膜式主冷與安全防爆

1、膜式主冷與安全防爆1 什么是膜式主冷，它有什么優(yōu)點(diǎn)膜式主冷又被稱為降膜式冷凝蒸發(fā)器或下流再沸器（ downflowreboiler ）。它與普通的液浸式主冷（又稱浴式主冷）完全不同，下流的液氧在主冷換熱器表面即被蒸發(fā)，換熱器并不浸沒(méi)在液氧中。為了防止液氧的干蒸發(fā)，流程中設(shè)置了循環(huán)液氧泵，循環(huán)液氧量是蒸發(fā)量的 2.5 倍左右。由于液氧泵的存在， 這種流程被設(shè)計(jì)成上下塔分開(kāi)的形式（類似于粗氬塔被分成塔和塔，中間用液氬泵連接） ，這樣可使空分冷箱高度降低。使安裝難度也就降低了，同時(shí)也避免了液空、液氮打不上不去的問(wèn)題。更重要的優(yōu)點(diǎn)是，主冷換熱器表面蒸發(fā)時(shí)，消除了液浸式主冷液氧液位引起的蒸發(fā)溫度升高，這

2、樣可下塔的冷凝壓力進(jìn)一步降低。如山萊蕪鋼鐵公司的 12000 空分設(shè)備（林德公司產(chǎn)品），其空氣壓縮機(jī)排氣壓力為 0.41Mpa。這是空分能耗下降的又一重大突破。2 一起空分主冷的惡性爆炸及其原因1997 年 12 月 25 日，由法國(guó)液化空氣公司（簡(jiǎn)稱法液空）設(shè)計(jì)制造，安裝在事故。這次爆炸始于主冷凝蒸發(fā)器，并擴(kuò)大到塔身，爆炸的碎片崩飛到周圍100 米。飛出的金屬還擊破了石腦油和煤油儲(chǔ)罐而引起大火，無(wú)人員死亡。該空分流程與山東萊鋼12000 空分流程一樣，都是具有膜式主冷的流程?，F(xiàn)有分析認(rèn)為，引起爆炸事故發(fā)生的根源是氧化亞氮的濃縮與析出。陳智浩等在 12000M3 制氧機(jī)預(yù)防氧化亞氮危害的改造一

3、文中認(rèn)為， “空氣中含有微量的氧化亞氮， 在空分設(shè)備中約8095%被 13X 分子篩吸附，其余進(jìn)入裝置并溶解在液氧中。在冷凝蒸發(fā)器中部分液氧汽化，成為產(chǎn)品，而氧化亞氮并未蒸發(fā)，濃度提高，甚至析出成為晶體，附著在通道壁上，可能堵塞通道。對(duì)于降膜式冷凝蒸發(fā)器，氧化亞氮晶體堵塞通道，就會(huì)使液氧通道內(nèi)液氧中的碳?xì)浠衔锊粩酀饩?，引發(fā)爆炸?！焙佳跻嚎沼邢薰究偨?jīng)理喬治 ·拉斐爾的對(duì)一套大型空分設(shè)備爆炸原因的調(diào)查分析一文中，就點(diǎn)到了 “初次發(fā)現(xiàn)主冷中可能會(huì)有一氧化二氮的積聚，而一氧化二氮的積聚很可能會(huì)增加碳?xì)浠衔锓e聚的風(fēng)險(xiǎn) ”。林德公司對(duì)空分設(shè)備業(yè)主和操作者的安全忠告一文中，也提到了 “日益工

4、業(yè)化造成的氧化亞氮 ”的積聚， “局部堵塞會(huì)削弱冷凝器的安全功能 ”。氧化亞氮不屬于易燃易爆組分，僅有氧化亞氮的存在不會(huì)引發(fā)重大安全事故，但它沸點(diǎn)高、揮發(fā)度低、溶解度小，屬于堵塞組分，一旦以固體狀態(tài)析出后， 極易形成 “干蒸發(fā) ”或“死端沸騰 ”，而造成碳?xì)浠衔锏木奂?，從而引發(fā)安全問(wèn)題。這種風(fēng)險(xiǎn)在膜式主冷中尤為突出。國(guó)內(nèi)使用膜式主冷的空分設(shè)備也出現(xiàn)了不同程度的問(wèn)題，寶鋼 72000 空分設(shè)備的膜式主冷和膜式粗氬塔冷凝器在一九九八年八月發(fā)生了氧化亞氮的聚集與堵塞；萊鋼 12000 空分設(shè)備主冷也發(fā)現(xiàn)有氧化亞氮固體析出現(xiàn)象。3 林德公司的安全忠告林德公司對(duì)空分設(shè)備業(yè)主和操作者的安全忠告發(fā)表在19

5、98 年第 5 期深冷技術(shù)上，針對(duì)“1997年 5 月 16 日，撫順某化工廠法液空 6000 空分的爆炸和馬來(lái)西亞濱圖魯殼牌石油公司的 73000m3/h空分設(shè)備發(fā)生了空前的惡性爆炸 ”主要提出了三項(xiàng)安全忠告：無(wú)論如何把（液氧）排放比例提高到不低于空氣量的 0.2%；對(duì)于通常的冷凝器液面保持在最小值 80%100%之間；（空氣中其它雜質(zhì)可能會(huì)以固體的形式在主冷中析出， ）在這種情況下，我們忠告裝置解凍。4 正在運(yùn)行的膜式主冷如何改進(jìn)山東萊鋼已經(jīng)成功地進(jìn)行了改造，增加了液氧吸附器兩只，裝填了林德公司研究開(kāi)發(fā)的W 型專用吸附劑。單筒工作時(shí)間680 小時(shí)，再生時(shí)間 10 小時(shí)。程序控制自動(dòng)切換。設(shè)置了氧化亞氮在線分析儀自動(dòng)監(jiān)測(cè)液氧中的氧化亞氮含量，利用原裝置中碳?xì)浠衔锓治鰞x，在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)碳?xì)浠衔锖俊? 結(jié)論任何