謝湘斌

摘 要：純化系統(tǒng)的主要設(shè)備是分子篩吸附器。如果分子篩吸附器出現(xiàn)了帶水事故，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重危害。帶水事故在初期會(huì)出現(xiàn)冷箱解凍難的問(wèn)題，分子篩吸附性能下降，影響生產(chǎn)。當(dāng)生產(chǎn)時(shí)間久，帶水事故比較嚴(yán)重的時(shí)候，分餾塔被二氧化碳和水凍結(jié)堵住，有關(guān)的管道也被凍裂破壞，這就要消耗很多人力、物力再次進(jìn)行檢查和維修。由于停車的周期長(zhǎng)，因此給企業(yè)造成的損失也就大。

關(guān)鍵詞：分子篩；空氣預(yù)冷系統(tǒng)；空冷塔；空氣過(guò)濾器

中圖分類號(hào)：TQ116.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.20.160

分子篩的吸附其實(shí)是一種物理變化過(guò)程。產(chǎn)生吸附的主要因素是在分子的引力作用下載固體的面出現(xiàn)的一種表面力，當(dāng)流體經(jīng)過(guò)時(shí)，流體里的相關(guān)分子會(huì)做不規(guī)律的自然運(yùn)動(dòng)。這些分子在經(jīng)過(guò)吸附表面的時(shí)候，就會(huì)被吸附表面所吸收，然后在表面出現(xiàn)分子聚集的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象能減少其中的分子數(shù)量，以達(dá)到分類和消除的目的。由于吸附時(shí)不發(fā)生化學(xué)變化，所以只要想辦法將濃聚在表面的分子去除，分子篩就可以重新獲得吸附的能力，這個(gè)過(guò)程就是吸附的逆過(guò)程，也叫作解析。

1 流程說(shuō)明

1.1 空氣預(yù)冷系統(tǒng)流程說(shuō)明

壓縮后的高溫空氣進(jìn)入空冷塔下部，由下而上穿過(guò)空冷塔的傳質(zhì)傳熱單元，依次與常溫水和冷卻水進(jìn)行逆流接觸而傳熱傳質(zhì)，以達(dá)到冷卻空氣的目的，并除去大部分的水溶性有害物質(zhì)。常溫水由外界供給，冷卻水由水冷塔提供。污氮?dú)鈴乃渌撞窟M(jìn)入，與水冷塔頂部進(jìn)入的常溫水充分接觸，經(jīng)熱質(zhì)交換，污氮?dú)獗辉鰸裰两咏柡蜖顟B(tài)排入大氣。同時(shí)，從水冷塔頂部進(jìn)入的常溫水被逆流而上的污氮?dú)饫鋮s，并因部分蒸發(fā)、大量汽化潛熱被帶走而降溫，從水冷塔底部排出經(jīng)低溫水泵升壓，成為空冷塔上部的冷卻水。

1.2 分子篩純化器的流程

原料空氣經(jīng)自潔式空氣過(guò)濾器除去灰塵和其他機(jī)械雜質(zhì)后，經(jīng)空壓機(jī)將壓力壓縮至0.61 MPa，溫度為105 ℃，然后進(jìn)入空氣預(yù)冷系統(tǒng)?？諝饨?jīng)空冷塔冷卻后，溫度降至-18 ℃，然后進(jìn)入切換使用的分子篩吸附器MS1201（或MS1202）?？諝鈴南碌缴洗┻^(guò)活性氧化鋁和分子篩，空氣中的二氧化碳、碳?xì)浠衔锖蜌埩舻乃魵獗晃?。分子篩出口二氧化碳含量小于1 ppm的時(shí)候，才能打開(kāi)空氣進(jìn)冷箱的閥門(mén)，將空氣倒進(jìn)換熱器和精餾的系統(tǒng)。分子篩吸附器為兩只切換使用，其中一只工作時(shí)，另一只再生。吸附器的循環(huán)周期約為8 h，可定時(shí)自動(dòng)切換。

2 帶水的危害性

在空分設(shè)備安全操作中，最主要的是預(yù)冷和純化系統(tǒng)。純化系統(tǒng)中的主要設(shè)備就是分子篩吸附器。如果分子篩吸附器出現(xiàn)了帶水事故，就會(huì)縮短分子篩吸附劑的使用壽命，進(jìn)而給企業(yè)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2.1 分子篩帶水的原因

分子篩帶水的原因主要有以下六點(diǎn)：①空冷塔下部液位的自動(dòng)調(diào)節(jié)閥失去控制。②空冷塔運(yùn)行時(shí)先打開(kāi)水泵，然后進(jìn)行導(dǎo)氣。③分子篩進(jìn)行切換的時(shí)候系統(tǒng)的閥門(mén)出現(xiàn)問(wèn)題，形成空氣壓力的波動(dòng)。④循環(huán)水使用殺菌和滅藻劑不當(dāng)，使循環(huán)水中有很多泡沫。⑤分子篩純化器并未依照程序切換，使用時(shí)間太久。⑥在停車的時(shí)候，空氣冷卻塔有壓回水閥系統(tǒng)關(guān)閉不嚴(yán)密或者是循環(huán)水系統(tǒng)閥門(mén)出現(xiàn)泄漏，使循環(huán)水直接進(jìn)入到空冷塔，而空冷塔卻沒(méi)有立刻打開(kāi)排水閥。還有可能是因?yàn)榭辗衷O(shè)備的短期停車，所以未計(jì)劃排水。這種沒(méi)計(jì)劃而出現(xiàn)的循環(huán)水會(huì)從回水管流入，產(chǎn)生分子篩帶水。

2.2 預(yù)防分子篩帶水事故的主要方法

要強(qiáng)化空冷塔的操作要求，保證空冷塔下部液位處于正常工藝操作指標(biāo)范圍內(nèi)。正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，系統(tǒng)壓力降低的時(shí)候，要適時(shí)地打開(kāi)空壓機(jī)的出口空氣放空閥，降低進(jìn)塔空氣量，使塔中的空氣速度保持正常。如果液位指標(biāo)有問(wèn)題，可以用就地儀表變送器檢查液位，將其控制在量程的15%～60%.超出60%時(shí)，就需要適量地減少水量；超過(guò)80%時(shí)，就需要立刻暫停水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，防止將水分帶到分子篩。如果水位自調(diào)閥失效，能夠選擇手動(dòng)調(diào)節(jié)液位時(shí)，就不能使儀表進(jìn)行無(wú)目的的校驗(yàn)、開(kāi)關(guān)等操作。中控崗位如果出現(xiàn)空冷塔下部液位自動(dòng)調(diào)節(jié)速度跟不上的情況，就需要打開(kāi)手動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，并在現(xiàn)場(chǎng)配合調(diào)節(jié)液位，避免液位升到連鎖值?？绽渌?dòng)需要按照操作流程先通氣，等空冷塔內(nèi)壓力穩(wěn)定并大于0.5 MPa后再啟動(dòng)水泵。檢查時(shí)，要著重檢查空冷塔上部分離水吹除閥和分子篩入口處空氣管路手動(dòng)排水閥。冷卻水和冷凍水的流量不能過(guò)多，盡量控制在工藝要求范圍內(nèi)。冷卻水泵因液位高連鎖停車后，一定要先檢查產(chǎn)生問(wèn)題的原因，而不能盲目啟動(dòng)，并且要快速地修復(fù)現(xiàn)場(chǎng)空氣冷卻塔下部液位現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)，從而給操作人員提供精準(zhǔn)的判斷參考。

3 結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)說(shuō)，分子篩純化器的主要功能就是清理空氣中的水分、二氧化碳和碳?xì)浠衔?，一定要保證進(jìn)入冷箱的空氣是干燥和潔凈的，使低溫狀態(tài)下工作的換熱器和精餾中不出現(xiàn)水分和二氧化碳的冷凍物，使氣體的換熱和精餾能夠正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]葉必楠，沈雪傳，顧福民.現(xiàn)代小型空分操作與安全答疑[M].杭州：杭州出版社，2007.

〔編輯：王霞〕