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PSA制氮装置分子筛粉化原因剖析及解决措施


1.吸附器均压不足,切换压差大,分子筛撞击粉化

故障排查步骤:

(1)PSA制氮装置生产程序是否无误。

(2)检查生产记录,PSA制氮装置A、B吸附器均压后,压力是否均接近生产压力,切换压差是否均小于20kPa。

 

2. 设备部件破损致气流分布不均,造成分子筛粉化

故障排查步骤:

(1)对吸附器切换阀门进行检查,判断阀门是否泄漏。方法:给吸附器充压,在阀门所在管道压力稳定时,对阀门密封处涂抹肥皂水,看是否有气泡产生,若有气泡产生,则表示阀门外漏。对吸附器泄压至压力表显示为零。因分子筛孔间会含有残余氧分子,泄压后不能马上关闭阀门,要泄压彻底直至阀门关闭后,吸附器压力不再上升,然后利用压差原理来检查阀门是否内漏。例如,关闭吸附器进出口阀门,对进口阀阀前冲压,保压1个吸附周期,若吸附器压力表不升高,则表示进口阀不内漏。

(2)对吸附器中部均压管进行检查,判断分布筒丝网是否破损。方法:拆除中部均压管线接口法兰,直观检查分布筒内是否有分子筛。

(3)判断吸附器床层和过滤网等内件是否受损。方法:拆除泄压阀管线接口法兰,检查泄压阀前和管道内是否有分子筛粉末存在,若床层和过滤网破损,则泄压结束后,会有分子筛漏至管道内。

(4)对粉尘过滤器进行检查。方法:打开过滤器法兰盖,检查滤筒内是否有灰尘,检查结果为滤筒内无灰尘,产品气为干净氮气。

 

3.分子筛质量问题,造成分子筛粉化

故障排查步骤:

对吸附器中的分子筛进行取样,对比未装填分子筛,确认是否出现分子筛粉化现象。

由分析站对样品进行分析,对比国标看是否存在不合格情况。

 

4.操作不当或运行故障致分子筛破碎或受潮

故障排查步骤:

PSA制氮装置运行期间,如吸附器一直未报警,但检修时发现吸附器分子筛下沉已超过报警线,可判断吸附器报警装置出现故障。检查缓冲棕垫是否被冲击成碎片。如果是,可以判断分子筛床层没有进行稳定有效的压紧,在装置运行时,分子筛产生激烈碰撞和窜动摩擦,导致分子筛破碎以至粉化。

分子筛粉化除了碰撞和窜动摩擦,还有一种可能就是分子筛吸水受潮,导致机械强度下降以致粉化。

分子筛吸水受潮有以下几种可能:

①装置试压阶段,设备未被吹扫干净,内有残留水,开车后被分子筛吸附。检查装置质检记录和验收报告,未发现此现象。

②分子筛装填未遵守操作规程。

分子筛装填注意事项:

(a)防止吸附剂受潮,不能在大雾或者下雨时充填;

(b)吸附剂桶盖只能在准备充装时才打开,打开前须完好密封;

(c)检查吸附剂的质量是否良好,若有过多的粉尘,则应通过筛网,除去粉尘和碎屑,再装入吸附容器内;

(d)应尽可能避免吸附剂桶在地面滚动,以防吸附剂的破损。检查装填记录报告,未发现有违规行为。

③装置运行时,微热再生干燥系统(简称干燥系统)不能有效的除水,导致含湿空气进入制氮吸附器,当制氮吸附器内活性氧化铝吸水饱和后,剩余水分被活性氧化铝上部分子筛吸附(活性氧化铝装填在分子筛下部,目的是除去工艺空气中残留水分)。

④备用分子筛保存不当,未按规定密封,致使分子筛受潮。

 

整体解决措施

(1)检修吸附器报警装置。按照使用说明书重新设置报警线,并作出明确标记。

(2)用更坚固的椰垫替换棕垫。实践表明,椰垫较棕垫有更强的抗冲击能力,对顶部分子筛能起到有效的缓冲作用。

(3)更换微热再生干燥器里的活性氧化铝。

(4)调整预冷机疏水阀排放周期,增加单位时间的排放次数。

(5)按工艺要求安装露点仪,并做好生产监控记录。

(6)对吸附器内分子筛进行部分更换。

(7)长周期再生吸附器内的活性氧化铝,使之恢复活性。

(8)对承装备用分子筛的容器进行密封检查,已受潮的分子筛不再使用。

(9)对PSA制氮装置生产人员进行再培训,加强专业操作知识,加大对操作制度的执行力,强化安全防范意识。