分子篩純化系統(tǒng)安全操作管理措施

低溫法分離空氣很重要的一個環(huán)節(jié)就是空氣中水分、co2等雜質(zhì)的凈除,由于分子篩吸附水分、co2等雜質(zhì)的流程啟動操作簡單容易控制,因此分子篩吸附凈化流程逐漸取代了各種切換凈化流程,目前正受到越來越廣泛的應(yīng)用。因此,分子篩純化系統(tǒng)的安全管理與維護是值得每個空分人關(guān)注的。

加工空氣中的水分和二氧化碳若進入空分設(shè)備的低溫區(qū)后,會形成冰和干冰,就會阻塞換熱器的通道和塔板上的小孔,因而配用分子篩吸附器來預先清除空氣中的水分和二氧化碳是現(xiàn)代空分設(shè)備的必備環(huán)節(jié)。對于現(xiàn)在常用的分子篩,如果增加空氣壓力,其吸附能力增加,若降低溫度,其吸附能力增加。因此,在吸附時,要使空氣壓力升到最高,溫度降到最低。解吸時,則要使壓力降到最低,溫度升到最高。由于空壓機的排氣壓力受本身的限制,故在吸附時空氣壓力不能過高,而是維持在設(shè)計壓力附近,故應(yīng)盡量降低空氣進口溫度來提高分子篩的吸附能力。為使空氣獲得較低的凈化前溫度,常用制冷機組和空氣冷卻塔對其進行降溫。一般進入分子篩吸附器的空氣溫度控制約為10℃。分子篩吸附器成對切換使用,一只工作時另一只在再生。下面是常用的分子篩純化系統(tǒng)的流程圖。

1.初次起動分子篩純化系統(tǒng)的步驟及注意事項

1.1 初次起動分子篩純化系統(tǒng)的步驟

(1)切換程序的運行(用手動)。

(2)檢查、調(diào)節(jié)、確定各控制閥門閥位正常。

(3)斷續(xù)開閉v1253檢查空氣中是否夾帶有游離水,若有水應(yīng)多吹除幾次,直到無游離水為止,以后定期吹除游離水。

(4)手動打開v1203(v1204),開v1253,緩慢打開v1231 (v1232)后,緩慢關(guān)閉v1253,亦可保持v1253微開。緩慢向分子篩吸附器充氣至壓力與預冷系統(tǒng)空冷塔出口空氣壓力平衡后,保持壓力穩(wěn)定。手動打開v1201(v1202),關(guān)v1231(v1232)。

(5)手動打開未工作的分子篩吸附器再生流路閥門v1205(v1206)、v1207(v1208)和v1221(v1222)、v1233(v1234)。

(6)微開空氣旁通污氮閥,嚴格控制其后壓力小于0.08mpa,慢慢加大閥的開度使再生流量指示大于工藝再生流量。

(7)導入再生氣后向電加熱器送電。

(8)接通切換程序,通過設(shè)定v1209的開度曲線調(diào)整均壓時間、通過v1225和v1226的開度調(diào)整泄壓時間。

(9)分子篩吸附器的起動(包括吸附和再生),至少正常運行一個周期后,才能向分餾塔送氣。

1.2 注意事項

(1)在向后面流路倒氣時,要緩慢,并及時關(guān)空壓機放空閥,保持壓力穩(wěn)定。

(2)一定要導入再生氣后才能向電加熱器送電。

1.3 純化系統(tǒng)的調(diào)整

(1)再生氣量的調(diào)整:

緩慢打開空氣旁通污氮閥,逐漸加大再生氣量,調(diào)整至設(shè)計流量值, 此時應(yīng)注意再生流量計由于是初次使用,不應(yīng)太教條地堅持以流量指示為準。應(yīng)參考電加熱器后的溫度指示。電加熱器試送電,注意觀察溫度上升情況,并調(diào)整氣量。

(2)轉(zhuǎn)入冷吹的界限

電加熱器的出口設(shè)定值為175°c,分子篩再生溫度最少160°c。一般地,保證分子篩出口溫度大于100°c,就可以轉(zhuǎn)入冷吹。在沒有中間意外中斷的前提下,加溫過程約需84分鐘,如果出口溫度達不到,可適當延長時間。175°c的溫度考慮了系統(tǒng)管件的高溫強度和耐高溫的性能。不應(yīng)任意提高。

(3)冷吹

加熱完成后,停止電加熱器的工作,冷吹開始進行。冷吹結(jié)束的標志為分子篩再生氣出口溫度與再生氣進口溫度<5°c,或末期持續(xù)10分鐘下降不到一度。

(4)充泄壓過程

充壓按預先設(shè)定的爬坡速度和保持時間,注意觀察,以便調(diào)整這些參數(shù)使切換過程在規(guī)定時間內(nèi)完成,并且對系統(tǒng)的沖擊盡可能小。泄壓速度按照預先設(shè)定的時間,通過調(diào)整v1225、v1226的開度,控制時間在9分鐘內(nèi)完成,太快太慢都不好。

2.正常運行中純化系統(tǒng)的管理

當空分裝置正常運行時,切換程序步入自動。此時操作人員應(yīng)該注意:

(1)分子篩吸附器在運行時,要定期監(jiān)視分子篩溫度曲線和出口二氧化碳的含量,以判斷吸附器的工作是否正常。

(2)要密切監(jiān)視吸附器的切換程序、切換壓差是否正常。如遇故障,要及時處理。

(3)要密切注意冷凍機的運行是否正常。如遇短期故障,造成空氣出口溫度升高時,應(yīng)及時縮短吸附器的切換周期,并及時排除故障。

(4)空壓機升壓時,應(yīng)緩慢進行,防止空氣氣速過大。向低溫系統(tǒng)充氣,或系統(tǒng)增加負荷(啟動膨脹機、開節(jié)流閥等)時,要緩慢進行,防止系統(tǒng)壓力波動。

(5)空分設(shè)備停車時,應(yīng)立即關(guān)閉吸附器后空氣總閥和純化系統(tǒng)各切換閥,以免再啟動時氣流速度過大而沖擊分子篩床層。

對分子篩吸附器的管理,一個重要的方面是對“切換裝置”管理。每星期需對純化器檢查一次,看再生和冷卻期間有否達到規(guī)定的溫度,切換時間是否符合規(guī)定,如有異常,應(yīng)進行調(diào)整。吸附器使用二年后,要測定分子篩顆粒破碎情況。必要時,要全部取出過篩,除去微粒,一定要仔細地吹刷過篩,以清除沉積在上面的微粒和粉末。要按規(guī)定加添或更換分子篩,不得選用未經(jīng)鑒定的分子篩,并且要確保吸附層達到規(guī)定厚度。

3.蒸汽加熱和電加熱再生的安全操作管理

蒸汽加熱器是用過熱水蒸汽作為熱源,因此在使用過程中易發(fā)生泄漏而污染加熱介質(zhì),所以在制造方面要求嚴格,設(shè)備的造價也比較高;使用蒸汽加熱,其價格比電要便宜,但冬天要進行防凍處理。從操作上來看,電加熱器不會有因為蒸汽泄漏而影響吸附器再生的問題,所以設(shè)備可靠性高。分子篩純化器的加熱再生采用蒸汽還是電加熱與設(shè)備容量及工廠條件有關(guān)。

再生操作中應(yīng)注意以下問題:

(1)無論哪種加熱方式,都要注意吸附器再生過程中的加熱和冷吹的溫度曲線變化。再生時盡量杜絕再生熱源不足或氣量不足等問題。

(2)注意吸附器再生時的壓力變化。壓力升高說明吸附器阻力增大或吸附器的進出口閥沒關(guān)嚴,應(yīng)查明原因。

(3)注意加熱時間的變化。加熱時間的延長應(yīng)查明是熱源問題還是吸附器的負荷增大的影響。

(4)在操作蒸汽加熱器時注意:

當發(fā)生蒸汽換熱器漏氣時,將影響再生的效果。所以要經(jīng)常檢查換熱器后的氣體中的含濕情況,一般水分含量應(yīng)小于1ppm(露點溫度-72°c)。否則要檢查換熱器的工作情況并進行處理。蒸汽加熱器后一般設(shè)有露點檢測儀,要注意露點的變化。

(5) 在使用電加熱器時注意加熱介質(zhì)流量不能小于工藝流量要求,否則將會發(fā)生燒毀事故。在冷吹時要注意檢查是否已斷開電源,防止燒壞電加熱元件。

4.結(jié)束語

本人接觸過多套空分設(shè)備并參與過調(diào)試,實踐表明,由于操作上的失誤而造成分子篩帶水、分子篩及床層被損壞、電加熱器被燒壞、進口溫度高而使分子篩后二氧化碳含量超標等事件不勝枚舉。其造成的后果不可忽視。不僅延誤生產(chǎn)造成經(jīng)濟上的損失,更嚴重的可能會造成設(shè)備損壞,整個空分裝置大加溫。故分子篩的安全操作管理知識是現(xiàn)場操作員工必備的知識。