氮塞处理方法与氩系统操作

骑着蜗牛闯天下

   氮塞往往是氩馏份的质量不好，即含氮量过高所引起的。当大量的氮随着氩馏份进入精氩塔，慢慢到了粗氩冷凝器，由于氮组份在粗氩冷凝器中是无法冷凝的，所以其慢慢占据了粗氩冷凝器板式单元的大量空间和面积，严重影响了氩组份的冷凝，形成了氮塞。如果是设计上没处理好这一问题，没有对氩馏份含氮量进行控制，或氩馏份在上塔的抽口位置偏高，都会造成空分设备先天不足，这一类空分设备比较容易氮塞，空分设备在运行过程中，只要稍有疏忽，精馏工况就会偏离设计工况，造成氩馏份含氮量偏高，引起氮塞，如果长期稳定在那个不正确的操作点上，空分设备也会比较容易氮塞。氮塞的处理要相当果断、相当积极，只要处理得当，一般的氮塞在一个小时内，即可恢复到正常工况。氮塞往往是上塔下部的氧区域逐渐下移，而上塔上部的氮区逐渐跟着下移。氮塞的处理不能等它自己慢慢恢复过来，这时时间会拖得很长，一定要采取积极的手段，增强上塔底的氧区，将上塔上部的氮区慢慢上移，也就是说改变氩馏份的组份，将其含氮量逐渐减下来，只有氩馏份好了，氮塞才能慢慢的减轻，直到完全恢复正常。克服氮塞的手段是多种多样的，一般都是根据当时的实际工况，几种方法结合起来，灵活使用。
    首先果断打开粗氩冷凝器后面的粗氩放空阀（V712）是第一位，继而打开粗氩进粗氩液化器或直接进精氩塔的V705阀，该阀一般缓慢开到100%是没有什么问题的，因为它没有什么损失，V712的开度则要根据氮塞的程度来决定，为保险起见，开到100%也不谓之过份，但这二只阀的开度要分二、三次进行，以减少对精馏工况的冲击。如果此时精氩塔上部冷凝困难，V751也应该打开排放。上述的措施是为了把氮放出去，也是为了不让氩馏份的量减下来，阻力掉下来，粗氩冷凝器的液空液面涨起来，粗氩塔Ⅱ底部的液位满起来，从而维持住二只氩塔的的正常工作。只有尽量地把粗氩塔的液体留在原来的位置上，主冷的氧纯度才不会降，才谈得上正常生产。
   其次，适当减少氧产量，少得100~200m3/h，多则氧产量的5%左右。这是最常规的方法，这时氩馏份中的含氧量明显增加，氮组份明显减少，随之氩组份也会适当减少一些。氧产量的减少，一般分二、三次进行，避免对整个精馏工况有较大的冲击，这种缓慢的操作手法对空分设备的稳定运行是大有好处的。
   第三，增加氮产量的取出，产品氧气的纯度自然提高。同样的道理，降低上塔压力，即污氮去水冷塔的压力设定（PIC104）降低一点，即增加污氮取出量，也有助于正常工况的恢复。
   第四，由于膨胀空气含氮量是79。05%，其进上塔的部位，离氩馏份抽口的位置又近，所以这时膨胀空气进上塔的量要适当减下来，以减少氩馏份中的含氮量，其减少的程度要根据当时的工况程度决定。
   第五，液氮进上塔的V3阀和污氮进上塔的V2阀要适当减小一些，因为这两只阀门喷淋下来的液体含氮量都比较高，特别是V3阀，几乎是100%的含氮量，所以这时减少一些上塔的[wiki]回流比[/wiki]，效果是极其明显的，但绝对不能影响上塔的正常粗馏工况，一般以1~2度为宜。
   第六，主冷回下塔的V11阀开度也可以微微放大一些，以原料空气适当多一些，一般控制在0。5~1%之间的增加量，以增加主冷的热负荷，使得主冷氧侧的蒸发量增加，上升气量加大，对缓解氮塞也会起到很大的作用。主冷液位适当降一些，一般来说比平时降低200~300mm，已经是一个不小的量。对于多种措施结合起业，灵活使用，降低主冷液面也不泛是一种好方法，主冷温差的适当加大，氧纯度理当会好。氮塞时V3阀稍稍关一些，V11稍稍开一些，再适当抽取一点液氮量，可能效果更佳，它的原则是出上塔氮纯度绝对要保证，哪怕是一点点的变差趋势都是不能允许的。
   第七，氮塞产生时，粗氩塔Ⅱ底部的液体中往往含氮组份多一些，如果有意识地将粗氩塔Ⅱ底部液位（LICAS702）设得高一些，让液体暂留在粗氩塔Ⅱ底部，放慢回上塔的速度，当然流到氩馏份也会相对少一些，其缓解氮塞的效果也是较明显的。
   第八，V712的排放一定要排放彻底，一是粗氩塔Ⅰ和粗氩塔Ⅱ内的氮组份一定要排干净，二是新的氮不能再从氩馏份中带入粗氩塔，否则第一次氮塞尚没好透，第二次氮塞又来了，那就更麻烦了。所谓V712一定要排放彻底，一般是指出粗氩冷凝器的粗氩中的含氩量AI705恢复到正常值，才可慢慢关小V712阀，直到全关。
   第九，全精馏制氩氮塞过程的好转也是有一个过程，氮是怎么进来的，也要让它怎么出去，首先是的的氮不能让它进来，第二是要让二只粗氩塔里物流的组份改变过来，氮塞才能希望结束。在V712关闭以后，往往余气排放的V751阀还要排放好长时间。
第十，在空分设备的实际运行中，往往看到氩馏份中的含氩量高了就心有余悸，其实那未必会氮塞，氩产量当抽不抽也并不见得是好事，是安全的。相反，从物料平衡角度上来讲，从氩馏份带到粗氩塔中去的总氩量，如果是因为粗氩量提取少了，多余的氩要么留存在粗氩塔中，以改变整个粗氩塔内的物料的组份，要么它一定会随着比计算浓度高得多的回流液，流回上塔，当其大量流到氩馏份抽口处，氩馏份中的含氩量就会瞬间上升。但只要不是氮组份，而是氩组份，氩馏份中的含氩量再高也不会造成氮塞。有时候氩馏份的含氩量达到15%，全精馏制氩的全套装置还稳定地运行，也是我们常见的事。这时只要加大粗氩的抽取量，不要很长的时间就可以恢复。

王凌生

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