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1 前言

分子篩純化系統(tǒng), 是空分設(shè)備用來凈 化空氣, 保障安全運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。了解 其性能工作原理, 熟悉各種影響其正常運(yùn) 行的因素, 對(duì)空分設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行管理有 著重要價(jià)值。

2 工藝簡介和重要作用

2.1.1 工藝簡介

在空分設(shè)備中, 分子篩純化系統(tǒng)設(shè)置 在空氣預(yù)冷系統(tǒng)之后, 清除空氣中的水、 二氧化碳、乙炔等雜質(zhì)。由分子篩吸附器、 再生加熱設(shè)備以及閥門、管線、儀電控制 系統(tǒng)組成。 凈化空氣中的吸附雜質(zhì), 是靠分子篩 吸附器來完成。吸附器內(nèi)裝填有分子篩、 等吸附劑(活性氧化鋁主要用來吸附水分, 分子篩主要用來吸附二氧化碳、乙炔等烴 類雜質(zhì)) 。

分子篩純化系統(tǒng)一般采用兩臺(tái) 吸附器切換使用,一臺(tái)吸附飽和后,另一臺(tái) 再生好的投入運(yùn)行。 吸附飽和后的吸附劑就失去了繼續(xù)吸 附的能力, 只有再生后才能使用。再生是 吸附的逆過程——由于吸附劑吸飽被吸組 分后,就失去了吸附能力,必須采取一定的 措施,將被吸組分從吸附劑表面趕走,恢復(fù) 吸附劑的吸附能力, 這就是再生。再生過 程分四步: 降壓、加溫、吹冷、升壓。

2.1.2 吸附劑特性

現(xiàn)代化大型空分設(shè)備, 分子篩吸附器 常用分子篩和活性氧化鋁組成雙層床。主 要介紹這兩種吸附劑的特性。

分子篩: 1 )有很強(qiáng)的吸附能力,選擇性 吸附性能;2)干燥度極高,對(duì)高溫高速氣流 都有良好的干燥能力。水蒸氣含量越低, 即相對(duì)濕度越小, 吸附能力越顯著。但相 對(duì)濕度較大時(shí),吸附容量較小;3)穩(wěn)定性好,在200℃以下仍能保持正常的吸附容量。 使用壽命也比較長; 4 )對(duì)水分的吸附力特 強(qiáng), 其次是乙炔和二氧化碳。

活性氧化鋁: 1 ) 抗壓強(qiáng)度高、磨耗率 低、不粉化和不爆裂;2)抗冷、熱的突變性 很強(qiáng);3)較好的吸水性,價(jià)格便宜,阻力低。 一般布置在下層用來對(duì)進(jìn)入吸附器的空氣 進(jìn)行初步干燥。

2.2 重要作用

空氣,是空分生產(chǎn)的原料,含有少量的 水、二氧化碳、乙炔和其他碳?xì)浠衔锏?氣體, 以及灰塵等固體雜質(zhì)。這些雜質(zhì)雖 然在每m3 的空氣中含量不大,但是由于大 型空分設(shè)備每小時(shí)的加工空氣量都在幾萬 甚至十幾萬m3,因此,每小時(shí)帶入空分設(shè)備 的總量還是很可觀的。這些雜質(zhì)對(duì)空分裝 置的安全運(yùn)行危害極大,隨著空氣的冷卻, 被凍結(jié)下來的水分和二氧化碳沉積在低溫 換熱器、透平膨脹機(jī)或精餾塔內(nèi), 會(huì)堵塞 通道、管線和閥門; 乙炔集聚在液氧中有 引發(fā)爆炸的危險(xiǎn)。清除凈化這些雜質(zhì), 保 證空分設(shè)備的長期安全的運(yùn)行, 就是分子 篩純化系統(tǒng)的重要作用。

3 分子篩純化系統(tǒng)常見問題及對(duì)應(yīng)措施

1)進(jìn)氣溫度過高:加工空氣經(jīng)空氣預(yù)冷 系統(tǒng)降溫后進(jìn)入分子篩, 氣溫越高越不利 于分子篩的吸附, 必須保證空氣預(yù)冷系統(tǒng) 的正常有效工作( 可適當(dāng)加大氮?dú)夂臀鄣?送水冷塔氣量,加強(qiáng)冷卻效果)一般控制空 氣出空冷系統(tǒng)溫度不高于15℃。

2)分子篩床層受氣流沖擊:維持分子篩 床層的均勻, 保持分子篩系統(tǒng)的壓差穩(wěn)定 (小于10kPa),同空壓崗位人員密切配合,防 止空氣量的劇烈波動(dòng)。

3)加溫吹冷氣量不足:此問題多為分子 篩系統(tǒng)的閥門切換時(shí)故障所引起, 操作中 對(duì)各閥門嚴(yán)密監(jiān)控,及時(shí)調(diào)整加大氣量,嚴(yán)重時(shí)可暫停分子篩系統(tǒng)的運(yùn)行過程, 延長 再生時(shí)間。

4)電加熱器故障:屬設(shè)備問題,協(xié)同維 修人員檢查維護(hù)。平時(shí)必須注意保證有一 臺(tái)完好的備用電加熱器。

5)分子篩帶水:這是十分嚴(yán)重的問題, 一旦帶水會(huì)直接導(dǎo)致整套設(shè)備的停運(yùn), 嚴(yán) 重影響生產(chǎn)。在空冷塔內(nèi)進(jìn)行的是空氣與 水的交換,保持空冷塔內(nèi)的壓力穩(wěn)定,防止 其劇烈變化造成帶水事故( 在停、開車時(shí) 易發(fā)生);水冷塔的液位也要嚴(yán)防其過高,可 設(shè)置溢流管防止水位過高, 經(jīng)污氮再生管 路造成帶水。

6)再生效果差:實(shí)際生產(chǎn)中,主要以分 子篩吹冷時(shí)的最高峰值作為判斷標(biāo)準(zhǔn)。保 證其每個(gè)再生周期都不低于90℃,峰值并 不需要過高,那只能造成再生氣體的浪費(fèi)。

7)吸附效果差:從分子篩的特性可知, 其對(duì)二氧化碳的吸附效果最低, 只要其合 格,就說明其他雜質(zhì)的吸附效果也有保證。 通過“空氣進(jìn)冷箱CO2 含量”這個(gè)參數(shù),來 監(jiān)督吸附效果(一般小于1.5PPm),發(fā)現(xiàn)其 異常時(shí),首先對(duì)數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性進(jìn)行確認(rèn),確 實(shí)是含量過高,找到原因處理,必要時(shí)匯報(bào) 主管領(lǐng)導(dǎo), 停車處理。

4 結(jié)語

綜上分析可以知道, 分子篩純化系統(tǒng) 是空分設(shè)備安全生產(chǎn)的基礎(chǔ), 必須保證正 ?？煽康倪\(yùn)行。