液氧贮槽置换问题

Sunqh

某2000M3液氧贮槽，平时生产进料和装车销售出料，维持液面80%左右，初始液氧纯度99.70%，近似认为液氧中杂质全部是氩，液氧贮槽内气相中氩含量是液相中的1.5倍，液氧产量1500Nm3/h，液氧产品纯度99.88%，饱和液氧进料，液氧贮槽蒸发损失100Nm3/h。试估计液氧贮槽内液氧纯度升高至99.80%所需时间。

Sunqh

/ ]+ t7 X1 M! k, @% r
3 P: L" v5 X: L1 L这是我们实际遇到的问题，上个月有一次误操作，液氧贮槽内液氧纯度由99.89%降至99.72%了，虽然不影响液氧销售，但供气合同中明确规定了氧气纯度必须>=99.80%，作为后备液氧的纯度当然也要求在99.80%以上。先估计一个时间，如果实际升高较慢，要查找原因。

Sunqh

看来对这类问题有兴趣的不多。

液氧贮槽内液氧量=2000*80%*800=1280000Nm3
进入贮槽的氩组分流量=1500*0.0012=1.8Nm3/h
% e+ G4 \1 q3 K- t) Q- m当贮槽内液氧中氩含量x时，排出氩组分流量=1400x+100*1.5x=1550x(Nm3/h)
) J' I' E6 a2 z& O% h5 v% p0 U所以贮槽内氩组分净变化量=1.8-1550x
2 ^# T9 V& ^% |# N+ ^  y/ P. M贮槽内氩组分含量变化率dx/dt=(1.8-1550x)/1280000
' ]% K% N6 H) B3 B' Y" B2 H即dt=1280000dx/(1.8-1550x)
3 n5 q( N+ h' V4 W/ z' ^+ kT=[-1280000/1550*ln(abs(-1550/1280000x+1.8/1280000))]，上标0.002，下标0.003
5 f% g+ \' k4 D! T* e% Y$ j+ ~所以T=648.22h=27.01day
- j( Z) o2 H+ B/ A1 @
液氧产品的产量和纯度、贮槽液位、汽化量、液氧中是否含氮等，都会影响置换时间。