空分空气纯化系统
空分流程简介

空分装置空分流程简述第一章精馏一、进塔流程:进塔流程(如图:1-1所示)(图:1-1)二、精馏过程:1、什么叫精馏:简单的说:精馏就是利用两种不同物质(气体)的沸点不同,多次地进行混合蒸气的部分冷凝和混合液体的部分蒸发的过程就叫做精馏。
2、进塔空气的作用:空气从纯化系统来经冷箱换热与膨胀后的空气混合后进入下塔底部,这部分气体做为下塔的上升蒸气;经高压节流的液空被送往下塔中部作为下塔的部分冷凝液;3、精馏---下塔液氮的分离:精馏塔下部的上升蒸气温度要比上部下流的液体温度高,所以膨胀空气进入下塔后空气温度会比上塔下流的温度高,当下塔的气体每穿过一块塔板就会遇到比它温度低的液体,这时,气体的温度会下降,并不断的被冷凝成液体,液体被部分气化;由于氧的液化温度最高,所以氧被较多的冷凝下来,剩下的蒸气含氮浓度就会有所提高。
就这样,一次,又一次的循环下去,到塔顶后,蒸气中的氧大部分被冷凝到液体中去了;从而得到了蒸气中含氮纯度达到99.9%的高纯氮;这部分气体被引入主冷,被上塔的液氧冷凝成液氮后部分做为回流液回流下塔再次精馏(如图:1-2所示),部分被送往上塔作为上塔的回流液。
同时下塔液空纯度也得到了含氧36%的液空。
(图:1-2)4、上塔精馏:将下塔液空经节流降压后送到上塔中部,作为上塔精馏原料;而从主冷部分抽出的液氮则成为上塔的回流液;与下塔精馏原理相同,液体下流时,经多次部分蒸发和冷凝,氮气较多的蒸发出来,于是下流液体中含氧浓度不断提高,到达上塔底部时,可以获得含氧99.9%的液氧;部分液氧作为产品抽出;由于下塔上升蒸气(纯氮气),被引入主冷冷凝,所以它将热量较多的传给了液氧,致使液氧复热蒸发作为上塔的上升气;在上升过程中,一部分蒸气冷凝成液体流下,另一部分蒸气随着不断上升,氮含量不断增加;到塔顶时,可得到99%以上的氮气。
第二章开车步骤一、启动步骤:1、空气压缩机;2、空气预冷系统;3、空气纯化系统;4、空气增压机;5、空气膨胀机;6、分馏塔系统操作。
浅谈深冷空分制氧纯化系统分子筛设备故障与优化

浅谈深冷空分制氧纯化系统分子筛设备故障与优化摘要:随着社会经济的飞速发展,我国大型冶金行业、石油燃气化工行业也在朝着更加壮大更加环保的方向发展,从而带动了空分行业的发展壮大。
目前低温法-深冷空分制氧工艺逐渐完善。
为了能够适应节能环保型社会的发展,分子筛的性能也要不断提升,以便保证空分塔的稳定性。
针对纯化系统中分子筛容易出现的问题也要给予高度的重视,并对其故障能够进行及时优化处理。
本文对深冷空分系统中分子筛常见故障以及维修方法做出了探讨。
关键词:空分塔;分子筛;纯化系统;故障空分是通过一定的方法,将空气进行深度冷冻,然后利用各气体沸点的不同,逐步分离出氧气、氮气和一些稀有气体的一整套设备。
其中,深冷空分制氧设备中的重要净化、精馏设备为分子筛及空分塔。
空气在空分塔中进行换热、冷化、净化、分离等步骤,其稳定性对空分质量有着重要的作用。
所以,面对深冷空分塔所发生的故障,要对其进行及时维修,以保障深冷空分塔的正常运行。
一、深冷空分原理及深冷制氧气和氮气流程1.1.深冷空分原理深冷空分的原理是将空气作为原料,对其进行压缩、净化、热压缩等处理后把空气液化,而空气液化后的产物主要是氧气和氮气的混合物,随后再利用液氧和液氮沸点的不同,经过精馏,从而最终获得氧气和氮气的过程。
1.2.深冷空分制氧工艺流程深冷空分制氧气和氮气工艺流程,首先就是要把空气中含有的杂质进行过滤处理,然后将处理后的空气送入空气压缩机,经过压缩机给予的压力后,再将空气送入到空气冷却器,经过冷却后再送入分子筛中,从而去除空气中的水分以及其它成分;其次将净化后的空气送入空分塔中的主换热器中,而将其余气体进行冷却处理至饱和,再送入精馏塔底部,最后在空分塔顶部得到氮气、中部得到液氧、底部得到液空。
污氮气从上塔上部复热引出、氮气从上塔顶部复热引出,一部分作为分子筛吸附器的再生气体和冷却冷却塔中外界水,另一部分作为密封气和生产氮气储存。
最后,液态空气在经过节流后被送入冷凝蒸发器进行蒸发处理,同时冷却被精馏塔送出来的部分氧气,经透平氧气压缩机压缩后储存供生产,达到用户单位压力和高纯度要求;另一部分则成为成品液氧被分离出空分塔,将空分塔分离出来的液氮进行存贮,当空分设备进行检修时,贮槽内的液氧经液氧泵进入汽化器内,经过水浴式汽化器加热后的氧气被送入氧气储罐供用户单位生产需用。
空分纯化系统切换过程详解

2、2号桶吸附1号桶均压(后一阶段) V1201阀开,V1203阀开
3、1号桶吸附2号桶高压放空 V1202阀关,V1204阀关,V1213阀关,V112阀关,V1206阀开,V1208阀开,V1219阀关,V1220 阀开
5、1号桶吸附2号桶冷吹 V1220阀关
纯化器1号桶切换到2号桶及1号桶再生过程:
1、1号桶吸附2号桶废气放空 V1219开,V1206关
2、1号桶吸附2号桶均压(前一阶段) V1208阀关,V1213阀开
2、1号桶吸附2号桶均压(后一阶段) V1202阀开,V1204阀开
3、1号桶高压放空2号桶吸附 V1201阀关,V1203阀关,V1213阀关,V1211阀开
4、1号桶再生2号桶吸附 V1211阀关,V1205阀开,V1207阀开,V1219阀关,V1220 阀开
5、1号桶冷吹2号桶吸附 V1220阀关
纯化器由2号桶切换到1号桶及2号桶再生过程
1、2号桶吸附1号桶高压放空 V1219阀开,V1205阀关
2、2号桶吸附1号桶均压(前一阶段) V1207阀关,V1213阀开
空分原理

一、描述:采用低温精馏的方法,将空气压缩机岗位送来的0.5MPa原料空气经预冷、净化、精馏、分离等过程,生产出合格的氧、氮气体,送氧、氮压机岗位供甲醇主装置使用.空分装置的工作包括下列过程:⑴空气的过滤和压缩⑵空气中水份和二氧化碳的消除⑶空气被冷却到液化温度⑷冷量的制取⑸液化⑹精馏⑺危险杂质的排除1. 空气的过滤和压缩大气中的空气先经过空气过滤器过滤其灰尘等机械杂质,然后在空气透平压缩机中被压缩到所需的压力,由中间冷却器提供级间冷却,压缩产生的热量被冷却水带走。
2. 空气中水份和二氧化碳的清除原料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予先清除空气中的水份和二氧化碳,进入分子筛吸附器的空气温度约为10℃。
分子筛吸附器成对切换使用,一只工作时另一只在再生。
3 .空气被冷却到液化温度空气的冷却是在主换热器中进行的,在其中空气被来自精馏塔的返流气体冷却到接近液化温度。
与此同时,低温返流气体被复热。
4. 冷量的制取由于绝热损失、换热器的复热不足损失和冷箱中向外直接排放低温流体,分馏塔所需的冷量是由空气在膨胀机中等熵膨胀和等温节流效应而获得的。
5. 液化在起动阶段,加工空气在主换热器和过冷器中与返流低温气体换热而被部分液化,在正常运行中,氮气和液氧的热交换是在冷凝蒸发器中进行的,由于两种流体压力的不同,氮气被液化而液氧被蒸发,氮气和液氧分别由下塔和上塔供给,这是保证上、下塔精馏过程的进行所必需具备的条件(注:起动时,大部分气体也是在主冷中被冷却至液化温度而被液化的)。
6. 精馏空气中主要组份的物理特性如下表2.1和表2.2表2.2空气中99.04%是氧气和氮气,0.932%是氩气,它们基本不变。
氢、二氧化碳和碳氢化合物视地区和环境在一定范围内变化,空气中的水蒸汽含量随着饱和温度和地理环境条件影响而变化较大。
水蒸汽和二氧化碳具有和空气大不相同的性质,在大气压力下,水蒸汽达到0℃和二氧化碳达到-79℃时,就分别变成冰和干冰,就会阻塞板式换热器的通道和筛板上的小孔。
空分纯化系统

纯化系统1、纯化系统吸附器的认识13X分子筛宏观图13X分子筛微观图吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一,只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。
通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子,所以被形象的称为“分子筛”。
吸附强弱:水>乙炔>二氧化碳1.1工作过程纯化系统由两台分子筛、两台蒸汽加热器和闪蒸槽组成。
出空冷塔的空气进入切换使用的分子筛吸附器,用以吸附空气中的水、二氧化碳及碳氢化合物。
分子筛吸附器的结构形式为卧式,内装氧化铝及13X 分子筛,空气先通过氧化铝吸附层,主要用以吸附水。
然后通过分子筛,进一步吸附二氧化碳等其他杂质。
两台分子筛吸附器一台吸附,另一台再生。
利用加热脱附原理,在加热阶段,来自冷箱的污氮气在蒸汽加热器中被加热后作为再生气体,完成再生。
蒸汽被冷凝后排至闪蒸槽内,闪蒸槽顶部连至低压蒸汽管线,冷凝液在闪蒸槽底部被输送至气化。
1.2工作原理空气纯化是利用沸石分子筛的选择吸附特性,按照变温变压(TSA 、PSA )吸附原理,即低温高压有利于吸附,高温低压有利于再生,吸附空气中水蒸气,乙炔、二氧化碳等有害成分。
分子筛纯化系统由两只内装吸附剂(13X 和32l O A )的两只吸附器以及切换阀门管道系统构成。
来自预冷系统的含湿饱和空气首先自下而上流经其中一只吸附器,在加压条件下空气中的水分、乙炔、二氧化碳等被分子筛吸附,由于分子筛的用量一定,因此在一定时间内,分子筛的吸附容量将达到饱和,即吸附床层穿透,分子筛无继续吸附。
能力。
此时,通过手动或自动切换阀门的开关顺序,空气转而进入另一只吸附器继续吸附,原先吸附饱和的吸附器,首先向大气泄压至常压再引入被加热到180℃左右的空气或污氮气以与吸附工况相反的气体流向对吸附器床层加热。
空分纯化系统吸附器的认识与异常现象操作

空分纯化系统吸附器的认识与异常现象操作吸附器是通过吸附剂吸附空气中的杂质来净化空气。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
吸附器的工作原理是在吸附剂表面形成一层吸附层,将空气中的有害物质吸附在其中。
当吸附剂的吸附能力达到一定饱和度时,需要对吸附剂进行再生,以恢复其吸附能力。
在吸附器的操作中,可能会出现以下几种异常现象:1.吸附层饱和度过高:当吸附剂的吸附层饱和度过高时,需要对吸附剂进行再生。
通常的再生方法有热再生和压力变化再生两种。
热再生是通过加热吸附剂使其释放吸附的有害物质,压力变化再生是通过改变吸附器内的压力使吸附剂释放有害物质。
如果吸附层饱和度过高而未及时进行再生,则吸附器的净化效果会降低,严重时可能会导致系统故障。
2.吸附剂选择错误:吸附剂的选择是根据被吸附物质的性质来确定的。
如果选择的吸附剂不适合吸附被处理空气中的有害物质,则吸附器的净化效果会大打折扣。
因此,在填充吸附剂之前,需要进行充分的实验和测试,确保选择的吸附剂适合被处理空气中的有害物质。
3.吸附器泄漏:吸附器在运行过程中可能会出现泄漏,导致有害物质逸出。
泄漏的原因可能是由于吸附层的老化、损坏、渗透等。
如果发现吸附器有泄漏情况,应立即停机检修,并更换损坏的部件。
4.压力波动:吸附器在工作过程中,由于吸附剂的吸附能力和气体流量的变化,可能会导致吸附器内的压力波动。
过大的压力波动会影响吸附器的稳定性和净化效果。
因此,需要通过调整进出口阀门或增加压力调节装置来控制压力波动。
为了保证吸附器的正常工作和净化效果,需要定期检查和维护吸附器。
定期清洗吸附层、更换老化的吸附剂、检查吸附器是否有漏气等,是确保吸附器正常运行的关键。
同时,需要根据实际情况合理调整吸附器的操作参数,如进出口阀门的开度、吸附剂的填充量等,以提高吸附器的净化效果。
综上所述,对于空分纯化系统中的吸附器,我们需要了解其工作原理和再生方法,及时处理吸附层饱和度过高、吸附剂选择错误、吸附器泄漏、压力波动等异常现象,以确保吸附器的正常运行和净化效果。
空分单元纯化系统空气中co2超标问题浅析

王菲(神华榆林能源化工有限公司,陕西 榆林 719300)
摘要:空分单元纯化系统空气中CO2 超标的问题时有发生。由于空分单元纯化系统的工艺特点,其空气中CO2 超标问题与原料、系 统稳定性、工艺操作方法有直接关系,遇到CO2 超标问题会直接导致下游系统无法正常运行或带来诸多安全隐患。为此,通过研究纯 化系统空气中CO2 超标的问题,能够保障空分单元安全、稳定、长周期、满负荷、优质化生产,并为所服务的其它单元提供坚实保障。 关键词:空分单元;纯化系统;CO2 超标。
Keywords: Air separation unit; Purification system; CO2 levels
0 引言
空分单元纯化过程中,因分子筛出口空气CO2 含量高,极 易在后系统低温区产生干冰,堵塞换热器、精馏塔,造成生产波 动,甚至非计划停车,给单元及公司带来极为严重的影响,为此 通过问题研究、案例剖析及相关经验积累,对本单元纯化系统 CO2 超标问题提出一些见解。
2.5 分子筛再生因素影响
分子筛吸附剂在吸附工作完成后,经过10min 的卸压、 90min 的加热、100min 的冷吹进行解吸,当再生时间不合理匹 配或异常会导致分子筛不能完全解吸,使压缩空气处理不达 标;此外,分子筛再生还与污氮气流量、污氮气温度有直接关 系,当再生过程中,由冷吹峰值>100℃标准判定再生能力的彻
2.2 工艺参数异常波动 生产过程中,空分单元工艺参数异常波动,极易造成纯化
系统出口CO2 含量超标。如预冷系统波动,由于预冷系统为纯 化系统上游系统,其预冷不稳定、气量变化较大等会造成较强 的气体的冲击夹带,致使空冷塔出口空气带有超量的水分进入 纯化系统;预冷系统冷却水和冷冻水喷淋量较大或者水量和气 量比例失调,会造成空冷塔空气带水进入纯化系统;空冷塔液 位过高会使原料气中夹带水分或其塔顶除沫器故障,都可导致 原料气夹带水分。至此,纯化系统吸附剂因吸附顺序为水>乙 炔>CO2 ,大部分能力用于吸附水分,使得CO2 含量超标。 2.3 分子筛失效,超出使用寿命
空分装置纯化系统常见故障及解决方案

有 害成分 。来 自预冷 系统 的含湿 饱和 空气 首先 自下而 上流 经 器通道冻堵 ,主换热器阻力增加 ,进塔 的空气量减 小 ,严重时 可
其 中一 只吸附器 ,在加压条件 下空气 中的水 分 、二 氧化碳 、乙炔 能会导致空分塔 的精馏 不能 正常运 行 ,甚 至损 坏设备 ,并 且分 等被分子筛 吸附 ,由于分子筛 的用量 一定 ,因此在 一定 时间 内, 子筛长此 以往高负荷运行 ,必然会缩短分子筛的使用寿命 。
2 常见故 障 2.1 阀 门故障
纯化器的动作靠 13个气 动调 节 阀的开 闭来 控制 ,阀 门的 动作 不到位会造成严 重后 果 ,近年 来 ,多次 发生 因 阀 门动作 不 到位 导致空分 装 置停 运 ,给 公 司安 全平 稳运 行 造 成 了极 大 的 威胁 。
自开工以来 ,气 动调节 阀多次 出现 阀 门动作 不 到位 ,影 响 了空分装 置的安全平 稳运 行 ,由于 均压期 间设 有 压差 保护 ,即 均压 8min结束 时 ,如果 两只 吸附桶压 差大 于 0.06MPa,程 序将 会 自动暂停 ,因此 V1205、V1206、V1207、V1208如果 出现关 闭不 严 ,在均压阶段程序 将会 暂停 ,为不 停 工在 线处 理赢 得 了宝 贵 的时 间 ,而均压 阀 V1209和泄 压 阀 (V1210/V1211)管 径较 小 , 出现故 障影 响较小 ,但是 V1201、V1202、V1203、V1204四个调节 阀没有必要 的保 护措施 ,每次 出现 故障都会 带来极 其严 重的后 果 。如 2012年 l2月 25日V1202阀门关 闭不严 ,导致大量空气 经 V1202、V1208后放空 ,分 流塔 内冷流倒 流 至纯化 器放 空 ,使 纯化器管 网及 阀门结 霜 ,由于大 量空 气放 空 ,净化 风管 网压 力 出现低报 ,一定 程度上影响到操作人员对故 障的判断 。 2.2 电加 热炉 故障
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5.3空气纯化系统5.3.1空气纯化系统的任务纯化系统的目的是通过分子筛清除空气中的水分、二氧化碳及碳氢化合物等杂质,保障空分装置的安全运行。
经分子筛吸附器纯化后的空气中的水含量≤5PPm 、CO≤1PPm。
25.3.2空气纯化系统主要设备2台分子筛吸附器(D-5004A/B)1台蒸汽加热器(E-5001)1台气液分离器(D-5005)5.3.3主要设备的工作原理与过程5.3.3.1分子筛吸附器分子筛主要成分是碱性硅铝酸盐,有一定的晶型和连接结构,能使一些特定的分子通过的物质。
液化设备通常都有用于净化流程空气的前置净化装置,2台分子筛吸附器(1台吸附,1台再生)交替使用,保证了其工作的连续性。
其目的是脱除空气中的水分和二氧化碳及C、H化合物(CO2在空气中的平均含量约400ppm)。
因为H2O与CO2的固化温度均高于设备的操作温度,这样,它们易沉积和浓缩,对冷箱内设备构成堵塞。
而过多的碳氢化合物在主冷凝蒸发器四周积累,会有发生爆炸的可能性。
分子筛吸附器采用卧式双层床结构(也有分子筛单层床结构),分子筛采用球形结构。
其中铝胶(活性氧化铝)床层占吸附器体积1/5(下部),重量为10250kg;分子筛床层占4/5(上部),重量为52000kg。
添加铝胶床层的目的:增强吸附效果、延长使用时间、降低再生能耗、延长使用寿命的特点。
具体分析如下:活性氧化铝对于含水量较高的空气,吸附容量比较大,而且对水分的吸附热也比分子筛小,其大量吸附水分后使空气温升较小,有利于后部分分子筛对二氧化碳的吸附,而且双层床纯化器净化空气的程度比单层床更高,空气的干燥程度可以由原来露点的-60℃降到-66~-70℃,净化后空气中的二氧化碳含量也更低;采用双层吸附床,可以延长纯化器的使用时间,经试验得出:双层床结构的分子筛纯化器比单床层结构的有效工作时间可延长25~30%;活性氧化铝解吸水分容易,而分子筛较为困难,分子筛再生时其冷吹峰值需要达到120℃以上才能保证其再生完善,而活性氧化铝只需要达到80℃左右即可,这样一来就可以降低整个系统的再生温度,从而节省了再生能耗(对于双层床结构的分子筛纯化器一般将冷吹峰值控制在100℃以上,作为其再生完善的主要标志);活性氧化铝颗粒较大,且坚硬,机械强度较高,吸水不龟裂、粉化,所以双层床的活性氧化铝可以减少分子筛粉化,延长分子筛寿命,活性氧化铝处于加工空气入口处,还可以起到均匀分配空气的作用;铝胶还具有抗酸性,对分子筛能起到保护作用。
5.3.3.2分子筛工作周期吸附阶段:240分钟再生阶段:卸压9分钟、热吹90分钟、冷吹120分钟、升压(9分钟)5.3.3.3工作过程由于切换工作频繁,切换过程的操作复杂,阀门较多,口径较大,为了减轻工作强度,避免误操作,采用了DCS自动程序控制。
①分子筛吸附阶段吸附原理:吸附是一种把气态和液态物质(吸附质)固定在固体表面(吸附剂)上的物理现象,这种固体(吸附剂)具有大量微孔的活性表面,吸附质的分子受到吸附剂表面引力的作用,从而固定在上面。
引力的大小取决于:—吸附剂表面的构造(微孔率)—吸附质的分压—温度吸附伴随着放热,是一种可逆的现象,类似于凝结:—如果增加压力,吸附能力增加—降低温度,吸附能力增加因此,在吸附时,要使压力升到最高,温度降到最低。
解吸时,则要使压力降到最低,温度升到最高。
分子筛纯化器利用较低温吸附、高温解吸来达到连续净化空气的目的。
在这一交变过程中,特别需要对其进、出口温度加以监控,以掌握其使用情况。
在吸附过程中,空气进、出纯化器的两条温度变化曲线被称为“吸附温度曲线”。
在再生过程中,污氮气进、出纯化器的两条温度变化曲线被称为“再生温度曲线”。
空气在经过纯化器后,温度会有所升高。
这是因为空气中的水分和二氧化碳被分子筛吸附,而吸附是个放热过程。
对于全低压流程空分设备而言,空气进纯化器压力在0.5Mpa(G)左右,空气进纯化器温度约为12.5℃。
在这种情况下,空气进出纯化器温度之差约为4~6℃,本装置的出口温度为18.5℃。
如果空气进纯化器温度升高,则温差也相应会有所增大,这是因为空气温度升高使得空气中水含量增多。
如果在纯化器使用过程中(刚开始使用的一段时间除外),出纯化器空气温度突然升高,而进纯化器温度和压力却较为稳定,这种情况往往显示空气已经将空冷塔的水带入分子筛纯化器。
在分子筛纯化器由再生转为使用,吸附工作刚开始的一段时间内,空气出纯化器温度较高,这时出口温度要比进口高出20℃以上。
这种现象除了是由于再生过程中的冷吹不彻底造成的以外,还由于纯化器在切换至使用前的升压过程中释放吸附热所造成的。
在空分设备中用于吸附水分和二氧化碳的分子筛,除对极性分子如水和二氧化碳等具有吸附能力外,对非极性的氮气和氧气也有一定的吸附作用。
升压过程是一个压力上升的过程,随着压力升高,分子筛的静吸附容量增大,更多的氮气和氧气被分子筛所吸附。
而这个过程同样是个放热的过程,这种放热使得分子筛床层温度升高。
当升压后的纯化器转为使用时,空气将分子筛床层的热量带出来,从而引起出口温度的升高。
由于这种现象不单单因为冷吹不彻底引起,所以无法通过延长冷吹时间来解决。
于是有的空分设备中,采用增加一个“两组分子筛并行运行”的步骤,用来减少这种温度波动对主换热器的不利影响。
②分子筛再生阶段相对于较为简单的吸附温度曲线而言,再生温度曲线要复杂一些。
典型的再生温度曲线如图2所示。
卸压阶段(A-B):分子筛纯化器在较高工作压力下(0.5Mpa以上)完成吸附任务,而在较低的压力下(有时常压)进行脱附再生。
在纯化器由吸附转为再生时,首先将纯化器内的压力降下来。
压力下降时,分子筛静吸附容量减小,原来被吸附的气体分子或水分子,便有部分会从分子筛中解吸出来。
与吸附过程的放热效应相对应,脱附再生过程是个需要吸收热量的过程。
在卸压阶段,脱附所需热量只能来自于分子筛床层本身,因而使得床层温度下降。
受此影响,空气进口(污氮气出口)和空气出口(污氮气入口)温度同时开始下降(因为卸压阀在分子筛进口处,故卸压阶段空气出口温度较空气进口温度下降的幅度更大)。
加热阶段(B-C):加热阶段开始后,虽然污氮气进口温度迅速升高,但出口温度还会继续下降,最多可下降至-10℃左右,然后才会逐渐升高。
经蒸汽加热器加热过的高温污氮气,在由上而下通过分子筛床层时,首先使得床层上部的分子筛温度升高并对上部的分子筛进行再生。
在此过程中,污氮气的热量一方面传递给了上部的分子筛,另一方面被解吸出来的二氧化碳和水分带走了,故污氮气本身的温度迅速下降,到达纯化器底部时,温度已经很低了,所以污氮气出口温度不会很快升高。
加热阶段需要加以监控的主要是污氮气进口温度,它和污氮气流量、加热时间等一起体现了带入纯化器中的热量的多少。
污氮气进口温度主要由蒸汽加热器的运行状况以及再生污氮气的实际流量等因素所决定。
一般来说,加热阶段主要解吸的是分子筛床层的中上部,并且将热量贮存在分子筛床层中。
冷吹阶段(C-D):在冷吹阶段,一方面利用加热阶段贮存在分子筛床层中的热量继续解吸下部的活性氧化铝,另一方面将床层中的热量带出来,从而为再次投入使用作准备。
冷吹开始后,污氮气进口温度迅速下降,但出口温度还会继续上升,一直达到某个最高点后,才会逐渐下降。
冷吹阶段的污氮气出口温度变化曲线(以下简称冷吹曲线)特别重要。
冷吹曲线上的最高温度点称为“冷吹峰值”,它是再生过程是否完善的主要标志。
床层中的分子筛在再生过程中温度自上而下是递减的,所以最底层的分子筛总是再生得最不彻底。
对于双层床分子筛纯化器,如果冷吹峰值达到100℃,则说明纯化器内上部的分子筛和下部的活性氧化铝都已再生好了(靠近筒体的边缘区因存在散热问题除外)。
影响冷吹峰值的因素主要是加热阶段进纯化器的再生污氮气的温度高低、流量大小以及加热时间的长短等等。
此外,如果在上一个使用周期中分子筛吸附了太多的水分和二氧化碳(即吸附饱和),而在再生时也没有增加再生热量,则冷吹峰值会下降,如果分子筛在使用过程进水,则冷吹峰值也会显著下降。
如果冷吹曲线上会出现多个峰值,则说明分子筛床层不平整。
良好的分子筛床层,在任何一个水平截面上的温度梯度应该较小,这样的床层在再生过程中,最底层的分子筛各处温度差不多始终相等,温度变化曲线也相同。
而仪表所记录下的是各处出来的气体混合在一起后的温度变化曲线,可以认为是一系列的波形曲线综合在一起后所形成的曲线。
由于这一系列的波形曲线均相同且无相位差,故综合成的曲线形状不会有所改变。
在另一种情况下,当分子筛床层厚薄不均匀时,较薄处分子筛量少而流过的气量多,分子筛温度变化得就比较快,而较厚处情况正好相反。
这样最底层的各处不是同时达到峰值,综合而成的波形曲线中就有可能出现两个甚至三个峰值。
一般来说,分子筛床层不平整时,冷吹曲线的形状也会变得“矮”和“胖”一些。
冷吹结束时的污氮气出纯化器温度是另一个需要加以控制的指标,该温度如果过高,则纯化器由再生转为使用时空气就会将这一部分热量带入主板式换热器,近而对其工作状况产生不良影响。
该温度主要由冷吹时间、再生气流量以及加热过程中带入热量多少等因素决定。
一般来说,分子筛床层不平整时,冷吹到指定温度需要更长的时间。
升压阶段(D-E):升压阶段的纯化器内压力是增加的,前面已经叙述过,这是空气中杂质被分子筛吸附,而床层温度升高的过程。
受床层温度升高以及保温层中残余热量的影响,污氮气进出口温度都会上升。
5.3.3.4分子筛吸附器的正常维护①按时检查记录出纯化气中二氧化碳,水的含量,再生气中水含量如果超标应及时查找原因,并采取措施。
②经常检查纯化系统中自动切换程序各步时间,切换阀动作顺序,开关状态是否符合程序控制的要求。
③严格控制好再生气的流量、温度在工艺指标范围内。
④向分子筛吸附器装填的分子筛必须时非受潮的,设备经过一段时间运转后,吸附剂中的分子筛会下沉,应及时添加,添加吸附剂时要注意吸附创面的平整。
⑤经过长期运转(3-15年),分子筛吸附能力下降或严重破损,需要重新更换分子筛。
5.3.4蒸汽加热器与气液分离器蒸汽加热器要求采用高效节能紧凑式,立式圆筒结构,管程为蒸汽,壳程为污氮。
设计压力2.5Mpa,利用1.3Mpa、195℃的低压蒸气作为热介质加热返流的污氮气。
气液分离器主要收集蒸汽加热器中的蒸汽冷凝液,在此要注意的是气液分离器内的蒸汽冷凝液排放温度不得高于80℃。
13XAPG-1 分子筛工业上主要用于大中型空分装置原料气的净化(同时去除水和二氧化碳)以及部分碳氢化合物。
一、产品技术指标13XAPG-1分子筛可在提高温度的情况下吹扫或抽真空而再生重新使用,再生(脱水)的程度则视吹扫的湿度与温度而定。
三、储存1.室温相对湿度不大于90%;2.不宜直接暴露于空气中;3.避免水、酸、碱的。