氧化亚氮对空分主冷凝蒸发器安全运行的影响
常见危险气体危害及对煤化工空分装置安全的影响
常见危险气体危害及对煤化工空分装置安全的影响摘要：空分装置的有效应用不仅能够更好的保证工业生产中的环境质量和生产安全，而且也能够为有效提升生产质量稳定性起到促进意义。
本文针对常见危险气体危害以及对煤化工空分设备的安全影响问题进行了研究和讨论，希望能够帮助相关技术人员在实际进行空分设备使用和监督管理过程中引发更多的思考，从而更好地结合生产的实际情况进行设备使用安全方案的有效设计。
关键词：危险气体危害；煤化工空分装置；安全影响引言：随着近几年来我国工业生产领域的深化发展，国家对于煤化工生产过程中的安全问题再一次提出了新的要求。
因此相关技术人员应当有效提升自身的设备监管和使用安全意识，不仅能够针对常见的危险气体生成和危害进行有效了解，而且也能够通过排查设备的隐患问题，从而更好地降低煤化工生产过程中的安全事故发生概率，从而更好地为构建更加科学安全的空分设备使用管理体系起到深远的铺垫作用。
一、常见危险气体的分析（一）油分含量在空分装置的使用过程中需要严格针对危险气体中的油分含量进行有效控制，防止以下几个方面可能出现的危险问题。
第一，在进行空分装置的操作和使用过程中，往往对于机组的排气温度和空气压缩机的润滑油量没有进行了定期的控制和检查。
这样的实际情况不仅会造成油气成分不断的积累和提升，同时也可能造成危险气体的油分含量不能增加。
[1]第二，当过分设备处于不正常的工作状态时也容易出现油分含量提升的实际问题，并且还会造成遇冷水质中的含油量不断提升。
第三，在设备进行运转的过程中，技术人员往往会对生产中的膨胀剂系统密封头晕情况进行检查，但是对于停产的相关设备环节却产生了一定程度的忽略。
这样的实际情况容易造成部分设备环节的密封气压力出现过低问题，同样也会出现油分含量增加的实际隐患。
（二）氮氧化物含量随着近几年来大气污染的规模和程度不断加重，空气当中每年的氮氧化物含量也在不断提升。
这样的实际情况不仅造成了空分装置在实际的运行过程中会产生较大的负面影响，同时也会在设备内部积累相应的N2O成分，从而不断对厘米设备的整体性能产生负面影响。
关于空分装置主冷的安全运行及防爆措施研究
关于空分装置主冷的安全运行及防爆措施研究摘要：本文以空分装置为例，对空分装置主冷的安全运行及防爆措施进行深入探讨。
这两套空分装置都是运用分子筛吸附净化双级精馏技术，自投产以来，由于该装置附近大气中的烃含量严重超标，导致其主冷液氧里的碳氢化合物也相应超标。
即使运用了很多方法，包括将主冷完全浸没式操作、液氧定期排放等，却只减少了部分碳氢化合物含量，乙烷含量依然严重超标，甚至有时超过停车值。
因此对空分装置主冷的安全运行及防爆措施展开分析有助于进一步实现安全生产目标。
关键词：空分装置主冷；安全运行；防爆措施1造成爆炸主要因素对于空分装置来说，其可燃物主要为乙炔等碳氢化合物以及油分等，助燃物主要为液氧。
引爆源主要有四种：1.爆炸性杂质固体微粒之间互相摩擦以及和器壁相互摩擦碰撞导致；2.静电放电，如果液氧里带有少量的冰粒以及固体二氧化碳，就会形成静电荷，当二氧化碳的含量增加到200～300ppm的时候，会形成3000V的静电位；3.气波冲击，因为流体冲击以及气蚀情况会导致压力脉冲，使局部的压力变大、温度变高；4.当具有化学活性极强的物质存在时，例如臭氧以及氮氧化合物，会导致液氧中的可燃物爆炸敏感性变强。
不论是哪种因素造成的爆炸，为了保证空分装置的安全生产，主冷防爆是空分工作中的重中之重，必须清除所有危险因素，保证空分装置的安全稳定运行。
3爆炸源产生的原因分析大气中不仅含有氧气、氮气和氩气，还含有水蒸气、二氧化碳、碳氢化合物以及灰尘等，这就需要用大中型的分子筛净化流程，将空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质吸附干净，常用的吸附剂为硅胶或分子筛。
分子筛可将空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质吸附于吸附剂的表面，经过加热再生将其去除，最终实现空气净化的效果。
本文所研究的某空分装置应用的吸附剂是13X分子筛，因为13X分子筛具备对孔径相似极性分子的吸附能力，因此空气里的水分、二氧化碳、碳氢化合物等杂质几乎都能用分子筛吸附器进行清理。
浅谈空分主冷凝蒸发器爆炸机理及防范措施
浅谈空分主冷凝蒸发器爆炸机理及防范措施摘要：空分装置是以空气为原料经过压缩、低温膨胀做功和塔内低温精馏，从而获得所需要的各气体和低温液体产品，是冶金、化工等行业的核心设备之一。
近年来，因空分设备制造缺陷和操作管理不善等原因，已发生多起空分设备爆炸事故，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸是近年来事故频发的主要原因。
本文以空分装置主冷凝蒸发器发器为例，对空分装置爆炸原因及防范措施加以分析。
关键词：空分设备、主冷凝蒸发器、爆炸。
一、空分装置主冷凝蒸发器爆炸的机理空分主冷凝蒸发器的爆炸种类可分为物理性爆炸和化学性爆炸。
从爆炸的实例分析来看，化学性爆炸占主要部分。
众所周知形成化学性爆炸的必要条件是：可燃物、助燃物和引爆源。
在空分设备主冷凝蒸发器器中，引爆源主要有：（1）爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦发热；（2）静电放电。
当液氧中含有少量冰粒、固体二氧化碳时，会产生静电荷。
有关数据显示：二氧化碳的含量提高到200-300ppm时，所产生的静电位可达到3000V；（3）气波冲击、流体冲击或汽蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力高而使温度升高；（4）化学活性特别强的物质（臭氧、氮氧化合物等）存在，使液氧中可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。
助燃物为气氧和液氧；可燃物主要是碳氢化合物、乙炔或油分等高烃类杂质。
乙炔为不饱，其分子结构很不稳定，是极易燃烧爆炸的物质，乙炔在塔中，以分子形式溶解在液空中，但溶解度是一定的，当超过溶解度时，乙炔则以固体微颗粒形式出现。
乙炔在液空中的溶解度约为20ppm；在液氧中(-180℃左右)约为6.5ppm。
乙炔在被氧中的溶解度较小，过剩的乙炔以固体微颗粒悬浮在液氧中或附于管壁与通道内壁上。
在冷凝蒸发器中，液氧的平均温度为-180℃，气中能带走的乙炔量不到总量的5%，所以随着液氧的不断蒸发，液氧中的乙炔越聚越多，当超过其溶解度时就以固体形式析出，固体乙炔具有极不稳定的化学特性，当形成“死端沸腾”、“干蒸发”时就形成了爆炸的内因，一旦受到来自机械、物理、化学方面的冲击，即刻诱发爆炸。
冷凝蒸发器(空分设备)防爆措施
蒸发器冷凝器（空分设备）防爆措施一、主冷却爆炸机构1.有害物质a.可燃组分：主要是乙炔等碳氢化合物，乙炔最为危险，在液氧中的溶解度很低（5.6×10-6mg/L），它很容易在固态下沉淀并引起爆炸。
b.堵塞组分：主要是二氧化碳、水分和氧化亚氮，尤其是氧化亚氮，日渐引起关注，他们结晶析出后，堵塞主冷通道，会引起主冷“干蒸发”和“死端沸腾”，引起碳氢化合物浓度、积聚、析出，引发主冷爆炸。
c.强氧化剂：液氯是一种强氧化剂。
2.几种起爆因素a.固体杂质颗粒的机械冲击爆轰（乙炔微粒等摩擦、液氧冲击）。
b.静电，如果二氧化碳颗粒达到（200～300）×104ppm时，可产生静电，电压达3kV。
c.化学敏感性强的物质（如臭氧和氮的氧化物）。
d.气流冲击、压力冲击、汽蚀引起的压力脉冲，引起温度升高引发爆炸。
二、主冷却防爆措施1.加强原料空气质量控制氧气生产区应全年逆风，距乙炔发生站300m以上，远离有害气体源，加强原料空气质量控制，一旦污染严重，要采取相应措施。
2.清除有害物质，防止碳氢化合物等积聚积累的主要因素如下：a.充分发挥液-空-液氧吸附器在脱除乙炔等烃类中的作用，严格按期倒换吸附器和控制加热再生温度，提高吸附效率。
b.从主冷中排放1％的产品液氧，去除碳氢化合物。
c.定期对空分进行大加温，清除热交换器和精馏塔中积聚的残余二氧化碳和碳氢化合物杂质。
d.液氧泵长期投入运行，采用分子筛吸附的，氧化亚氮吸附效果不好，可以在分子筛吸附器中添加一层5A分子筛。
3.采用高、精、尖检测仪表，实现在线和离线监控这个工作要正常化、制度化、定期进行，若环境恶化，需随时采取有效措施，将有害物质控制在标准范围内，乙炔在0.5、甲烷120、总碳155、二氧化碳4、氧化亚氮100（数量级10-6）。
空分主冷凝蒸发器爆炸的原因及防范措施
空分主冷凝蒸发器爆炸的原因及防范措施作者：徐刚来源：《中国科技博览》2016年第12期中图分类号：X932 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0143-01空分设备由于其特殊的结构和介质的理化性质，发生爆炸的危险性较大。
据不完全统计，20世纪 90年代中期后，国内外连续发生大型空分设备爆炸，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸是近几年来事故频发的主要原因。
本文以空分装置主冷凝器为例，对空分装置爆炸原因及如何防范加以分析。
1 空分装置主冷凝蒸发器爆炸的原因分析形成化学性爆炸的必要条件是：可燃物、助燃物和引爆源。
？空分塔的爆炸种类可分为物理性爆炸和化学性爆炸。
从爆炸的实例分析来看，化学性爆炸占主要部分。
在空分设备主冷凝蒸发器中，可燃物主要是乙炔、碳氢化合物或油分等高烃类杂质；助燃物为气氧和液氧。
引爆源主要有：（1）爆炸性杂质固体微粒相互摩擦或与器壁摩擦发热；（2）静电放电。
当液氧中含有少量冰粒、固体二氧化碳时，会产生静电荷。
有关数据显示：二氧化碳的含量提高到200300ppm时，所产生的静电位可达到3000V；（3）气波冲击、流体冲击或汽蚀现象引起的压力脉冲，造成局部压力高而使温度升高；（4）化学活性特别强的物质（臭氧、氮的氧化物等）存在，使液氧中可燃物质混合物的爆炸敏感性增大。
2 从工艺及设备管理上加强防爆措施从工艺管理方面加强防爆措施的方法2.1 抓住空气来源关。
空分装置的原料就是大气，大气质量的好坏直接关系着主冷液氧中烃类的变化。
（1）建立了大气质量监测，每周分析一次；（2）设立了风向标，随时掌握四季风向的变化，如果主冷的总碳氢的含量超标就及时安操作规程的要求排放；2.2 把住空气压缩关。
从空分装置的流程来看，进入分馏塔系统的空气来源于空压机系统，在此过程中就不可避免的存在润滑脂，这些润滑油脂是非常危险的。
因为液氧中的油脂能附着在主冷的翅片上，当油膜达一定厚度时，它将与不饱和烃、氮氧化物和氧气的混合物在低温下起化学反应生成灵敏度较大的可燃物，这些可燃物一旦遇火源就会发生爆炸。
空分装置中有害气体的危害与控制
制氧前言空分装置的主要生产原料是空气，空气主要是由氧气、氮气、氩气以及部分稀有气体组成，除了空气中这些主要组分外，还有许多微量有害的物质以及伴随着工业发展排放的微量污染物组成。
这些有害物质在生产过程中影响空分设备的正常运行，积累到一定程度以后还会危害到设备的安全运行，引起整个工厂装置设备和人员的安全。
近年来空分装置发生的最重大安全事故之一便是由于微量有害物质的积累引起的主冷的爆炸和带氪氙粗制装置引起的爆炸。
但是空气中的微量污染物随着整个国家工业的发展的大环境以及空分装置周边小环境的变化都会发生变化，这种空气中有害物质的源头是不可控的，那么为了保障空分装置的运行安全，我们必须清楚地了解这些有害物质危害的原因以及如何有效控制。
1空气中主要有害物质空气中主要存在的有害物质有CH 4、C 2H 2等碳氢化合物，CO 2、N 2O 、SO 2、H 2S 等酸性物质和H 2O 。
通常空气中有害组分对装置引起的危害主要是三个方面：（1）引起板式或者主冷堵塞（H 2O 、CO 2、N 2O ）。
（2）易燃易爆物质积聚引起爆炸（CH 4、C 2H 2、C 2H 4、C 2H 6等C n H m ）。
（3）引起设备腐蚀或者分子筛中毒（SO 2、H 2S 、HCl 等酸性物质）。
在欧洲工业气体协会IGC Doc 65/06/E Appen⁃dix A 中对这三类物质进行了分类，见表１。
表1空气中的堵塞性、易燃性和腐蚀性污染物堵塞性污染特水分：H 2O二氧化碳：CO 2氧化亚氮：N 2O易燃或反应性污染物甲烷：CH 4乙炔：C 2H 2乙烯：C 2H 4乙烷：C 2H 6丙烯：C 3H 6丙烷：C 3H 8其化烃类氮氧化物：NO X臭氧：O 3腐蚀性污染物二氧化硫：SO 2三氧化硫：SO 3硫化氢：H 2S 氯：CL 2盐酸：HCL 氨：NH 3其化硫化物其他氯化物注：本表引自CGA P －8《空气低温分离装置的安全指南》。
风冷冷凝器风险辩识
风冷冷凝器风险辩识可燃组分主要是乙炔等碳氢化合物，乙炔为危险，在液氧中的溶解度很低（5.6×10-6mg/L），很容易以固态析出并引发爆炸。
强氧化剂液氯为强氧化剂。
堵塞组分主要是二氧化碳、水分和氧化亚氮，尤其是氧化亚氮，日渐引起关注，他们结晶析出后，堵塞主冷通道，会引起主冷“干蒸发”和“死端沸腾”，造成碳氢化合物浓缩、积聚、析出，引发主冷爆炸。
引爆因素a、固体杂质微粒的机械撞击引爆乙炔微粒等摩擦、液氧冲击。
b、静电，如二氧化碳微粒达到（200～300）×104ppm时，可产生静电，电压达3kV。
c、化学敏感性特强的物质（如臭氧和氮的氧化物）。
d、气流冲击、压力冲击、气蚀现象引起的压力脉冲，引起温度升高引发爆炸。
防止冷凝器腐蚀方法冷凝器的材料一般以碳钢、不锈钢和铜为主，其中碳钢材质的管板在作为冷却器使用时，其管板与列管的焊缝经常出现腐蚀泄漏，泄漏物进入冷却水系统会造成污染环境及物料的浪费。
冷凝器在制作时，管板与列管的焊接一般采用手工电弧焊，焊缝形状存在不同程度的缺陷，如凹陷、气孔、夹渣等，焊缝应力的分布也不均匀。
使用时管板部分与工业冷却水接触，而工业冷却水中的杂质、盐类、气体、微生物都会构成对管板和焊缝的腐蚀。
研究表明，工业水无论是淡水还是海水，都会有各种离子和溶解的氧气，其中氯离子和氧的浓度变化，对金属的腐蚀形状起重要作用。
另外，金属结构的复杂程度也会影响腐蚀形态。
因此，管板与列管焊缝的腐蚀以孔蚀和缝隙腐蚀为主。
从外观看，管板表面会有许多腐蚀产物和积沉物，分布着大小不等泡。
以海水为介质时，还会产生电偶腐蚀。
双金属腐蚀也是管板腐蚀的一种常见现象。
针对冷凝器防腐问题，西方多采用高分子复合材料的方法进行保护，其中应用多的是美嘉华技术产品。
其具有优异的粘着性能及抗温、抗化学腐蚀性能，在封闭的环境里可以安全使用而不会收缩，特别是良好的隔离双金属腐蚀和耐冲刷性能，从根本上杜绝了修复部位的腐蚀渗漏，为冷凝器提供一个长久的保护涂层。
单位内部认证制氧专业考试练习题及答案4_2022_背题版
***************************************************************************************试题说明本套试题共包括1套试卷每题均显示答案和解析单位内部认证制氧专业考试练习题及答案4(500题)***************************************************************************************单位内部认证制氧专业考试练习题及答案41.[单选题]下列说法不正确的是( )A)吹扫设备和管道时各吹除阀出口的露点≤－65℃时为吹除合格B)吹除时，严格控制上塔压力PI1-2＜0.05MPa避免上塔超压C)吹扫时在接通个系统时必须先开吹除阀再开入口阀，停止吹扫时先关出口阀在关在开入口阀答案:A解析:2.[单选题]爆炸下限较低的可燃气体、蒸汽或粉尘,危险性（ ）。
A)较大B)较小C)没影响答案:A解析:3.[单选题]下列金属中,导电性最好的是（ ）。
A)银B)铜C)铝答案:A解析:4.[单选题]以节流为基础的循环为( )。
A)林德循环B)克劳特循环C)卡皮查循环答案:A解析:5.[单选题]测得空分塔内液氧温度-180℃,放出塔外后液氧温度( )A)、 上升B)下降6.[单选题]管程进出口接管一般的接在管壳式换热器的 上。
( )A)管箱B)浮头C)壳体答案:A解析:7.[单选题]压力容器经过维修或改造后，应当保证其结构和强度满足（ ）A)设计要求B)制造要求C)安全使用要求答案:C解析:8.[单选题]当实际压力高于大气压力时,绝对压力等于表压力( )大气压力。
A)加B)减C)不变答案:A解析:9.[单选题]大、中型空压机连续冷启动不宜超过次（ )。
A)三B)二C)四答案:A解析:10.[单选题]我厂空压机空气过滤器选用的是( )。
A)拉西环式B)布袋式过滤器C)自洁式过滤器答案:C解析:11.[单选题]制氧过程中为确保安全对( )含量进行分析控制。
空分设备运行中的危险因素及其防范措施
空分设备运行中的危险因素及其防范措施空分设备是化工、冶金等行业重要的生产设备之一，由于其特殊的结构和介质的理化性质，发生爆炸的危险性较大。
近些年来，因空分设备制造缺陷和管理不善等原因，已发生多起空分设备的爆炸事故，据不完全统计，20世纪70年末、80年代初，全国共发生小型空分设备的爆炸事故100多起，大中型空分设备事故30多起，就在上世纪90年代中期后，国内外连续发生大型空分设备爆炸，特别是空分主冷凝蒸发器中烃类物质超标引起的爆炸是近几年来事故频发的主要原因，不仅影响了生产设备的平稳运行，而且给企业和国家造成重大的经济损失。
以下从实际运行经验出发，浅谈空分设备运行中存在的主要危险因素及防范措施。
1．危险因素1．1设备外部危险因素1．1．1油类空分设备主要使用透平油和润滑油。
透平油闪点(开口)≥195℃，属于丙类火灾危险性可燃液体，增压透平膨胀机透平油管，一旦输油管道发生泄漏，遇高热或明火，会引起火灾、爆炸；润滑油闪点(开口)≥230℃，属于丙类火灾危险性的可燃液体，输油管道一旦发生泄漏，高热或明火，也会引起火灾、爆炸。
1．1．2雷电雷电现象是大自然中常见的自然现象之一，由于雷电的发生具有不确定性、瞬时性和强放电性，因此能给各用电设备造成严重的影响，对空分设备的正常生产和安全运行构成严重威胁。
雷击能够造成电网波动或供电中断。
这将造成动力设备如压缩机、泵等的停运或损坏；油泵停运，极易造成高速运转的膨胀机的轴承由于得不到强制润滑而出现故障，甚至烧瓦的事故；压缩机的停运，导致向精馏塔输送的原料空气中断，造成严重后果；雷击能造成分子筛的电感式直流接近开关损坏，造成分子筛电加热器因连锁而无法启动；雷击还能够造成空分装置电子电气设备损坏，控制系统瘫痪，空分设备停车，直接导致后序生产的停止，严重时能造成不可想象的事故。
1．2空分设备内部危险因素1．2．1化学性爆炸危险因素从大多数空分设备爆炸实例的分析来看，化学性爆炸是主要的。
空分装置中的氧化亚氮
空分装置中的氧化亚氮
空分装置中的氧化亚氮是一种重要的工业气体，它在空气分离过程中
起着至关重要的作用。
空分装置是一种用于将空气中的氧气、氮气等
气体分离的设备，它主要由压缩机、冷却器、分离塔等组成。
而氧化
亚氮则是在这个过程中产生的一种副产物。
氧化亚氮的化学式为NO，它是一种无色、有刺激性气味的气体。
在
空分装置中，氧化亚氮是通过氮气和氧气的高温反应产生的。
具体来说，当氮气和氧气在高温下混合时，它们会发生化学反应，生成氧化
亚氮和一定量的氧气。
这个过程是空气分离过程中的一个副产物，但
氧化亚氮的产生量非常大，因此需要进行处理。
氧化亚氮的处理通常采用催化还原法。
这种方法是将氧化亚氮和一定
量的氢气通过催化剂进行反应，生成氮气和水蒸气。
这个过程中，催
化剂起到了催化作用，加速了反应速率。
经过处理后，氧化亚氮可以
被转化为无害的氮气，从而达到了环保的目的。
除了在空气分离过程中产生氧化亚氮外，它还可以通过其他途径产生。
例如，在燃烧过程中，氮气和氧气也会发生反应，生成氧化亚氮。
此外，汽车尾气中也含有大量的氧化亚氮，这是空气污染的主要来源之一。
因此，对氧化亚氮的处理和净化非常重要。
总之，氧化亚氮是空气分离过程中的一个副产物，它需要经过处理才能达到环保的要求。
催化还原法是一种常用的处理方法，它可以将氧化亚氮转化为无害的氮气。
在日常生活中，我们也需要注意减少氧化亚氮的排放，从而保护环境和人类健康。
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全技 术
１ 前言
空分设备的危险点是冷凝蒸发器，因为进人设 备低温部分的碳氢化合物或堵塞组分将在此聚集。 长期以来，对 １ 空分主冷凝器的安全运行，人们关 心的只是碳氢化合物 （ｍ ｎ Ｃ Ｈ ）的存在与聚集和二 氧化碳 （ｑ）的 Ｃ 堵塞。 膜式主冷凝器 （ 又名溢流 式主冷凝器 ｄｗｆｗ ｏｅ ｏｎｏ ｒ ｉｒ ｌ ｅ ｌ）的出现，由于 “ ｂ 干蒸 发”和 “ 死端沸腾” 使氧化＇氮 （ｚ ）在远低 ， Ｉ Ｆ Ｎ０ 于其溶解度的情况下以固态析出，更增加了碳氢化 合物析出和爆炸的危险性。１ ７ ５ ９ 年 月和 １月在 ９ ２
１ ０１
气体总网第十二次全网大会暨技术交流会论文集 （０１ ９） ２０ ．
这些堵塞组分和可燃组分在空分流程中不能被 全部除去。常用吸附剂对他们仅能部分吸附或不吸 附， 详见表 Ｉ ， 由表 Ｉ Ｎ０ 可见， ２ 在分子筛前端净化设备中只 能被部分除去，除去率约 ９％，一旦吸附剂表面 ０ Ｃ 仇达到饱和， 已吸附的Ｎ０ ２ 还会解吸随空气进人
化；对新设计的设备应按环境条件决定流程与设
备。 在没有空气质量数据可 依的 情况下． 空分设备 设计应按污染物最大工业水平 考虑。欧洲工业气体 协会（Ｉ ） Ｅ Ａ提供的空气中 Ｇ 最大杂质含量见表３
表３ 空气中最大允许杂质含ｔ （ 分子筛前端净化流程）
组分 Ｃ Ｃ Ｈ ＣＨ ｑ １ ｑ 执 ｚ ２ ４ Ｈ ｓ ｚ ｅ场氏
气体总网第十二次全网大会睡技术交流会论文集 （０１９） ２０ ．
一 一 一 一 一 一 一 目 一 一 一
・事故与安全技术・
氧化亚氮对空分主冷凝蒸发器安全运行的影响
杨 涌 源 （ 武汉钢铁设计研究总院上海设计院，上海宝山区果园铁力路２１ ５ ０号 ２１ ０ ０９ ） ０
一废气处理中氮氧化物 （Ｏ）还原时的生成 Ｎ，
物；
一汽车废气和发酵源。 据资料介绍， ｚ Ｎ。在大气中约以每年 ０ ％ ． ２ ０３ ． ％的速度增长， 它会破坏臭氧层， 增强温室效 应，也给空分设备主冷凝器的安全运行带来问题。
３ 。 Ｎ 对空分主冷 Ｚ 凝器安全操作的影响
冷箱。由 卜ＮＯ的沸点高于氧、氮等其它组分， ， 且其溶解度低，相对挥发度小， 最终 Ｎ０ ２ 将全部
进人上塔液氧，并可能以固态析出。
表 ， 空气中污染物的被吸附性
吸附剂 不吸附 部分吸附 完全吸附 ＯＮ 凡Ｏ 性０ Ｑ，
１
．
膜式主冷因换热器内没有液氧柱， 传热温差恒 定，因而可降低下塔压力，收到节能￣ ％的效果， ２ 它由 Ｌ Ｉ ＇ ＡＲ首先研制成功。２ 世纪 ９ 年代中期， ０ ０ Ｌ ｄ， Ｉ ｒａ 各大公司也 ｉｅ ＡＣ 和Ｐ ． ｎ Ｐ ａｉ ｒ 先后使用。 ３２ 主冷中咦Ｏ的聚集与堵塞原因 ． 分析 Ｎ０ ２ 不属于易燃易爆组分， 仅有 ＮＯ 存在不 ， 的 会引发重大安全事故， 但它沸点高、 挥发底低、 溶 解度小，属于堵塞组分 ，一旦在主冷中由于某种原 因ＮＯ以固体状态析出后，极易形成 “ ， 干蒸发” 或“ 死端沸腾”而造成碳氢化合物的聚集， 从而引 发安全问题。这种风险在膜式主冷中尤为突出。是 什么原因会促成 Ｎ０ ２ 在主冷中以固态析出呢？
１２ ０
的液氧高度可重新建立再循环，“ 干蒸发”自 然消 失； 对膜式主冷， 则必须保证有过量液氧通过蒸发 器，即 通过循环泵和回流量来保证分配器中的 液氧 液位来避免 “ 干蒸发” 。也就是说对浴式和膜式主 冷分 别可用主冷的 液氧面和液氧流量来防止 “ 干蒸 发”现象的发生。 ． “ 死端沸腾” ：由于堵塞，蒸发器通道中的 液体流动受到限制， 被封闭液体因换热而蒸发， 其 中杂质则被浓缩直至沉淀析出， 称为 “ 死端沸腾， ， ， 它类似一端封死的换热通道。 由上可见， 无论浴式主冷还是膜式主冷， 如果 操作不当 均会造成 “ 干蒸发”或 “ 死端沸腾” ，会 使Ｎ０ ２ 在远低于 其溶解度的浓度下沉淀析出，膜
况下为 （ ０ ６） Ｉ ９Ｋ １ ５ａ （ ）塔 １ 一１ ｘ ４ ， ｂ Ａ ４ ０ Ｖ； ． ｒ ４ 下部工况为 ２０ ０“ 溶解度随着压力、 ８ ｘ ， １ 温度的
升高而增加
在氧 值 ［ ． ， １ ａ （ ） 气中的Ｋ ９ ２ １ ３ ｒ 〕为５ ０Ｋ ． ｂ Ａ ０ ｘ ０ １－，冷凝相为固体．相对于液氧的密度 ０ 仁 ． ， １ ａ （） １ ０ ９ ２ １ ３ ｒ ］为 ． ０Ｋ ． ｂ Ａ ０ ４ 大气中Ｎ０ 来源于： ２ 一生物活动，即 微生物在土壤以 及海洋中的氮 化和 脱氮活动生成大气中的大部分Ｎ０ ，； 一生物废水处理装置可产生Ｎ０ ２ ；
一油、生物体和废弃物的燃烧； 一臭氧和聚酸胺生产中的副产品；
我国 ［和马来西亚１ 抚顺［ ５ １ ６ １ 接连发生了 空分设备主冷
凝器爆炸事故 （ 后者采用了膜式主冷凝器） ，造成 了重大损失，引起了国内外空分行业的重视与思 考。各大空分厂商在事故调研、 分析的基础上对已 投产和新设计的空分设备纷纷提出了对策和建议。 本文试图根据宝钢 ７ ０耐／空分设备在解决 从０ ２０ ｈ ０ 堵塞方面的实践和收集到的有关资料， 力求系统地 提出Ｎ。 ｚ 的存在、 性质、 堵塞、 危险成因与预防 措施， 供同行们借鉴与参考。
摘要 从氧化亚氮 （２）引发空分设备爆炸事例，以上海宝ｉ ７０ ｍ／ 空分设备在解决 Ｎ０ ７ ０ ＇ ２０ ｈ 从０ 堵塞方面的实践， 统地提出了Ｎ０的存在与性质， 较系 ， 及在空分设备主冷凝蒸发器中的堵 塞、危险成因 与预防措施， 并介绍了ＡＣ公司时膜式主冷与Ｎ０ ＰＩ ， 安全问 题的看法。
主冷凝器型式
浴 式 王 冷激 器
一 — — 一
冷
器
世
再循环型
９ ３ 宁 瓢ｉ Ｆ ｎ１
用循环泵 控制
高于入冷箱
空气杂质含欲
． “ ：当主冷凝蒸发器供液不足，使 干蒸发”
被冷凝，未汽化的液氧又返回浴内，谓之 “ 再循
环” 。
膜式 ｔ ． 冷凝器 （ 又名溢流式主冷凝器）是一种 液体在换热单元通道中自 上而下流动时发生汽化的 换热器，液氧通过顶部分配器靠重力输送到换热器 通道形成液膜流下， 受氮气加热而汽化， 蒸发氧气 沿着过量液氧膜从换热器底部向上流动， 氮气则被 冷凝。膜式主冷又分为两种型式： 一次通过型和再
２ 凡Ｏ的 性质及其存在
空气中除氧、氮、氢和稀有气体 （ 氖、氦、 氧化亚氮 Ｎ０ （ ，）是一种无色无味的气体， 密 氢、氛）外，还有一些微量组分，根据他们的性质 和对空分过程的影响， 可以分为堵塞组分 、可 燃组 度 Ｉ ８ｇ ＇ 沸点１ ． Ｋ（ ． ｋ ｍ， ９ ／ ８ ６ 高于氧、 ４９ 氮等其它组 分和腐蚀组分。腐蚀组分 （ 酸和酸性氧化物）不是 分， 在空气分离时将聚集于上塔液氧中） 三相点 ， １ ．Ｋ ．６ ， ８ ３ 和０８ ａ 气化热８． ｃ／ ， ２５ ８ｒ ９ ｋ ｌｇ 不可燃， 本文讨论的重点。 ８ ａｋ 堵塞 水分、 仇和 Ｎ０ 组分有： Ｃ ２ － 在低 温下属 于堵 塞组分，在 空气 中的含量 为 可燃 组 分 有：碳 氢 化 合 物 （ Ｈ ， ｚ Ｃ ， Ｈ ， Ｃ 一 ． ０ １－， ０３ ｘ ６ 常用吸附剂 （ １ ０ 氧化铝、 分子筛和 ＣＨ ． ＣＨ， ｓ ｅ ＣＮ＂ ， ＣＨ、等） 臭氧和氮１化物 ， ４ 硅胶）对它仅能部分吸附。 （０） Ｎ， 在液氧中的溶解度： ０２ ， １ ａ （ ）工 ９． １ ３ ｒ Ｋ ． ｈ Ａ ０
循环型 。
进入蒸发器的液氧全部蒸发， 而以极高的 倍数浓缩 一些挥发度小的杂质的现象，称为 “ 干蒸发” 。浴 式主 液氧高度不够， 冷的 膜式主冷的供液量不足， 都会造成 “ 干蒸发” 。这时浴式主冷的液氧再循环
量为零 ，膜式主冷的液膜厚度为零。增加浴式主冷
．一次通过型膜式主冷凝器— 液氧来 自上塔
式主冷尤为突出。
气体总网第十二次全网大会暨技术交流会论文集 （ １９） ２０ ． ０
在膜式主冷中， 如果液氧 循环量不足或液氧分 配不均． 使一些换热通道液膜厚度太薄， 在下降过 程中因受热蒸发使液氧厚度逐步减少为零而形成 “ 干蒸发 。由于是干蒸发，沸点高的未被吸附的 Ｎ０ Ｏ 会不断析出， ２ 和Ｃ， 堵塞液氧通道而导致 “ 死 端沸腾” 。由于死端沸腾会使液氧中的碳氢化合物 浓度不断提高， 在达到 爆炸浓度后， 一旦有引爆源 存在即会产生爆炸 有两点应该强调指出：一是由于局部 ‘ ・ 干蒸
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液 吸 器 气 附 ）
３ｔ 两种主冷凝器结构 ． — 浴式主冷与膜式主冷 浴式 主 冷凝器— 换热器的 操作是浸没在液氧 中进行， 氧以液相在蒸发器的底部，当 它在换热器
也出现了不同程度的问题，宝钢 ７００ ＇ ２０ｍ／ 空分设 ｈ
。， ，， 一 。
４２ 增设 性Ｏ吸附器或液氧／ ． 液空吸附器 对新设计的空分设备可在分子筛吸附器中 增加 叹Ｏ 吸附剂， ＰＩ ＡＣ 声称已研究成功专门的ＮＯ吸 ， 附剂。Ｌ ｄ 介绍在分子筛吸附器中增加 Ｉ ｉ。 ｎ Ｏｍ Ｏ ｍ厚 的５ 分子筛层即可将 性０几乎全部吸附 （ Ａ 一般 １ 分子筛对 叽。的吸附率为８％一 ０ ，也可 ３ Ｘ ５ ９％） 在 １ 混入其它吸附剂 （ ３ Ｘ中 专利） 。对进入冷箱的 ＮＯ 应设液空吸附器或液氧吸附器予以清除。 ，， ［ Ｉ ｉｅ ： Ｒ ｎ 对其在我国已 Ａ 和Ｌ ｄ 投产的采用膜式主冷的 ３ ０ｎｈ Ｉ ０ｍ１ 空分设备，均提出了增设 ５ （＇ 和 ｚ ０３ ０ｈ／ ０ ｈ 液氧吸附器的要求。 ４３ 对 “ ． 一次通过型”膜式主冷可设置一台备用
表 ２ 主冷凝器的分类与特点