窒素置換
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石油タンク車の窒素置換において、窒素の消費量はどのように計算しますか？ありがとう
窒素で置換されたタンク内の油は、揮発性の高い媒体かもしれず、可燃性や爆発性があるのでしょうか？安全な濃度になるまで窒素で置換した後、再び窒素で置換することは可能か。なぜなら、これは管内の残留量、容積、および吸排気量とすべて関係があるからです。この量は計算だけでは結論を出すのが難しい。 水を使ってもいいですか？媒体の性質？
油タンクの体積をV（m3）とし、タンク内に残存する気相が主にプロパンであると仮定する。今、窒素を用いて置換を行う必要があり、置換時の体積流量はQ（m3/min）である。置換時、タンク内のガスは同じ流量で貯蔵タンクから排出される。もし置換操作が非常にスムーズで、つまりタンク内の各部位におけるガス成分が均一であるならば、各瞬間に排出されるガス成分はタンク内のガス成分と同じになる。置換用ガスの温度をT1（K）、圧力を大気圧の0.1013MPaGとし、タンク内のプロパンを99％置換するのに必要な時間をtとすると、次の通りである：
1）タンク内の気相の物質量 n = V × (273/T1) × (1/22.4) kmol
2）流入・流出流体のモル流量 m入力 = m排出 = Q × (273/T1) × (1/22.4) kmol/min
3）置換時間は ln = -(m/n)×t で求められ、置換時間tが算出される。【ここでは微分の原理を利用し、ある置換瞬間を微小要素としている。】この計算は、典型的な非定常物質収支に属します。上記の式を利用して、想定する置換時間や求められる置換度を与えることで、逆算して窒素ガスの最小必要流量Qを求めることができます。お役に立てば幸いです。
1）タンク内の気相の物質量 n = V × (273/T1) × (1/22.4) kmol
2）流入・流出流体のモル流量 m入力 = m排出 = Q × (273/T1) × (1/22.4) kmol/min
3）置換時間は ln = -(m/n)×t で求められ、置換時間tが算出される。【ここでは微分の原理を利用し、ある置換瞬間を微小要素としている。】この計算は、典型的な非定常物質収支に属します。上記の式を利用して、想定する置換時間や求められる置換度を与えることで、逆算して窒素ガスの最小必要流量Qを求めることができます。お役に立てば幸いです。
このように見ると、あなたの置換方法は昇圧降圧か、連続置換か、それとも真空引きかですね。。。
それにはそんなに複雑な計算が必要だ。充排圧方式によって置換する。例えば、容器の容量が30立方メートルで、2キログラムの圧力になるように媒体を充填した場合、希釈されて損失する窒素の量は3倍になり、60立方メートルとなります。安全基準の濃度になるまで、このように繰り返す。