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问:我厂有一套50m3/h空分设备,自1994年投产以来不经常开车,但生产一直不正常,出现高压压力下降、氮气管道结霜、运转周期缩短的现象,这是为什么?
答:原中压50m3/h空分设备配有有油润滑的活塞式空气压缩机,三级压缩。该厂自1994年投产以来不经常开车,加上操作经验不足,可能造成空气中夹带的油水影响了纯化器的吸附性能,从而使CO2及水分进入分馏塔。从目前经常开车,分馏塔出现的三种不正常现象看,均说明纯化器5A分子筛吸附效果不好,分析如下:
第一,空气高压压力下降,说明热交换器空气通道有局部堵塞现象,一般是CO2固体颗粒堵塞下热交换器空气通道,造成空气通道阻力增加,高压空气节流阀(节-1)前压力下降。但此时空压机的排气压力不一定下降,甚至还会升高。
第二,从氮气管道结霜来看,说明热交换器传热情况不佳,使氮气的冷量不能很好回收而带出分馏塔外,从而造成氮气管道结霜,热交换器的热端温差扩大。为了弥补不完全回收冷损的增加,必须增加产冷量,采取增加膨胀机的进口压力和增加膨胀量来满足冷平衡。
第三,装置的运转周期缩短,多则一个月左右,少则只有几天,就运转不下去了。这也充分说明由于纯化器工作不好,使CO2及水分带进热交换器,甚至精馏塔内,轻则使热交换器局部堵塞,重则使塔板阻力增加,氧、氮纯度破坏,产氧量下降。严重的话会造成塔液泛,无法继续操作下去,只能停车加温。
该厂经把纯化器中分子筛放出来观察后,才知道上述分析是正确的。最先从下部放出的分子筛颜色为白色,以后逐渐变为黄色、红色,最后为黑色。因为纯化器的空气流动方向为上进下出,故上部的分子筛污染严重变成黑色,说明这部分分子筛已严重中毒,不能工作了,也无法加温再生,故导致吸附性能恶化,造成上述不现象就不足为奇了。经更换从福州购买来的13X分子筛后,虽然当时没经活化处理,但开车后一切正常。该厂准备在适当时候把分子筛活化一次,情况会更好。
通过对上述纯化器中毒故障的分析和处理,说明小型空分设备纯化器正常工作的重要性。必须对空压机的油水分离器及时吹除,尽量使高压空气中夹带的油水减少,可在末级油水分离器后加一只高效油水分离器(西安压缩机厂净化设备分厂有售)。也要注意气温高时加强末级冷却器的冷却,必要时可采用冷冻机预冷空气,尽量使空气中的饱和水分降低,带油量减少,使分子筛对水分、CO2的共吸附性能处于良好状态。当空气无预冷时可采用缩短吸附周期。总之,要对空压机和纯化器进行正确的操作,空分设备的运转周期就会延长,氧气产量会正常,单位电耗会降低。
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