純化器工作原理培訓(xùn)

純化器工作原理技術(shù)中心運行部技術(shù)培訓(xùn)第六講技術(shù)中心一、概述再次強調(diào)：純化器用以除去空氣中的水分、二氧化碳、碳氫化合物這些雜質(zhì)，其作用很重要，一旦純化器出口水分或二氧化碳超標，水分和二氧化碳會進入低溫管道結(jié)成固體，凝聚過多會影響換熱效果甚至堵塞換熱器，嚴重的需要趴塔；而碳氫化合物在液氧中積聚遇到電火花就會導(dǎo)致爆炸。國內(nèi)國外空分因純化器工作不良導(dǎo)致必須停甚至主冷爆炸事故屢見不鮮，需引起特別重視。純化器入口溫度、出口露點、出口二氧化碳含量、再生溫度、再生氣量等都是關(guān)注的要點。純化器工作過程為：一桶吸附一桶再生，對單桶來說有吸附、均壓、加溫再生、吹冷、均壓、吸附這樣一個循環(huán)工作過程。技術(shù)中心二、露點上周講過，空氣中飽和含水量隨溫度降低而減少，那么，原來未飽和的空氣可以通過降低溫度使其中水蒸氣達到飽和。使水蒸氣達到飽和時的溫度，就稱為露點。單位℃。可以想象，空氣中含水越少，要使其達到飽和就要降低更多溫度，也即露點越低，因而露點可以反映空氣中含水量多少。露點越低，說明干燥程度越高。技術(shù)中心三、吸附劑用吸附法除去空氣中的水分、二氧化碳和乙炔等雜質(zhì)。作為吸附用的多孔性固體叫做吸附劑。作為吸附劑要滿足以下要求：1、吸附劑必須是多孔性物質(zhì)。因為吸附在只在固體表面進行，空越多，表面越大，吸附能力就越強。2、必須是選擇性吸附。3、吸附容量要大。4、要有一定的強度，耐壓，耐磨，不易碎。5、容易解析再生6,、價格便宜常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、分子篩。技術(shù)中心三、吸附劑分子篩是人工合成的晶體鋁硅酸鹽，也有天然的，俗稱泡沸石。分子篩特性：1、吸附能力極強，選擇吸附性能也很好。2、干燥度極高，對高溫、高速氣流都有良好的干燥能力。水蒸氣含量越低，吸附能力越顯著，但相對濕度較大時，吸附容量不及硅膠。3、對溫度穩(wěn)定性較好，使用壽命較長。4、分子篩對水分吸附能力特強，其次是乙炔和二氧化碳。分子篩有多種類型，比如3A、4A、5A、10X、13X等型號。如5A強度好，吸附效果稍差，多用于高、中壓空分裝置，13X強度不及5A分子篩，但吸附效果更好，多用于全低壓空分裝置。使用分子篩后，同時吸附水分、二氧化碳和乙炔，大大簡化了工藝流程，操作簡單，凈化效果好。分子篩吸附劑技術(shù)中心四、吸附與再生吸附是一種物理現(xiàn)象，主要由于吸附劑固體表面力的作用，吸附質(zhì)接近或碰撞吸附劑表面，被表面力吸引，使其濃聚在吸附劑內(nèi)外表面上。任何物質(zhì)都有表面力，只是表面力大小不同。這就是吸附過程。吸附劑吸附能力以吸附容量來表示。即每單位重量或單位體積的吸附劑能吸附物質(zhì)的最大量。（又分為靜吸附容量和動吸附容量）。吸附容量一定程度上決定吸附效果。吸附容量與吸附過程的溫度和被吸附組分分壓力有關(guān)。相同溫度下，吸附容量隨分壓力升高而增大，但這有一個限度，當壓力增加到一定程度時，吸附容量就與分壓力無關(guān)；相同分壓力時，吸附容量隨溫度升高而下降。吸附技術(shù)中心四、吸附與再生再生所謂再生，就是利用吸附劑低溫高壓吸附容量大，而高溫低壓吸附容量小的特性，采取一定措施，將被吸組分從吸附劑表面趕走，恢復(fù)吸附劑的吸附能力。加溫再生：吸附劑高溫時，吸附容量降低，把加溫氣體通入吸附劑層，使吸附劑溫度升高，被吸組分解析，然后被加溫氣體帶出純化器。再生氣多用干燥氮氣，也可用空氣。降壓再生：降低吸附器內(nèi)的壓力，使吸附分子分壓力降低，吸附容量減少，達到解析目的。實際中以加溫再生解析為主，降壓輔助。技術(shù)中心五、影響因素吸附效果受那些因素影響？1、吸附過程的溫度和被吸組分的分壓力。2、氣體的流速，流速越高吸附效果越差。但流速太低，所需純化器體積就要增大，故要選一個合適的流速。3、吸附劑再生完善程度。再生解析越徹底，吸附容量就越大。4、吸附劑厚度。因吸附過程是分層進行的，故與吸附劑層厚度有關(guān)。太薄的話，接觸時間太短，來不及吸附，那么吸附層面積再大都沒用。再生效果受那些因素影響？1、再生溫度。再生溫度過低，解析不完全。再生溫度過高，耗能過大同時影響分子篩壽命。2、再生氣中被吸組分濃度。如用空氣作為再生氣時，空氣中含水量和二氧化碳量將影響再生效果（相當于提高了被吸組分分壓力）。吸附劑壽命與吸附阻力影響吸附劑壽命的一個是破碎問題，一個是永久吸附問題。主要是前者。造成破碎的原因的有吸附劑本身強度、氣流沖擊、裝填不實；因此，純化器再生倒換時閥門開關(guān)要緩慢，防止氣流沖擊過于猛烈。分子篩經(jīng)多次吸附和再生溫度交變，也會產(chǎn)生破碎，造成吸附容量降低。破碎之后會使純化器阻力增加，阻力增加到一定程度時要更換新的吸附劑。永久吸附是油、烴等飽和后不能解析，稱為永久吸附，也稱為“中毒”。技術(shù)中心空分故障案例分析2005年10月，河南中原特殊鋼構(gòu)（杭氧空分），由于預(yù)冷器故障，導(dǎo)致分子篩純化器吸附能力大幅下降，隨著空分設(shè)備運行，水分和二氧化碳大量聚集到主換熱器，主換熱器阻力逐漸增多到21kPa，此時儀表顯示值不再增加，空分設(shè)備進塔加工氣量減少且無法通過開大節(jié)流閥增加氣量。出氧量減少，純度無法調(diào)整，系統(tǒng)幾乎癱瘓。現(xiàn)象解決方案1、局部加溫吹出和停機加溫吹出。2、預(yù)冷器故障期間，將進塔氣量減少。循環(huán)水加藥不當，產(chǎn)生大量泡沫，使水夾泡沫進入分子篩純化器。紅河鋼鐵有限公司，200