王長華

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司制氧廠，江蘇南京 210035）

一起空分設(shè)備分子篩事故的處理及分析

王長華

（南京鋼鐵聯(lián)合有限公司制氧廠，江蘇南京 210035）

針對一起空分設(shè)備分子篩床層沖擊事故的前后處理過程進(jìn)行了分析，提出了對于分子篩系統(tǒng)故障的操作和處理要點(diǎn)，可有效排除故障，保證制氧機(jī)的穩(wěn)定、安全、長周期運(yùn)行。

分子篩；床層；沖擊；事故；分析；處理

1 前言

分子篩系統(tǒng)是制氧機(jī)穩(wěn)定安全的重要部分，分子篩吸附能力發(fā)生變化，將使水分和二氧化碳進(jìn)入主換熱器，造成換熱器的堵塞，輕則影響制氧機(jī)的產(chǎn)能，重則造成制氧機(jī)被迫停產(chǎn)加溫或者制氧機(jī)換熱器的損壞。下面對一起分子篩故障進(jìn)行分析，與同行進(jìn)行交流。

2 事故概述

2013年9月，某廠1臺(tái)2萬m3/h制氧機(jī)大修后開車，開車后機(jī)組運(yùn)行正常。在開機(jī)24 h后，發(fā)現(xiàn)AIAS103分析點(diǎn)CO2突然超標(biāo)，機(jī)組無法運(yùn)行，此時(shí)1#分子篩工作。機(jī)組停止運(yùn)行，分析原因處理。

3 原因分析及處理

3.1 初判是由于分析篩長期停用，潮濕空氣進(jìn)入造成分子篩吸附性能下降引起CO2超標(biāo)。

該機(jī)組在2013年2月份停機(jī)進(jìn)入待修狀態(tài)，6月份扒除珠光砂進(jìn)行空分系統(tǒng)大修。初判有2個(gè)原因：

（1）在大修期間由于分子篩管道暴露空氣中，在雨季有濕空氣進(jìn)入，分子篩吸附性能下降。而且分子篩在長期停產(chǎn)期間沒有充氮?dú)獗Ｗo(hù)。

（2）在停產(chǎn)準(zhǔn)備大修后，停機(jī)時(shí)1#分子篩處于吸附后期的飽和狀態(tài)，當(dāng)初由于考慮可能停機(jī)時(shí)間不長，沒有進(jìn)行活化后停機(jī)。在停機(jī)6個(gè)月期間，水分長期存于分子篩中，造成分子篩失效。

原因初定后，決定對分子篩進(jìn)行活化。當(dāng)時(shí)，分子篩運(yùn)行狀態(tài)是1#工作，2#解析。開空壓機(jī)后，使用1#吸附后的空氣加溫2#。然后再用2#吸附后空氣加溫1#。連續(xù)加溫2個(gè)周期后，重新導(dǎo)氣生產(chǎn)。發(fā)現(xiàn)1#和2#分子篩出口CO2均超標(biāo)，2#原來合格的現(xiàn)在也不合格了。

重新進(jìn)行分析認(rèn)為是1#分子篩吸附能力已經(jīng)散失，用CO2含量超標(biāo)的空氣加溫吸附能力好的2#，造成2#污染的惡性循環(huán)。于是采用相鄰機(jī)組的純氮?dú)膺M(jìn)行加溫，同時(shí)延長加溫時(shí)間和冷吹時(shí)間，提高加溫溫度到210℃，確保冷吹峰值溫度達(dá)到100℃以上。在加溫2個(gè)周期后，再次開機(jī)。2#分子篩運(yùn)行正常，CO2含量在控制范圍內(nèi)，而1#分子篩使用后立刻超標(biāo)。

3.2 分析過程

3.2.1 察看解析曲線，分子篩已經(jīng)活化到位。二氧化碳超標(biāo)不好解釋。

3.2.2 分析認(rèn)為應(yīng)該是分子篩床層出現(xiàn)問題。

3.2.3 打開分子篩吸附器，發(fā)現(xiàn)1#分子篩床層被沖出個(gè)洞，情況如圖1。

分子篩床層受到嚴(yán)重沖擊，導(dǎo)致分子篩系統(tǒng)完全損壞，空氣短路造成CO2超標(biāo)。

圖1 1#分子篩床層損壞情況

3.2.4 查看操作空氣變化曲線，發(fā)現(xiàn)在9月2日10：00左右，空氣大幅波動(dòng)，造成流速過大從而出現(xiàn)沖穿床層問題?？諝庾兓€如圖2所示。

圖2 空氣變化曲線

由圖2可以明顯看出，在操作過程中，由于操作不當(dāng)，造成空氣的大量波動(dòng)，從而沖壞分子篩床層。床層沖壞后，空氣短路，二氧化碳急劇上升，導(dǎo)致問題出現(xiàn)。

3.2.5 造成空氣量過大原因，察看空分系統(tǒng)操作，操作人員在操作時(shí)沒有能夠控制好V11和V3的開度，導(dǎo)致問題出現(xiàn)。

3.3 對分子篩吸附器進(jìn)行整修

對于損壞的床層進(jìn)行修整，更換部分絲網(wǎng)。對于分子篩和氧化鋁進(jìn)行篩分。

3.4 再次開機(jī)，發(fā)現(xiàn)開機(jī)30 min后CO2立刻超標(biāo)。分析認(rèn)為這是由于沖床造成了水分進(jìn)入，從而造成分在篩失效，綜合多方面因素，決定更換1#分子篩。在清理分子篩時(shí)，進(jìn)入后發(fā)現(xiàn)中間氣流分布器嚴(yán)重變形，于是對氣流分布器進(jìn)行整改。

雖經(jīng)整改，但由于氣流分布器設(shè)計(jì)原因，很難恢復(fù)原樣。

3.5 重新開機(jī)導(dǎo)氣，2#依然正常，但是1#運(yùn)行了3個(gè)小時(shí)后，CO2直線上升。

分析認(rèn)為：氣流分布器造成氣流的不均，導(dǎo)致分子篩吸附性能下降。

處理方法：更換氣流分布器。更換后開機(jī)系統(tǒng)恢復(fù)正常。

4 結(jié)束語

此次分子篩的故障，前后處理的時(shí)間有一個(gè)月，有許多問題需要總結(jié)：

（1）空分系統(tǒng)的操作必須遵循緩慢、穩(wěn)定的原則。避免發(fā)生沖床等分子篩操作事故。

（2）一旦二氧化碳超標(biāo)，必須立刻分析原因停止進(jìn)氣，分析原因清楚后才能操作。

（3）分子篩在長期不用情況下，停產(chǎn)前必須徹底活化。同時(shí)充氮?dú)獗Ｗo(hù)。

（4）制氧機(jī)運(yùn)行是一個(gè)系統(tǒng)操作，在運(yùn)行中要系統(tǒng)控制生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。目前經(jīng)濟(jì)情況不好形勢下，在注意經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的同時(shí)更加要注意穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

Treatment and Analysis of a Molecular Sieve Failure of Air Separator

WANG Changhua
(Oxygen Generating Plant of Nanjing Iron and Steel United Co.Ltd.,Nanjing,Jiangsu 210035,China)

The treatment process of an impact accident of the molecular sieve bed in an air separation machine was analyzed.Key points in operating and handling troubles in molecular sieve system were put forward,which can effectively remove the troubles and ensure stable,safe and long-cycle operation of the oxygen generator.

molecular sieve;bed;impact;failure;analysis;treatment

TQ051.8

B

1006-6764(2014)03-0036-02

2013－11－19

王長華（1972－），男，畢業(yè)于南京化工學(xué)院，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事氧氣生產(chǎn)運(yùn)行管理工作。