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空分设备中纯化系统出口空气中二氧化碳超标解决方法

发布时间:2018-7-26 来源:亿洋活性氧化铝厂家

活性氧化铝干燥剂为大家分享空分设备中纯化系统出口空气中二氧化碳超标解决方法

    空气分离处理要生产出合格的氧气、氮气和氩气等,需要对空气进行处理,原料气中除了尘埃,还有二氧化碳和碳氢化合物和预冷后空气中的饱和水分,需要通过纯化系统来净化去除,全低压流程空分设备中发生爆炸事故多是在主冷内,因此需要对空气中的二氧化碳含量加以控制。
 
    空分设备中纯化系统出口空气中二氧化碳含量超标现象、原因分析及解决方法详情如下:
 
    1、某气体厂35000m3/h空分设备采用立式径向流分子筛吸附器净化空气,自2008年投产后,在分子筛纯化系统切换末期一直有出口空气中二氧化碳含量峰值出现,大约维持10~30分钟。
    原因分析:从工艺过程上,通过采取缩短分子筛吸附器的吸附时间、加大再生气量、提高再生温度等措施,但都不能消除吸附末期出口空气中二氧化碳含量超标现象。 
    其次,分子筛吸附器结构上部有一段吸附死区,大约有1m的高度,装填量约占整个分子筛吸附器的8%。当分子筛吸附器在吸附阶段,会有少量的空气通过格栅间缝隙直接进入到这个区域,通过吸附剂后再进入中心筒。这部分吸附剂如果再生不彻底,当吸附剂饱和时,就会析出水分和二氧化碳,直接影响部出口空气的二氧化碳含量。
 
    处理措施:为确保吸附剂的吸附性能,需要在再生阶段对其进行完全解吸,恢复其吸附性能。利用空分系统检修机会,改造了分子筛吸附器部的辅助再生管道,即分别在内、外两层吸附剂装填口下方,设置了一个环形的集气管,然后引出、汇集,并加装了一个控制阀。切换周期和处理气量在达到设计工况下,吸附末期分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量达标,保证了空分设备长周期、安全运行。
 
    2、某气体公司60000m3/h空分设备自2005年投产以来,运行稳定。2013年12月分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量开始出现不同程度的超标现象,并因主换热器通道冻结阻力升高,氧气产量下降至40000m3/h,且主冷液氧中二氧化碳含量高于150×10-6,使运行的经济性和安全性受到很大影响,导致空分设备被迫停车,低温系统大加温,对分子筛实施特殊再生。
 
   原因分析:从空压机进口空气中二氧化碳含量是否超标、分子筛吸附器进口空气中水含量是否正常、分子筛纯化系统各程控阀是否泄漏、分子筛再生气露点是否合格等方面一一排查,判断为蒸汽加热器泄漏,使蒸汽加热器出口污氮气中水含量升高,从而导致分子筛在再生阶段被水含量高的污氮气污染,分子筛吸附能力下降。
 
    处理措施:对蒸汽加热器进行了改造和处理:切断蒸汽加热器的水路预热,将蒸汽冷凝水经导淋阀排放,打开电加热器提高蒸汽温度;分子筛特殊再生等。
 
    3、某气体公司kdon-45000/30000型空分设备2008年11月开始试运行,2013年7月以来,分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量分析仪的测量数据多次出现异常波动,有时达到报警值,甚至联锁停车值。
 
    原因分析:分子筛再生气蒸汽加热器存在漏点,使再生气中的水含量增大,导致分子筛再生不彻底,这是该空分设备分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量超标的最主要的原因;分子筛纯化系统阀门泄漏。
 
    处理措施:检查并确认分子筛纯化系统相关工艺参数、在线分析仪指示是否正常;进一步开大蒸汽加热器底部污氮测排放阀开度,防止泄漏水分积聚;保持冷冻机高负荷运行,提高水冷塔反吹气量,降低空气进分子筛吸附器的温度;提高主冷液氧中二氧化碳含量的分析频次由每个季度到每个月;对分子筛进行高温活化再生、强化分子筛再生等。
 
    4、某公司2套22500m3/h空分设备采用立式径向流分子筛吸附器净化空气,2008年9月投产。2013年3月,a套22500m3/h空分设备1#分子筛吸附器工作过程中,出口空气中二氧化碳含量由0.12×1010-6升高至0.6×1010-6。但当切换至2#分子筛吸附器工作后,二氧化碳含量迅速回落至正常值范围。
 
    原因分析:根据空压机系统、空气预冷系统、分子筛纯化系统的各运行参数及设备整体运行工况分析,并排除仪表系统二氧化碳含量分析仪故障的前提下,初步判断主要原因为:分子筛吸附器部料面严重下降,造成气流短路,空气未进行吸附处理;13x分子筛及活性氧化铝干燥剂经过长期运行严重老化磨损,吸附能力下降;分子筛吸附器内部筒体部件有裂缝,导致气流短路。
 
    处理措施:在空分设备不停产的情况下对运行参数做了如下调整:将分子筛再生污氮气量由31800m3/h增加至35000m3/h,保证分子筛和活性氧化铝干燥剂再生彻底;缩短分子筛纯化系统运行周期,调整各步骤运行时间;控制分子筛吸附器入口空气量,即调整空压机运转负荷,将加工空气量由10.6万m3/h减少至9.8万m3/h;将空气预冷系统空冷塔的出口空气温度由15℃调整至10℃。经过以上调整,出口空气中二氧化碳含量仍然开始上升,判定为设备本体故障导致的可能性最大,在冶金系统月修期间,对分子筛吸附器滤网筒底板进行了检修处理。
 
    5、某公司20000m3/h空分设备自2005年投入平稳运行近8年,分子筛吸附剂吸附能力有所下降。2013年3月更换了13x分子筛和活性氧化铝干燥剂。空分设备重新启动后,分子筛纯化系统出口空气中二氧化碳含量出现异常现象。
 
    原因分析:检查并控制空冷塔的运行参数;检查分子筛吸附器结构和控制其运行参数;调整空压机负荷;检查空气质量及其他因素。初步认定吸附剂存在吸附能力不足,无法满足正常工艺条件下对杂质的吸附效果,是导致分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量超标的主要因素。
 
    处理措施:打开吸附器查看吸附剂材料状态,如需更换就要装填更换新的活性氧化铝干燥剂、13x条状分子筛等。
 
    6、某公司kdon-58000/30000型空分设备的分子筛吸附器出口空气中二氧化碳含量检测仪显示值多次出现波动,大大超过正常指标。10组低压板翅式换热器中的4组出现了严重偏流且难以调整,空分设备不得不降负荷维持生产,直到停车处理。 
 
    原因分析:对空分设备空压机入口自洁式过滤器出空气中有害物质及二氧化碳含量进行不定时检测,基本排除原料空气中二氧化碳超标的因素;通过手动分析不同阶段的污氮气露点,并和其他同规模空分设备的再生污氮气进行比较,确定为蒸汽加热器内漏、在线检测仪故障。      
 
    处理措施:污氮气蒸汽加热器查漏处理、分子筛性能检测等;并采取有效的预防措施:定期维护设备,利用停车机会对相关设备进行压力试验和无损检测,发现隐患及时处理;加强工艺管理,定期对在线检测仪表进行标定,定期对产品进行手动分析,以及时发现异常并处理。
 
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