液氮是超低溫物質(zhì)，溫度可達(dá)－196℃，它是一種 無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味的液體，主要來(lái)自于空氣中的氮?dú)猓?經(jīng)分離后壓縮呈液態(tài)而成。正是由于它的超低溫性，來(lái)源廣泛性以及化學(xué)惰性，在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化學(xué)化工、食品、航天、軍事等各種行業(yè)和領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用，在 我們大型儀器測(cè)試中也應(yīng)用頻繁。然而，由于液氮屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，操作不當(dāng)也會(huì)引起液氮容器的爆炸而造成一定損失，因此，在運(yùn)輸和使用中仍需十分謹(jǐn)慎。
1 液氮容器的選用
實(shí)驗(yàn)室常用的液氮容器有鋼瓶，液氮儲(chǔ)罐和杜瓦瓶等。鋼瓶一般是由無(wú)縫碳素鋼和合金鋼制成，適用于裝介質(zhì)壓力在150 大氣壓以下的氣體。通常所說(shuō)的液氮儲(chǔ)罐是指常溫常壓的液氮生物容器，多用鋁或不銹鋼制成。 焊接絕熱氣瓶俗稱杜瓦瓶，是杜瓦先生發(fā)明的一種多層 真空絕熱的可移動(dòng)式低溫液體容器，是指高壓或者中壓，自增壓等有壓力的液體容器，是低溫液體的主要存儲(chǔ)裝置，廣泛應(yīng)用于液化氣體生產(chǎn)、存儲(chǔ)、運(yùn)輸、使用等領(lǐng)域。一般說(shuō)來(lái)，液氮罐也是一種多層絕熱的容器， 它既可以儲(chǔ)存液氮也可以存放樣品，而杜瓦瓶是不能存 放樣品的，只能存放液氮、液氬、液氧和二氧化碳等非 易燃易爆和有毒低溫氣。在實(shí)際使用中也應(yīng)根據(jù)需要選 擇杜瓦瓶的類(lèi)型。
相對(duì)而言，杜瓦瓶有很多優(yōu)點(diǎn): 儲(chǔ)存容量大、壓力低，安全性好，并且操作簡(jiǎn)單可靠; 瓶體清潔，供應(yīng)氣體純度高; 氣體利用率高，保持時(shí)間長(zhǎng)，較鋼瓶氣體浪 費(fèi)少; 自身具有自動(dòng)增壓控制、內(nèi)置汽化器，集成度 高; 不需要任何動(dòng)能，不受停電、停水等因素影響。
2 杜瓦瓶的安全存儲(chǔ)和運(yùn)輸
2． 1 妥善保管 使用液氮之前，要戴好專用的防護(hù)設(shè)施以盡量減少凍傷的機(jī)會(huì)。建議穿長(zhǎng)袖衣褲，佩戴易脫的保護(hù)手套以 及安全眼鏡或面部防護(hù)罩等。液氮容器在充裝和使用時(shí) 必須在空氣流動(dòng)良好地環(huán)境下進(jìn)行，并且存放在通風(fēng)良 好的陰涼處，不能在太陽(yáng)光下直曬。常溫常壓下，1 個(gè) 體積液氮約能蒸發(fā)為700 個(gè)體積的氣體氮［1］，如果氮?dú)?過(guò)多也會(huì)因隔絕了氧氣而導(dǎo)致操作者窒息。無(wú)論在使用 或存放時(shí)，必須保證瓶體直立，避免傾斜和翻倒，要做 到輕拿輕放，搬運(yùn)時(shí)避免撞擊損壞。同時(shí)為有效地減少 液氮的損耗，最好放在高出地面25cm 左右的牢固支架上。 支架可采用角鐵焊接框架，并鋪上導(dǎo)熱性能差的材料。
2． 2 杜瓦瓶的安全充裝 對(duì)于新罐或處于干燥狀態(tài)的罐一定要用少量液氮進(jìn) 行預(yù)冷并緩慢填充，以防降溫太快損壞內(nèi)膽。充填液氮 時(shí)不要將液氮倒在真空排氣口上，以免造成真空度下降。杜瓦瓶汽化能力可持續(xù)維持在每小時(shí)9．2 立方米左 右，也可以在短時(shí)間內(nèi)提供2 至 3 倍的汽化速度，但若 長(zhǎng)時(shí)間高速汽化，會(huì)使供氣溫度下降及導(dǎo)致外膽結(jié)上厚 霜，甚至可能引起用氣設(shè)備的損壞。
壓差充裝法是最常用的充裝方法。是根據(jù)液體會(huì)從壓力高的容器流向壓力低的容器的原理進(jìn)行的。充裝 時(shí)，將充裝管道從儲(chǔ)液大罐連接到杜瓦瓶的液體閥，關(guān)閉增壓閥和用氣閥，再開(kāi)啟排氣閥以排出大氣。儲(chǔ)液大 罐內(nèi)壓力高，從而使液體能夠流向杜瓦瓶，排氣閥打開(kāi) 排出氣體能夠降低杜瓦瓶?jī)?nèi)壓力，從而加快液體流動(dòng)。但若壓差過(guò)高，損耗也隨之增加。應(yīng)將壓差限制在0． 1 ～0． 2Mpa 之內(nèi)為合適，這樣可以減少物料損失。當(dāng)氣體不用時(shí)應(yīng)關(guān)閉增壓閥，避免內(nèi)膽內(nèi)氣體壓力增加過(guò)快而損耗液氮。
2． 3 杜瓦瓶的安全運(yùn)輸 在任何情況下均不能擠壓、跌落或翻倒杜瓦瓶，以 免影響其絕熱性能。杜瓦瓶上的專用吊裝附件就是方便 用吊車(chē)進(jìn)行搬運(yùn)。在移動(dòng)杜瓦瓶時(shí)最好用手推車(chē)，吊車(chē) 或行車(chē)來(lái)搬運(yùn)，若配備底部裝有輪子的安全保護(hù)架則可 直接推行; 搬運(yùn)杜瓦瓶上貨車(chē)時(shí)，需配有完善的安全措 施，應(yīng)用升降機(jī)或吊車(chē)，用尼龍繩固定位置，帶子盡量 緊纏在低溫瓶的上部，切勿使用鏈條來(lái)固定，因?yàn)殒湕l會(huì)損壞低溫瓶表面，甚至損壞真空。不要碰撞杜瓦瓶上 的閥門(mén)管道系統(tǒng)的任何零部件及外殼安全裝置。在實(shí)際使用中，盡量選用儲(chǔ)運(yùn)兩用的液氮儲(chǔ)運(yùn)罐。
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