5萬(wàn)2空分裝置環(huán)境中二氧化碳長(zhǎng)期超標(biāo)導(dǎo)致空分系統(tǒng)凍堵處理措施探討

王業(yè)廣

摘 要：空分裝置主要原料為空氣，空氣中CO2高低影響空分裝置穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一。本文從環(huán)境中CO2超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)后，運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)分餾塔、板式換熱器凍堵現(xiàn)象后的處理措施。

關(guān)鍵詞：空分設(shè)備;分子篩純化器;CO2含量;超標(biāo);凍堵;處理措施

1 概述

本廠空分設(shè)計(jì)為3套KDON-52000/30000空分裝置，采用全低壓內(nèi)壓縮，氮水預(yù)冷系統(tǒng)，分子篩凈化流程?？辗盅b置的純化器吸附容量按照大氣環(huán)境中CO2<600ppm設(shè)計(jì)。實(shí)際運(yùn)行中，大氣中CO2在線分析儀經(jīng)常超標(biāo)并達(dá)到1000ppm（量程最高1000ppm），超過(guò)純化器吸附容量的CO2穿透分子篩，導(dǎo)致純化器出口CO2超標(biāo)，進(jìn)入空分板式換熱器，造成換熱器阻力升高，造成空分裝置氧氣產(chǎn)量下降被迫停車。

2 純化器出口CO2超標(biāo)處理措施

調(diào)整純化器運(yùn)行時(shí)間，減少吸附時(shí)間。純化器加熱時(shí)控制污氮?dú)獬稣羝骷訜崞鳒囟仍?60～165℃，加熱末期根據(jù)蒸汽壓力高低“選擇暫停程控”控制純化器污氮?dú)獬黾兓鳒囟仍?～10℃，使冷吹峰值達(dá)到110～125℃。當(dāng)冷吹結(jié)束后純化器出口溫度達(dá)到40℃以下時(shí)提前切換純化器，縮短運(yùn)行時(shí)間。

補(bǔ)充裝填分子篩，增加吸附容量?？辗盅b置低壓板換阻力高，氣體偏流原因是大氣環(huán)境CO2不規(guī)律性嚴(yán)重超標(biāo)，超出了純化器設(shè)計(jì)吸附能力，CO2穿透分子篩在低壓板換空氣通道凍結(jié)形成凍堵，為提高吸入空氣質(zhì)量、提高純化器清除能力等，來(lái)消除和減輕大氣環(huán)境CO2超標(biāo)對(duì)空分裝置的不利影響，補(bǔ)充高效分子篩，增加分子篩吸附容量。通過(guò)查閱分子篩純化器圖紙，及現(xiàn)場(chǎng)打開人孔確認(rèn)分子篩距離純化器氣體分布管有25cm有富?？臻g，經(jīng)計(jì)算每臺(tái)吸附器可以補(bǔ)充裝填12t高效（Ⅲ型）分子篩，將空分裝置6臺(tái)純化吸附器補(bǔ)充高效III型分子篩。

3 分子篩純化器填裝前技術(shù)性能參數(shù)

結(jié)構(gòu)：臥式容器，分子篩吸附床是由支撐柵架承托的，在不銹鋼孔板上部有80mm惰性氧化鋁和420mm活性氧化鋁，在分隔板上部有1000mmUOP13X分子篩，純化器距離純化器氣體分布管有25cm。

4 分子篩補(bǔ)填內(nèi)步驟

①前期準(zhǔn)備：工具、材料等;②停車過(guò)程中通過(guò)將空氣再生氣導(dǎo)入分子篩純化器，對(duì)施工純化器進(jìn)行空氣置換，并將純化器停車步驟控制在冷吹結(jié)束或并行階段，防止純化器內(nèi)殘留氮?dú)饣蛱幱诩訜犭A段，導(dǎo)致受限空間氧分析不合格或純化器內(nèi)溫度過(guò)高人員無(wú)法進(jìn);③聯(lián)系化驗(yàn)室進(jìn)行多次取樣化驗(yàn)，純化器內(nèi)取樣合格后聯(lián)系電氣在純化器內(nèi)及外面施工場(chǎng)地接好照明;④待取樣化驗(yàn)合格后方可進(jìn)入純化器內(nèi)工作，并隨身攜帶四合一，以防分子篩內(nèi)有殘留氮?dú)忉尫牛ㄟM(jìn)入純化器內(nèi)施工時(shí)發(fā)現(xiàn)四合一報(bào)警或有不適時(shí)及時(shí)停止施工，人員退出純化器）。純化器內(nèi)人員施工時(shí)，外面必須有專人監(jiān)護(hù)，以防發(fā)生意外事故;⑤吊車到位，純化器東西兩側(cè)各站一臺(tái)，將分子篩倒入專用工具內(nèi)（專用漏斗），按需倒入。2臺(tái)吊車將裝有分子篩的漏斗分別起吊至純化器東西兩側(cè)人孔口，打開閘板進(jìn)行裝填;⑥純化器兩側(cè)人孔口分子篩堆積較多時(shí)停止裝填，施工人員進(jìn)入純化器進(jìn)行分子篩拔平。分子篩拔平后，按需繼續(xù)裝填;⑦以此循環(huán)，按每臺(tái)純化器裝填數(shù)量裝填（12t/臺(tái)，共計(jì)96桶）;⑧分子篩裝填完后刮平，由技術(shù)人員、生產(chǎn)技術(shù)部工程師檢查確認(rèn)。

5 補(bǔ)填裝后技術(shù)性能參數(shù)

容器類別：Ⅰ類 分子篩型號(hào)：高效Ⅲ型

安裝型式：臥式 分子篩規(guī)格：8×12目球形

主體結(jié)構(gòu)型式：?jiǎn)螌?補(bǔ)充填裝量：12t ×6臺(tái)

支座型式：鞍型 補(bǔ)充填裝量：約18m3/臺(tái)

總長(zhǎng)：24278mm 幾何容積：326m3

6 施工過(guò)程質(zhì)量保證

①拆除人孔螺母時(shí)注意螺絲的完好性，檢查墊片完好性，擺放整齊;②補(bǔ)裝過(guò)程中不得有其他物品帶進(jìn)純化器，人員進(jìn)入純化器前對(duì)衣褲口袋進(jìn)行清理，且不得穿戴帶油污衣物手套進(jìn)入純化器;③裝填完后，分子篩用木扒板刮平整;④檢查手套、口罩、眼鏡、鍬把、鍬頭等物品是否有遺留;⑤施工過(guò)程中選擇晴天，防止分子篩吸潮。

7 補(bǔ)填裝后效果驗(yàn)證

高效III型分子篩吸附劑補(bǔ)填加后，為使分子篩吸附劑具備最佳的吸附能力，所以對(duì)分子篩進(jìn)行高溫再生，即活化。加熱期間將純化器污氮?dú)獬隹諝膺M(jìn)口溫度加溫至25℃，冷吹峰值達(dá)到140℃以上，每臺(tái)分子篩活化周期為2個(gè)周期，分子篩活化完畢，吸附劑經(jīng)高溫再生后，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，當(dāng)大氣中CO2含量達(dá)到1000ppm時(shí)純化器出CO2含量<0.5ppm。2016年6月補(bǔ)充裝完畢后空分裝置運(yùn)行至2018年5月，未再出現(xiàn)分餾塔、板式換熱器凍堵現(xiàn)象。

8 結(jié)束語(yǔ)

空分裝置分子篩純化器出口空氣中CO2超標(biāo)的問(wèn)題處理， 要針對(duì)不同的現(xiàn)象進(jìn)行分析， 及時(shí)制定相應(yīng)控制措施， 把損失降低到最低?？辗衷O(shè)備設(shè)計(jì)、制造、安裝之初就應(yīng)全面考慮周圍環(huán)境，將空分裝置設(shè)置在遠(yuǎn)離化工裝置火炬、各種氣體放空處或提高分子篩純化器吸附器吸附容量，以確?？辗盅b置長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]毛紹融.現(xiàn)代空分設(shè)備技術(shù)與操作原理[M].杭州：杭州出版社，2005（08）.