液氮的特性及儲(chǔ)存在液氮罐內(nèi)的日常操作

        液態(tài)的氮?dú)鈱儆谝环N惰性的氣體，無(wú)色無(wú)嗅，不可燃燒，溫度較低，但是在汽化時(shí)能夠大量吸熱接觸造成凍傷。隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，液氮冷凍治療是近代治療學(xué)領(lǐng)域中的新技術(shù)，它可以使正常的細(xì)胞在極度冷卻的狀態(tài)先發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的損害，從而殺死病區(qū)細(xì)胞;液氮還用于蔬菜水果的保鮮以及工業(yè)制氮肥等，液氮的廣泛用途和危險(xiǎn)性，決定了其儲(chǔ)備和使用安全的特殊性。本文主要對(duì)液氮儲(chǔ)備的安全管理和使用操作進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

 
1 液氮的概述

液態(tài)的氮?dú)?。是惰性的、無(wú)色、無(wú)嗅，無(wú)腐蝕性，不可燃，濕度極低。氮在大氣的含量占到了絕大部分(體積比78.03%，重量比75.5%)，氮是不活潑的，不支持燃燒;但是它不是維持生命的必要元素。汽化時(shí)大量吸熱接觸造成凍傷。

1.2 液氮的特性

液氮由于是又氮?dú)鈮嚎s冷卻下來(lái)，其理化性質(zhì)比較特殊，主要的特性如下：

(1)超低溫性：液氮的沸點(diǎn)是-195.8℃，這一超低溫特性能夠抑制精子和胚胎等生物體的代謝能力，使精液及胚胎得以長(zhǎng)期保存。同時(shí)液氮?dú)饣瘯r(shí)，每公斤液氮可以?shī)Z熱48大卡。

(2)液氮的滲透性很弱。但是當(dāng)皮膚接觸液氮時(shí)，卻還是會(huì)受到凍傷。

(3)膨脹性：氮?dú)獗旧聿恢率谷酥舷?，但在一定空間內(nèi)，如果氮?dú)膺^(guò)多而隔絕了氧氣，操作者也會(huì)引起窒息。劇測(cè)定，10公斤液氨在10立方米的室內(nèi)瞬間蒸發(fā)，可使空間氧氣突然降到13%，造成空間缺氧。在此條件下，能引起人窒息乃至死亡。

2 液氮的儲(chǔ)備安全管理

隨著科技的發(fā)展，人們利用液氮的特性，使其在工業(yè)、醫(yī)藥、食品、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。但是我國(guó)近幾年由于液氮的供應(yīng)不穩(wěn)定以及儲(chǔ)備管理的安全系數(shù)不高，給我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人的生命安全帶來(lái)阻礙作用。

鑒于液氮本身的特性和存在的安全問(wèn)題，對(duì)于液氮的儲(chǔ)備也要采用特殊的方式，目前較為“流行”的就是采用液氮罐進(jìn)行儲(chǔ)備。

2.1 液氮儲(chǔ)存罐的構(gòu)造和性能

2.2.1 儲(chǔ)存罐的構(gòu)造

儲(chǔ)存罐屬于低溫容器。通常采用的儲(chǔ)存罐的標(biāo)準(zhǔn)是35L，一下的鋁合金與玻璃鋼粘結(jié)結(jié)構(gòu)罐。儲(chǔ)存管是由本體和提筒兩部分組成的。本體包括了內(nèi)外殼體、真空嘴、定位環(huán)、蓋塞、手柄、多層絕熱層和吸附劑等組成，其中的多層絕熱層是應(yīng)用真空多層絕熱方式結(jié)構(gòu)制成的，能夠遏制輻射熱流以提高真空度，減少殘余氣體的熱傳導(dǎo)，是決定容器絕熱性能的關(guān)鍵所在。提筒是由筒體、圓片、筒蓋、鋼桿，絕熱細(xì)管、等組成。

2.2.2 儲(chǔ)存罐的性能

儲(chǔ)存罐是性能優(yōu)良的低溫容器，他的內(nèi)槽和外槽之間裝有特殊的絕熱材料，能夠有效的防止熱能從真空中侵入;儲(chǔ)存管的頂部蓋有絕熱材料制成的蓋塞，能有效的防止液氮的蒸發(fā);儲(chǔ)存罐內(nèi)使用低溫吸附劑和常溫吸附劑，能夠在填充液氮以后的-195.8℃的超低溫狀態(tài)下吸附氣體和水份，保證罐內(nèi)的真空度。

2.2.3 儲(chǔ)存罐的正確使用

首先檢查儲(chǔ)存罐，看罐的外表是否有凹陷情況，內(nèi)部是否有異物。開(kāi)始使用前，各用戶(hù)應(yīng)該檢查自己所使用的罐子是否清洗干凈。如果未清洗干凈，罐內(nèi)的雜質(zhì)和剩余的發(fā)霉變質(zhì)的殘余物質(zhì)或者是混入過(guò)多其他的氣體，會(huì)井底液氮的濃度，使液氮的能效變低。其次，在運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，要安全“保護(hù)外套”。較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)輸，做好有木箱子加以保護(hù)，以防止過(guò)多的沖擊和顛簸造成翻到。一般運(yùn)輸罐為了滿(mǎn)足運(yùn)輸?shù)臈l件，作了專(zhuān)門(mén)的防震設(shè)計(jì)。在但時(shí)間、短距離的使用液氮的情況下，還可以使用保溫瓶、保溫杯等，但是在用保溫瓶等物儲(chǔ)存時(shí)，需要在瓶塞邊緣上切開(kāi)一條牙簽樣大小的小溝，以利用氮?dú)獾呐懦觥Ｒ旱蘅诓荒苊芊?。液氮?chǔ)存在液氮中時(shí)，要注意將液氮罐口保留一定縫隙，否則由于液氮?dú)饣?，氣體無(wú)法及時(shí)排除，極易曹成爆炸事故發(fā)生。一般液氮罐的蓋塞都留有一定的縫隙，在使用時(shí)不可人為的將其堵塞。在使用前還要檢查儲(chǔ)槽內(nèi)壓力是否爭(zhēng)產(chǎn)，緩慢的打開(kāi)液閥，槽內(nèi)的壓力到所需壓力時(shí)，在打開(kāi)減壓閥前閥;在罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定以后，在打開(kāi)液閥，打開(kāi)蒸發(fā)器以后的供氣閥門(mén)，氣站就開(kāi)始工作了。

3 液氮使用的安全操作

3.1 液氮的存儲(chǔ)操作

首先檢查增壓入口閥(HCV-3)、液面計(jì)截止閥(HCV-8、HCV-10)、增壓截止閥(HCV-11)、節(jié)氣管路截止閥(HCV-14)應(yīng)打開(kāi)，其余閥門(mén)應(yīng)關(guān)閉，用于自動(dòng)補(bǔ)壓。其次，每小時(shí)巡檢一次液氮罐，檢查壓力表(PI-1)壓力，壓力控制在0.35-0.60MPa，并予以記錄。當(dāng)壓力超過(guò)0.60 MPa，打開(kāi)氣體排放閥(HCV-12)泄壓至0.45 MPa。最后每小時(shí)檢查液氮罐液位計(jì)，并予以記錄;當(dāng)液位低于100厘米水柱時(shí)，需聯(lián)系添加液氮。

3.2 液氮的正常使用操作

首先，當(dāng)?shù)玫綅徫皇褂靡旱耐ㄖ?，檢查供料管路泄壓閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，打開(kāi)產(chǎn)品使用閥1(HCV-13)、產(chǎn)品使用閥2。其次，液氮使用期間，密切關(guān)注壓力表壓力控制在0.35-0.60 MPa之間。最后，當(dāng)崗位停止使用后，首先關(guān)閉產(chǎn)品使用閥門(mén)1，打開(kāi)供料管路泄壓閥將供料管路中液氮排出泄壓，而后關(guān)閉產(chǎn)品使用閥2，關(guān)閉泄壓閥。

液氮的使用在近幾年得到了快速的發(fā)展，其主要的用途在于家畜繁殖育種的工作中用于存放冷凍精液或者胚胎等。此時(shí)的液氮罐應(yīng)該放置在陰涼、通風(fēng)、干燥的環(huán)境中，避免將其置于陽(yáng)光下暴曬;對(duì)儲(chǔ)存有冷凍精液或者胚胎并較長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行配種的液氮罐，應(yīng)該定時(shí)的檢查頁(yè)面高度和液氮罐外表面有無(wú)冷凝水和結(jié)霜現(xiàn)象;存放或者提取冷凍精時(shí)動(dòng)作要快、輕、穩(wěn)，。不能把整袋或者整筒冷凍精液細(xì)管提到液氮罐外以抽取所需凍精細(xì)管，而應(yīng)該將裝有多支冷凍精液細(xì)管的沙袋或者提筒，提至離罐口5厘米處抽取所需凍精細(xì)管。

3.3 操作過(guò)程中的注意事項(xiàng)

(1)一旦操作現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)大量氣霧，或液氮流體飛濺流動(dòng)，馬上撤離現(xiàn)場(chǎng)，到泄漏區(qū)域以外關(guān)閉上游閥門(mén)切斷泄漏源，注意做好安全防護(hù)。

(2)涉及液氮操作，需佩戴全面防護(hù)面罩防護(hù)面部及眼部，防寒防滲手套防護(hù)手部，工裝必須全面穿戴合適無(wú)裸露部位。

(3)開(kāi)關(guān)操作液氮閥門(mén)，必須站在可能泄漏點(diǎn)及泄漏方向的側(cè)面上風(fēng)向相對(duì)開(kāi)闊的位置。

(4)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。庫(kù)溫不宜超過(guò)50℃。

4 總結(jié)

液氮是一種無(wú)色無(wú)嗅的壓縮液體，沸點(diǎn)極低，密度和空氣相近，它可以令人窒息，凍傷人的皮膚。它的特殊性決定了其儲(chǔ)存和操作使用的復(fù)雜性，目前用于氮?dú)鈨?chǔ)存的主要有儲(chǔ)存罐、保溫瓶、保溫杯等，其安全使用前、使用過(guò)程中和使用后等都有嚴(yán)格的規(guī)定。所以我們?cè)谑褂玫倪^(guò)程中，除了要遵守這些規(guī)定之外，還要做好消防措施和泄露應(yīng)急處理等，如此才能確保液氮儲(chǔ)存和使用的安全性。