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1、环戊烷发泡系统1环戊烷的理化特性(1) 环戊烷不含卤素，在大气中寿命短，其降解半衰期为1015h，几天内即可被安全分解，不 会消耗并破坏大气层中的臭氧，ODP值等于零；(2) 环戊烷的GWP值很小，仅为CFC-11的1/100004/10000；(3) 环戊烷与CFC-11相比，其分子质量相对要小约50%，使用环戊烷作发泡剂，用量可节省近一 半。(4) 环戊烷气相导热系数较小，仅比CFC-11大0.005W/(m.K)，使用环戊烷作发泡剂，对聚氨酯 硬质泡沫体的绝热性能影响较小，可以满足冰箱等家电对绝热性能的技术要求。(5) 环戊烷极易燃烧，其气体与空气相混可形成爆炸性混合物，遇明火、高热极易
2、燃烧爆炸；与 氧化剂接触会产生强烈反应，甚至引起燃烧；由于环戊烷气体密度比空气重，能在较低处扩散到相当 远的地方，遇火源会着火回燃。表1环戊烷的物理性质及与CFC-11的比较发泡剂分子式相对分子质量密度g/cm3沸点C气相热导率mW/(mK)蒸汽压kPa爆炸极限(v/v)%臭氧消耗潜值(ODP值)环戊烷C5H10700.744912.0341.4 8.00CFC-11CCl3F137.41.49248.5无1.0注：密度为20C数据，气相热导率为25r数据，蒸汽压为20C数据。2环戊烷发泡系统基本工艺配置环戊烷由于具有可燃性，在空气中的爆炸极限范围较宽。因此，出于安全考虑，需要对其设备和 生产
3、环境进行相应的改造。在厂房方面要采取措施防止环戊烷爆炸燃烧。在设备工艺配置方面则应采取一系列安全防爆措施。环戊烷发泡系统的主要工艺配置是：环戊烷储存输送系统，环戊烷静态预混系统，环戊烷高压发 泡机，环戊烷发泡生产线，环戊烷监测报警装置，安全围房、防静电，抽排风系统。基本流程见框图1。图1环戊烷发泡系统工艺流程3环戊烷储罐作为储存液态环戊烷的储罐，容积为35m3，按照II类压力容器标准设计、制造、检验，罐体为双 层结构，罐体内层设计压力为0.2 MPa，罐体夹层设计压力为0.075 MPa，考虑到防爆要求，储罐安装 在地下，周围设置防护井，并设置排水装置，防止储罐周围积水。储罐顶部设置有卸料井和
4、输料井，每个井口都装有环戊烷气体探头，储罐夹层充注乙二醇或氮气 进行检漏。环戊烷槽车通过卸料平台向罐内加料，同时，进行液位监测和泄漏监控，当发生泄漏报警 或溢料报警时，进料阀和出料阀同时关闭，此时，需采取措施进行紧急处理。4多元醇环戊烷静态预混站多元醇/环戊烷静态预混是一种连续式预混装置，通过二台计量泵分别计量多元醇和环戊烷，国外 和国内现在都普遍采用静态混合器进行混合，混合比例采用流量计进行监测，并设置误差报警信号，在 预混站内，除配置多元醇工作料罐外，通常还配置一个多元醇/环戊烷混合物中间料罐，在预混站内还 设置有围房，环戊烷探头及抽排风装置。为了保证环戊烷无泄漏，计量泵和电机联接，以及料
5、罐搅拌全部采用磁性联轴节传动，提高设备 工作的安全性。多元醇和环戊烷的混合效果，同时也与原料料温、粘度和流量有关系，为了保证良好的混合效果， 一般还要通过平衡计算。根据环戊烷的特性，新开发的环戊烷/多元醇预混系统的环戊烷贮料罐，须防止外力的撞击，周围 应无火花，如果地面条件不能满足安全要求，或外界气温可能低于0C，则贮料罐宜置于地下。环戊烷/多元醇预混系统见图2。图2环戊烷预混系统工艺流程图环戊烷和多元醇分别采用二套高精度、中低压的计量泵计量，以保证混合配比的精度。采用混合能 力高、低热量产生、防静电的静态混合器，对环戊烷与多元醇进行混合，使环戊烷均匀地溶入多元醇， 提高泡沫质量。形成的混合料
6、贮存于由氮气保压的多元醇/环戊烷料罐，以供发泡机使用。环戊烷/多元醇预混系统的安全配置为：环戊烷的计量泵防爆；所有可能接触环戊烷及其气体的装 置防静电火花；电机、电器元件均选用防爆等级；且相应管道、接头及阀双层密封，管道上配置电控截 止阀；装有环戊烷及其混合料的容器均输入氮气保压，料罐搅拌电机与搅拌轴的连接采用磁性连轴节； 在环戊烷贮料罐、计量、混合及混合料罐等区域均配置隔板或护罩，并设有检测探头、抽风系统及防爆 控制系统。该防爆控制系统的电源与设备电源分开，并分三级进行防爆控制：第一级为正常工作时控制 风机低速抽风，换气量约为每小时换气10次；第二级为当检测传感器检测到环戊烷浓度达到爆炸下限
7、 的20%时，控制风机高速抽风；第三级为当检测传感器检测到环戊烷浓度达到爆炸下限的40%时，则 切断设备电源，关闭环戊烷进料阀，并使风机高速抽风，使环戊烷的释放浓度被控制在安全值以下。 5聚氨酯无氟（环戊烷）高压发泡机环戊烷/多元醇混合料的料罐由氮气保压，其搅拌轴与搅拌电机的连接采用磁性连轴节，电机为防 爆电机，且料罐用隔离罩分隔，并配有检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统；混合料计量泵电机为 防爆电机，计量泵及电机也用隔离罩分隔，并配有检测探头、抽风系统及防爆三级控制系统；异氰酸酯 料罐和计量泵不必防爆；所有接触混合料的装置须防静电火花并接地。聚氨酯无氟(环戊烷)高压发泡机示意图见图3。碧了
8、叭图3聚氨酯环戊烷高压发泡机简图6环戊烷发泡生产线环戊烷发泡生产线与普通CFC-11或HCFC-141b发泡生产线的主要区别是在混合头浇注区附近与 固化烘箱内电气全部采用防爆设计，并设置环戊烷气体监测系统、安全围房、抽排风装置，由于环戊烷 密度大于空气，在混合头浇注区附近最低处设有气体探头，用于探测环戊烷浓度。7环戊烷储存、发泡生产设施和场所的安全要求(1) 储罐区应与周围环境隔离(或建立防火防爆墙)，与周围的建筑物及有人活动的场所要有足够 的安全间距和安全通道，并取得消防、安全部门的认可。(2) 环戊烷储罐属II类压力容器，其制作、安装、修理必须严格按国家压力容器安全监察条例进行。(3) 环
9、戊烷储存、发泡生产场地必须有可靠的避雷装置，其避雷接地电阻10Q，每年至少检测一 次，并记录存档。(4) 对可能产生静电的地方，设备的通风系统、管道都必须永久保持良好的接地，以防止静电积累 和放电，接地电阻W4Q，每年至少检测一次，并记录存档。长度5 m的储罐必须有两个接地点，管路每间隔35 m必须有一个接地点，且管道、法兰之间 应用导电良好的金属连接。(5) 各种电器必须是防爆的，且符合电气安装规范，在电气柜的仪表及模具下方可吹入干燥空气， 并维持较高的正压力，以防止环戊烷气体进入。(6) 在环戊烷储罐区卸料时，先要将卸料槽车可靠接地，形成等势体，且灌注流速要控制在5 m/s， 以防静电聚积。首次加注环戊烷之前，罐内应用氮气置换。
