分子筛纯化系统的安全操作管理

李杰春 · 发表于 2013-1-20 21:02:44

马上注册，学习空分知识，结交更多空分大神！

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？加入空分之家

x

摘要：详述了分子筛初次启动和正常运行时的注意事项，并对电加热和蒸汽加热再生的安全操作做了简单说明。
关键词：分子筛；电加热器；蒸汽加热器；安全操作管理
Abstract： The notices are described in details when Molecular sieve first startup & operating naturally, in addition, the secure operation of electric heater & steam heater are explained in brief.
Keywords：Molecular sieve； Electric heater；Steam heater；Secure operating management

低温法分离空气很重要的一个环节就是空气中水分、CO2等杂质的净除，由于分子筛吸附水分、CO2等杂质的流程的启动操作简单容易控制，因此分子筛吸附净化流程逐渐取代了各种切换净化流程，目前正受到越来越广泛的应用。因此，分子筛纯化系统的安全管理与维护是值得每个空分人关注的。
加工空气中的水份和二氧化碳若进入空分设备的低温区后，会形成冰和干冰，就会阻塞换热器的通道和塔板上的小孔，因而配用分子筛吸附器来预先清除空气中的水份和二氧化碳是现代空分设备的必备环节。对于现在常用的分子筛，如果增加空气压力，其吸附能力增加，若降低温度，其吸附能力增加，因此，在吸附时，要使空气压力升到最高，温度降到最低。解吸时，则要使压力降到最低，温度升到最高。由于空压机的排气压力受本身的限制，故在吸附时空气压力不能过高，而是维持在设计压力附近，故应尽量降低空气进口温度来提高分子筛的吸附能力。为使空气获得较低的净化前温度，常用制冷机组和空气冷却塔对其进行降温。一般进入分子筛吸附器的空气温度控制约为10℃。分子筛吸附器成对切换使用，一只工作时另一只在再生。下面是常用的分子筛纯化系统的流程图。
1. 初次起动分子筛纯化系统的步骤及注意事项
1.1 初次起动分子筛纯化系统的步骤
（1）切换程序的运行（用手动）
（2）检查、调节、确定各控制阀门阀位正常
（3）断续开闭V1253检查空气中是否夹带有游离水，若有水应多吹除几次，直到无游离水为止，以后定期吹除游离水。
（4）手动打开V1203（V1204），开V1253，缓慢打开V1231（V1232）后，缓慢关闭V1253，亦可保持V1253微开。缓慢向分子筛吸附器充气至压力与预冷系统空冷塔出口空气压力平衡后，保持压力稳定。手动打开V1201（V1202），关V1231（V1232）。
（5）手动打开未工作的分子筛吸附器再生流路阀门V1205（V1206）、V1207（V1208）和V1221（V1222）、V1233（V1234）。
（6）微开空气旁通污氮阀，严格控制其后压力小于0.08MPa，慢慢加大阀的开度使再生流量指示大于工艺再生流量。
（7）导入再生气后向电加热器送电。
（8）接通切换程序，通过设定V1209的开度曲线调整均压时间、通过V1225和V1226的开度调整泄压时间。
（9）分子筛吸附器的起动（包括吸附和再生），至少正常运行一个周期后，才能向分馏塔送气。
1.2 注意事项
（1）在向后面流路倒气时，要缓慢，并及时关空压机放空阀，保持压力稳定。
（2）一定要导入再生气后才能向电加热器送电。
1.3 纯化系统的调整
（1）再生气量的调整：
缓慢打开空气旁通污氮阀，逐渐加大再生气量，调整至设计流量值, 此时应注意再生流量计由于是初次使用，不应太教条地坚持以流量指示为准。应参考电加热器后的温度指示。电加热器试送电，注意观察温度上升情况，并调整气量。
（2）转入冷吹的界限
电加热器的出口设定值为175°C，分子筛再生温度最少160°C。一般地，保证分子筛出口温度大于100°C，就可以转入冷吹。在没有中间意外中断的前提下，加温过程约需84分钟，如果出口温度达不到，可适当延长时间。175°C的温度考虑了系统管件的高温强度和耐高温的性能。不应任意提高。
（3）冷吹
加热完成后，停止电加热器的工作，冷吹开始进行。冷吹结束的标志为分子筛再生气出口温度与再生气进口温差 <5°C，或末期持续10分钟下降不到一度。
（4）充泄压过程
充压按预先设定的爬坡速度和保持时间，注意观察，以便调整这些参数使切换过程在规定时间内完成，并且对系统的冲击尽可能小。泄压速度按照预先设定的时间，通过调整V1225，V1226的开度，控制时间在9分钟内完成，太快太慢都不好。
2.  正常运行中纯化系统的管理
当空分装置正常运行时，切换程序步入自动。此时操作人员应该注意:
（1）分子筛吸附器在运行时，要定期监视分子筛温度曲线和出口二氧化碳的含量，以判断吸附器的工作是否正常。
（2）要密切监视吸附器的切换程序、切换压差是否正常。如遇故障，要及时处理。
（3）要密切注意冷冻机的运行是否正常。如遇短期故障，造成空气出口温度升高时，应及时缩短吸附器的切换周期，并及时排除故障。
（4）空压机升压时，应缓慢进行，防止空气气速过大。向低温系统充气，或系统增加负荷（启动膨胀机、开节流阀等）时，要缓慢进行，防止系统压力波动。
（5）空分设备停车时，应立即关闭吸附器后空气总阀和纯化系统各切换阀，以免再启动时气流速度过大而冲击分子筛床层。
对分子筛吸附器的管理，一个重要的方面是对“切换装置”管理。每星期需对纯化器检查一次，看再生和冷却期间有否达到规定的温度，切换时间是否符合规定，如有异常，应进行调整。吸附器使用二年后，要测定分子筛颗粒破碎情况。必要时，要全部取出过筛，除去微粒，一定要仔细地吹刷过筛，以清除沉积在上面的微粒和粉末。要按规定加添或更换分子筛，不得选用未经鉴定的分子筛，并且要确保吸附层达到规定厚度。
3. 蒸汽加热和电加热再生的安全操作管理
   蒸汽加热器是用过热水蒸汽作为热源，因此在使用过程中易发生泄漏而污染加热介质，所以在制造方面要求严格，设备的造价也比较高；使用蒸汽加热，其价格比电要便宜，但冬天要进行防冻处理。从操作上来看，电加热器不会有因为蒸汽泄漏而影响吸附器再生的问题，所以设备可靠性高。分子筛纯化器的加热再生采用蒸汽还是电加热与设备容量及工厂条件有关。
再生操作中应注意以下问题：
（1）无论哪种加热方式，都要注意吸附器再生过程中的加热和冷吹的温度曲线变化。再生时尽量杜绝再生热源不足或气量不足等问题。
（2）注意吸附器再生时的压力变化。压力升高说明吸附器阻力增大或吸附器的进出口阀没
关严，应查明原因。
（3）注意加热时间的变化。加热时间的延长应查明是热源问题还是吸附器的负荷增大的影响。
（4）在操作蒸汽加热器时注意：
当发生蒸汽换热器漏气时，将影响再生的效果。所以要经常检查换热器后的气体中的含湿情况，一般水分含量应小于1PPM（露点温度-72°C）。否则要检查换热器的工作情况并进行处理。蒸汽加热器后一般设有露点检测仪，要注意露点的变化。
（5）  在使用电加热器时注意加热介质流量不能小于工艺流量要求，否则将会发生烧毁事故。在冷吹时要注意检查是否已断开电源，防止烧坏电加热元件。
4. 结束语
本人接触过多套空分设备并参与过调试，实践表明，由于操作上的失误而造成分子筛带水、分子筛及床层被损坏、电加热器被烧坏、进口温度高而使分子筛后二氧化碳含量超标等事件不胜枚举。其造成的后果不可忽视。不仅延误生产造成经济上的损失，更严重的可能会造成设备损坏及整个空分装置大加温。故分子筛的安全操作管理知识是现场操作员工必备的知识结构。

登录/注册后可看大图

该贴已经同步到李杰春的微博