一起空分設備分子篩事故的處理及分析

王長華

（南京鋼鐵聯合有限公司制氧廠，江蘇南京 210035）

一起空分設備分子篩事故的處理及分析

王長華

（南京鋼鐵聯合有限公司制氧廠，江蘇南京 210035）

針對一起空分設備分子篩床層沖擊事故的前后處理過程進行了分析，提出了對于分子篩系統故障的操作和處理要點，可有效排除故障，保證制氧機的穩定、安全、長周期運行。

分子篩；床層；沖擊；事故；分析；處理

1 前言

分子篩系統是制氧機穩定安全的重要部分，分子篩吸附能力發生變化，將使水分和二氧化碳進入主換熱器，造成換熱器的堵塞，輕則影響制氧機的產能，重則造成制氧機被迫停產加溫或者制氧機換熱器的損壞。下面對一起分子篩故障進行分析，與同行進行交流。

2 事故概述

2013年9月，某廠1臺2萬m3/h制氧機大修后開車，開車后機組運行正常。在開機24 h后，發現AIAS103分析點CO2突然超標，機組無法運行，此時1#分子篩工作。機組停止運行，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，潮濕空氣進入造成分子篩吸附性能下降引起CO2超標。

該機組在2013年2月份停機進入待修狀態，6月份扒除珠光砂進行空分系統大修。初判有2個原因：

（1）在大修期間由于分子篩管道暴露空氣中，在雨季有濕空氣進入，分子篩吸附性能下降。而且分子篩在長期停產期間沒有充氮氣保護。

（2）在停產準備大修后，停機時1#分子篩處于吸附后期的飽和狀態，當初由于考慮可能停機時間不長，沒有進行活化后停機。在停機6個月期間，水分長期存于分子篩中，造成分子篩失效。

原因初定后，決定對分子篩進行活化。當時，分子篩運行狀態是1#工作，2#解析。開空壓機后，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#。連續加溫2個周期后，重新導氣生產。發現1#和2#分子篩出口CO2均超標，2#原來合格的現在也不合格了。

重新進行分析認為是1#分子篩吸附能力已經散失，用CO2含量超標的空氣加溫吸附能力好的2#，造成2#污染的惡性循環。于是采用相鄰機組的純氮氣進行加溫，同時延長加溫時間和冷吹時間，提高加溫溫度到210℃，確保冷吹峰值溫度達到100℃以上。在加溫2個周期后，再次開機。2#分子篩運行正常，CO2含量在控制范圍內，而1#分子篩使用后立刻超標。

3.2 分析過程

3.2.1 察看解析曲線，分子篩已經活化到位。二氧化碳超標不好解釋。

3.2.2 分析認為應該是分子篩床層出現問題。

3.2.3 打開分子篩吸附器，發現1#分子篩床層被沖出個洞，情況如圖1。

分子篩床層受到嚴重沖擊，導致分子篩系統完全損壞，空氣短路造成CO2超標。

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，發現在9月2日10：00左右，空氣大幅波動，造成流速過大從而出現沖穿床層問題。空氣變化曲線如圖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，造成空氣的大量波動，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，導致問題出現。

3.2.5 造成空氣量過大原因，察看空分系統操作，操作人員在操作時沒有能夠控制好V11和V3的開度，導致問題出現。

3.3 對分子篩吸附器進行整修

對于損壞的床層進行修整，更換部分絲網。對于分子篩和氧化鋁進行篩分。

3.4 再次開機，發現開機30 min后CO2立刻超標。分析認為這是由于沖床造成了水分進入，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，進入后發現中間氣流分布器嚴重變形，于是對氣流分布器進行整改。

雖經整改，但由于氣流分布器設計原因，很難恢復原樣。

3.5 重新開機導氣，2#依然正常，但是1#運行了3個小時后，CO2直線上升。

分析認為：氣流分布器造成氣流的不均，導致分子篩吸附性能下降。

處理方法：更換氣流分布器。更換后開機系統恢復正常。

4 結束語

此次分子篩的故障，前后處理的時間有一個月，有許多問題需要總結：

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

（2）一旦二氧化碳超標，必須立刻分析原因停止進氣，分析原因清楚后才能操作。

（3）分子篩在長期不用情況下，停產前必須徹底活化。同時充氮氣保護。

（4）制氧機運行是一個系統操作，在運行中要系統控制生產風險。目前經濟情況不好形勢下，在注意經濟運行的同時更加要注意穩定、安全運行。

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，畢業于南京化工學院，高級工程師，現從事氧氣生產運行管理工作。