畢節(jié)市從上世紀 80 年代初開始引進牛冷凍精液配種改良地方牛品種以來,所需液氮由畢節(jié)市液
氮站生產供應。筆者在 20 多年的液氮安全生產工作中,始終以液氮安全生產為首要任務,以液氮安全使用為**終目標,通過不斷探索,總結了 1 套液氮安全生產與安全使用配套技術,現(xiàn)介紹如下,供參考。
1 液氮安全生
1. 1 液氮機的維護和保養(yǎng)
1. 1. 1 保養(yǎng)液氮機時的注意事項: ( 1) 拆開液氮機
前,須進行徹底加溫,排盡氫氣,關閉總電門,關閉水路。( 2) 揩抹零件只能用布,不能用回絲。( 3) 清洗零件時,不可使用帶有腐蝕或沉淀的溶劑,清洗蓄冷器只能用石油醚,不能用四氯化碳。( 4 ) 零件及
“O”型圈涂油時,只宜使用制冷機的潤滑油( 30# 透
平油) ,與氫氣有接觸的“O”型圈僅可涂以 1# 真空脂。( 5) 如密封圈損壞應丟掉,以免與好的相混。 ( 6) 切勿把鐵心密封圈擰得過緊,以免橡皮擠出鋼圈。( 7) 在檢修時要防止灰塵通過孔道進入機器。 ( 8) 為了更好地做好維護保養(yǎng)工作,應記錄必要的
數(shù)據及使用時間。
1. 1. 2 液氮機運轉 500 小時后的保養(yǎng)項目: ( 1) 檢查水、油、氣自動控制裝置。( 2) 清洗汽油分離器,平衡管,調換脫脂棉花( 由于在長期運轉中,一些潤滑油會不可避免地積聚在汽油離過濾器和平衡管內) 。( 3) 吹除壓力表,如壓力表無壓力時,指針不到零位,則可旋松壓力表的緩沖裝置,便可消除殘余壓力。( 4) 檢查氫氣干燥器,如硅膠變色,則應進行活化處理。( 5) 更換潤滑油,第 2 次可延長時
間更換。
1. 1. 3 液氮機運轉 1 000 小時后的保養(yǎng)項目: ( 1) 清洗蓄冷器用石油醚清洗,放在洗具內進行,在清洗前要稱出重量,精確度不小于 0. 1 g。清洗時先放在洗具中浸泡半小時,然后用不大于 50 ℃ 的空氣進行反復清洗,直**干凈為止,然后再稱重量。用熱鼓風機吹洗時應在室外進行。( 2) 清洗水冷卻器: 長期運轉后,水冷卻器的 216 根德銀管內壁會出現(xiàn)油脂,外壁可能積聚水垢,會使產量降低。內壁用四氯化碳或汽油清洗,外壁用 10% 稀鹽酸從水管接頭處通入冷卻水室,數(shù)分鐘后即可清除水垢,再用溫水沖洗,清除殘酸,干燥后即可使用。( 3 ) 清洗水過濾器,過濾網太臟時,更換過濾網。( 4) 清洗潤滑油過濾器,調換潤滑油。
1. 1. 4 液氮機運轉 5 000 小時后的保養(yǎng)項目: 液
氮機運轉 5 000 小時后,必須更換電動機軸承的潤
滑脂。
1. 2 液氮機的安全運行 自建站起,我站一直使用杭州制氧機廠生產的 KLN - 20Y 型液氮機生產液氮,該液氮機安全運行由電力系統(tǒng)、水路系統(tǒng)、油路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng) 4 個系統(tǒng)保證安全運行。
1. 2. 1 電力系統(tǒng)要求外部電網送到生產車間配電操作柜的三相電壓必須達到 380 V 以上,才能啟動電動機。
1. 2. 2 液氮機用水要求硬度小,雜質少,無腐蝕??偟乃恳筮_到 8 m3 / 小時以上,進機水壓必須達到 0 . 17 MP,水壓低于 0 . 17 MP 時禁止啟動液氮機。
1. 2. 3 齒輪油泵使油壓達到 0. 15 MP 以上時,油壓微動開關閉合,電動機從“Y”形接法切換到“三角形”接法后,電動機正常運行。油壓低于 0. 15 MP時電動機不能啟動。
1. 2. 4 液氮機所用工作介質是氫氣或氦氣,由于氦氣難以生產,在市場上少而昂貴,所以選擇用氫氣作液氮機的介質,要求氫氣純度在 99. 9% 以上。
1. 2. 5 液氮機在充填氫氣前必須抽真空,沒有抽真空設備時可采用多次充填氫氣置換的方法,保證液氮機內的氫氣純度達到要求。
1. 2. 6 氫氣是易燃品,在空氣中達到一定濃度后會遇火燃燒發(fā)生爆炸。因此,切勿用火來探查液氮機是否漏氣,室內照明應有防爆裝置。氫氣瓶不可受熱,不可日曬。
1. 2. 7 存放氫氣瓶的房間必須通風良好,氫氣瓶要用架子來固定。搬運氫氣瓶時操作要非常小心,不可跌倒,氫氣瓶要常裝著 1 個減壓閥,以保證安全。
2 液氮的安全使用技
液氮應用于畜牧品種改良工作中,是精液及胚胎的主要冷凍貯存媒介。液氮生產出來后,在操作中用液氮罐來貯存,液氮的安全使用通過安全使用液氮罐來實現(xiàn)。
2. 1 液氮的性質 液態(tài)氮為清潔如水,無色、無嗅、無毒的液體,沸點 76. 85 K ( - 196. 3 ℃ ) ,熔點63. 29 K,三相點 63. 15 K,含有氧的液氮( 液空) 呈淺藍色。固態(tài)氮為無色透明的結晶。液氮具有超低溫性、無毒性、弱滲透性 3 個有用特性和具有膨脹性和窒息性 2 個有害特性。
2. 1. 1 超低溫性: 液氮的超低溫特性能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期保存,所以液氮廣泛應用于醫(yī)學及生物工程領域。
2. 1. 2 無毒性: 液氮是無色、無嗅、無毒的液體。在使用揭開容器蓋子或向容器灌入液氮或取出液氮時,往往噴出透明氣體,容器內部會出現(xiàn)乳白色霧狀,這不是液氮固有的顏色,而是空氣中水分受到冷形成顆粒霧狀現(xiàn)象。
2 . 1. 3 弱滲透性: 液氮的滲透性極其微弱,利用這個特性保存生物細胞,不會對細胞造成損害。
2 . 1. 4 膨脹性: 液氮是由空氣壓縮冷卻制成的,氣化會恢復為氮氣。因此,不能用其他塞子代替專用液氮罐頸塞,更不能用密封的塞子,以免液氮持續(xù)蒸發(fā)氣化形成高壓,導致液氮罐損壞,甚**造成爆炸事故。
2 . 1. 5 窒息性: 液氮在室內氣化成氮氣,氧氣的濃度就會減少,造成室內空氣含氧濃度過低,當室內空氣中的含氧量降到低于 13% 時,人就會感到倦怠無力,意識逐漸迷糊,甚**造成操作者窒息死亡。
2 . 2
液氮罐的結構特點
2 . 2. 1 液氮罐是類似于家用保溫瓶的容器,由內膽、外膽、連接內外膽的頸管、提筒、頸塞組成。內、外膽是由高強度鋁合金制成,堅固耐用。
2 . 2. 2 內膽和外膽之間是高真空,真空腔裝有多層絕熱材料,因此有良好的冷藏性能。
2 . 2. 3 頸塞是由絕熱性能良好的塑料制成,具有減少液氮蒸發(fā)和固定提筒的雙重作用。
2 . 2. 4 頸管是用環(huán)氧玻璃鋼制成,具有極低的熱導率,可以把從頸管進入的外部熱量控制在**低限度。
2 . 2. 5 在真空部位裝有氣體吸附劑,能吸附真空中金屬或其他物質揮發(fā)出的氣體,從而長期保持高真空。
2 . 2. 6 提筒置于液氮中,用來存放冷凍物品,其上部被頸塞的小槽和刻數(shù)盤的缺口所固定,保證了運輸中穩(wěn)定可靠。
2 . 3
液氮罐的分類
2 . 3. 1 按用途分: 液氮罐一般分為貯存罐、運輸罐2 種。貯存罐主要用于室內液氮的靜置貯存; 運輸罐為了滿足運輸?shù)臈l件,做了專門的防震設計,除可用于靜置貯存外,還可在充裝液氮的狀態(tài)下運輸使用,但也應避免劇烈的碰撞和震動。
2 . 3. 2 按容積分: 液氮罐分為小型罐、中型罐、大型罐。小型罐有 3、10 L,優(yōu)點是便于單人攜帶,使用方便; 缺點是盛裝液氮量少,保存生物細胞時間短。中型罐有 30、50 L,適用于保存時間長,使用面廣多個點保存生物細胞。大型罐有 300、450、600 L等,主要用于生產單位儲存液氮。
2. 4 液氮罐的安全使用
2. 4. 1 使用前的檢查: 液氮罐是用于盛裝液氮的專用容器 不允許充裝液態(tài)空氣和液氧 以免它們與容器內某些物質作用產生猛烈的燃燒。液氮罐在充填液氮之前 首先要檢查外殼有無凹陷 真空排氣口是否完好。若被碰壞,真空度會降低,嚴重時會進氣無法保溫 這時罐的上部會結霜 液氮損耗加大 失去繼續(xù)使用的價值。其次要檢查罐的內部是否清潔干燥,若有異物,必須取出,以防內膽被腐蝕。
2. 4. 2 液氮的灌裝: 對于新罐或處于干燥狀態(tài)的罐一定要用少量液氮進行預冷并緩慢填充 以防降溫太快損壞內膽。充裝液氮時不要將液氮倒在真空排氣口上,以免造成真空度下降。液氮罐塞是用絕熱材料制造的 既能防止液氮蒸發(fā) 又能起到固定提筒的作用,所以開關時要盡量減少磨損延長其使用壽命。
2. 4. 3 使用中的檢查: 檢查可以用眼觀測,也可用手觸摸外殼,若發(fā)現(xiàn)外表掛霜,應停止使用。特別是 頸管內壁附霜結冰時不宜用小刀去刮,以防管內壁受到破壞,造成真空度下降。應將液氮取出,讓其自然融化。取凍精時,提筒只允許提**液氮罐頸口水平線下 嚴禁提出罐口 而且停留時間不能超過10 秒鐘,需要繼續(xù)操作時,應將提筒浸入液氮后再提起操作。要盡量縮短罐口打開時間,減少液氮揮發(fā)消耗。檢查液氮貯存量時,可使用稱重法或手電筒照射法,亦可用實心塑料小棒或實心小木棒插入液氮罐底部,過 5 ~ 10 秒后取出,結霜的長度即是液面高度。千萬不要用空心棒或塑料管,以防液氮從管內沖出,飛濺傷人。要注意液氮面高度,**不能干罐,干罐后罐內保存的東西即報廢,液面高度剩1 /3 時應補充液氮。
2. 4. 4
液氮罐在運輸時必須使用運輸罐,貯存罐不能作為運輸罐使用。運輸前應將各個提筒準確地固定在容器口的槽內,蓋好頸塞。液氮罐在運輸過程中必須裝在木架內,墊好軟墊并固定好。罐與罐之間要用填充物隔開,嚴防過度沖擊和碰撞,由于罐體處于高真空狀態(tài),外膽將承受周圍大氣壓差的作用,外膽在過度沖擊和碰撞下會產生凹陷。裝卸車時也要嚴防液氮罐碰擊,搬運時要 2 人平抬或用小車搬運,不能在地上隨意拖拉液氮罐。
2. 4. 5 根據液氮的超低溫特性( - 196 ℃ ) ,液氮濺到皮膚上會引起類似燒傷一樣的傷害,因此在灌充液氮和取出液氮時應戴皮手套,不能赤腳或穿拖鞋,以免液氮飛濺傷人。
2. 4. 6 提筒的正確提取方法: 用手握住 1 個提筒的提勾,垂直向上提起 40 ~ 80 mm,然后將提勾旋轉 180°,再垂直向上將整個提筒從液氮罐中提取出來。重復前述方法,便可將液氮罐中的所有筒提取出來。
2. 5
液氮罐的保管
2. 5. 1 液氮罐的放置: 液氮罐要存放在通風良好的陰涼處,不能在太陽光下直曬,且無論在使用或存放時,液氮罐均不能傾斜、橫放、倒置、堆壓、相互撞擊或與其他物件碰撞,要做到輕拿輕放,并始終保持直立。嚴禁在液氮罐蓋上放置物體和密封頸口。
2. 5. 2 液氮罐的洗滌與干燥: 罐外保持衛(wèi)生,罐內注意無菌。許多病菌在液氮低溫下不會死亡,液氮罐內也可能傳播病菌,因此不要用不衛(wèi)生的器具接觸液氮,不要將不衛(wèi)生的繩袋放入罐內。每年應將液氮罐清洗 1 ~ 2 次,液氮罐停用時,應將罐內的顆粒等清理干凈,否則罐內會生霉菌。清洗時要將液氮罐用清水沖洗干凈,將水排凈,用鼓風機吹干,常溫下放置待用。
2. 5. 3 液氮罐洗滌的方法: 首先把液氮罐內的提筒取出,液氮移出,放置 2 ~ 3 天,待罐內溫度上升到 0 ℃ 左右時,再倒入 40 ~ 50 ℃ 的溫水,用布擦洗。若發(fā)現(xiàn)個別融化物質粘在內膽上,一定要細心洗刷干凈。然后再用清水沖洗數(shù)次,倒置液氮罐,放在室內安全不宜翻倒處自然風干。如采用熱風吹干時溫度應限制在 40 ~ 50 ℃ ,應避免60 ℃ 以上的熱風。注意在整個刷洗過程中動作要輕慢,選用中性洗滌劑。