازی می‌باشد.

موارد مصرف
مخزن کرایوژنیک (دوئر) بیشتر برای استفاده از اکسیژن مایع، نیتروژن مایع و LNG در دمای منفی 150- تا 200- درجه سلسیوس استقاده می شوند و در صنایع نفت و گاز، هوافضا، انرژی های نوین، احتراق، حفاری، بتون ریزی، عملیات حرارتی سرد، سلول های بنیادی، مواد غذایی و تامین اکسیژن بیمارستان ها کاربرد دارند.

دوئرها یا سیلندرهای مایع، مخازن دارای قابلیت جابجایی مایعات در حجم های مختلف ۱۰۰ تا ۵۰۰ لیتر می باشند. برتری این نوع از مخازن در این بوده که مصرف کننده بنا به نیاز خود توانایی استفاده از این مخزن را به صورت گاز و یا مایع خواهد داشت. و در اکثر موارد جهت استفاده از گاز، نیازی به تبخیر کننده جداگانه نخواهد داشت.

برخی از مزیت دوئرها
فشار کاری آنها بنا به سفارش مشتری از ۰ تا ۲۹ بار  می باشد.
 خلوص بالای 99/9.

معایب دوئرها

مکان نگهداری و استفاده از (دوئر):  به هیچ عنوان نباید در مقابل نور مستقیم خورشید قرار باشد. باید در موقعیت ثابت قرار گیرد و نباید در معرض سقوط یا افتادن یا ضربه قرار داشته باشد.
حمل و نقل دوئرها که زمانبر است و باید با وسیله نقلیه مناسب انجام گیرد.
میزان بالای تبخیر و هدررفت گاز در دوئرها به دلیل وزن سبک و عایق بندی نامناسب در دوئر. 
نیاز روزانه یا هفتگی شارژ به دلیل حجم کوچک دوئرها و متعاقبا کاهش راندمان و سرعت کار.
اگر حجم مصرفی گاز شما در صنعت یا پزشکی زیاد است بهتر است از مخازن کرایوژنیک استفاده کنید.

مخزن کرایوژنیک
مخازن کرایوژنیک مخازنی هستند که بدون مصرف انرژی از مایع کرایوژنیک نگهداری می‌کنند. بنا به فضای موجود می‌توانند به صورت عمودی یا افقی طراحی شوند.

این مخازن دارای دو مخزن داخلی و خارجی هستند که جنس مخزن داخلی عموما از جنس فولاد ضد زنگ و مخزن خارجی از جنس کربن استیل است.

در بسیاری موارد برای نگهداری و حمل و نقل گازهای مایع مثل گازهای صنعتی و آزمایشگاهی نیتروژن، اکسیژن، آرگون و… نیاز است که برای جلوگیری از انتقال حرارت بین محل ذخیره با بیرون و تبخیر مایع، از تجهیزات کرایوژنیک عایق و تحت خلا استفاده شود. برای عایق جداره مخازن فوق سرد از عایق‌های مختلف مانند پرلیت و MLI استفاده می شود که بازدهی هر کدام متفاوت است و هوای بین این دو مخزن باید با پمپ خلا تخلیه شود.

دمای مناسب و به کار گرفته شده در مخزن کرایوژنیک در بالاترین و پایین‌ترین حالت خود رقمی ما بین 50 تا 196- درجه سانتی‌گراد میباشد، به علاوه گازهای نام برده در بالاترین فشار کاری 18، 22 و 36 بار نگهداری و ذخیره میشوند.

کاربرد مخازن کرایوژنیک

مخزن کرایوژنیک اغلب برای استفاده از اکسیژن مایع، نیتروژن مایع و LNG در دمای منفی تا 200- درجه سلسیوس استفاده می‌شوند.

این مخازن در مراکز و واحدهای صنعتی که خلوص گازها بسیار مهم باشد از جمله:

صنایع نفت و گاز، هوافضا، انرژی‌های نوین، احتراق، حفاری، بتون ریزی، سردخانه‌ها، مراکز سلولهای بنیادی، کارخانجات مواد غذایی و مراکز تامین اکسیژن بیمارستانها کاربرد دارند.

مخازن کرایوژنیک همچنین در مزارع پرورش ماهی، کارخانه‌های صنعتی دارای قسمت جوش و برش، بسته‌بندی و انجماد سریع مواد غذایی و مراکز توزیع گازهای صنعتی و طبی کاربرد دارند.

مزایای مخازن کرایوژنیک
مزیت استفاده از مخزن نسب به کپسول‌های مرسوم و دوئرها شامل موارد زیر می‌باشد:

عدم نیاز به شارژ روزانه
ایمنی بالا به دلیل فشار کاری پایین
کاهش بهای تمام شده گاز مصرفی 1/2 تا 1/3 قیمت کپسول با توجه به کاهش هزینه فرایند شارژ و هزینه‌های دستمزد و سربار شارژ سیلندرهای گاز تحت فشار و کاهش هزینه‌های حمل و نقل و سایر هزینه‌های تولید گازهای صنعتی استفاده از مخازن کرایوژنیک باعث کاهش بهای تمام شده گاز مصرفی می گردد .
عدم نیاز به هیدروتست و تست دوره‌ای
بدون نیاز به حمل و نقل و جابه جایی
خلوص بالای99/9%
بهبود فرآیند شارژ و مصرف
بدون نیاز به برق و اپراتور
عمر مفید بالای 40 سال
مخازن ثابت کرایوژنیک با استفاده از ماشین های حمل در بازه طولانی تر (1ماه الی 2 ماه) شارژ می شوند در صورتی که کپسول های گاز روزانه و یا هفتگی باید شارژ شود.
معایب مخازن کرایوژنیک
سرمایه اولیه بیشتر از کپسولهای گاز که البته سرمایه گذاری اولیه خرید مخزن کرایوژنیک پس از مدت نسبتا کوتاهی با توجه به اینکه هزینه شارژ آنها حدود نصف کپسول‌های صنعتی می‌باشد، به صنایع بازمیگردد.

شرکت فنی مهندسی آریل صنعت سپاهان یکی از برترین طراحان و تولیدکنندگان مخازن کرایوژنیک مطابق با به‌روزترین استانداردهای بین‌المللی و با قیمت و کیفیت کاملا رقابتی در خدمت صنایع محترم کشور میباشد. شما عزیزان می توانید برای اطلاع از قیمت و خرید مخازن کرایوژنیک با کارشناسان فروش شرکت آریل صنعت با شماره  09131001229 در ارتباط باشید.