膜式主冷与安全防爆

膜式主冷与安全防爆膜式主冷与安全防爆 1 什么是膜式主冷 它有什么优点 膜式主冷又被称为降膜式冷凝蒸发器或下流再沸器 downflow reboiler 它与普通的液浸式主冷 又称浴式主冷 完全不同 下流的液氧在主冷换热器表面即被蒸发 换热器并 不浸没在液氧中 为了防止液氧的干蒸发 流程中设置了循环 液氧泵 循环液氧量是蒸发量的 2 5 倍左右 由于液氧泵的存 在 这种流程被设计成上下塔分开的形式 类似于粗氩塔被分 成 塔和 塔 中间用液氩泵连接 这样可使空分冷箱高度 降低 使安装难度也就降低了 同时也避免了液空 液氮打不 上不去的问题 更重要的优点是 主冷换热器表面蒸发时 消除了液浸式 主冷液氧液位引起的蒸发温度升高 这样可下塔的冷凝压力进 一步降低 如山莱芜钢铁公司的 12000 空分设备 林德公司产 品 其空气压缩机排气压力为 0 41mpa 这是空分能耗下降 的又一重大突破 2 一起空分主冷的恶性爆炸及其原因 1997 年 12 月 25 日 由法国液化空气公司 简称法液空 设计制造 安装在事故 这次爆炸始于主冷凝蒸发器 并扩大 到塔身 爆炸的碎片崩飞到周围 100 米 飞出的金属还击破了 石脑油和煤油储罐而引起大火 无人员死亡 该空分流程与山东莱钢 12000 空分流程一样 都是具有膜 式主冷的流程 现有分析认为 引起爆炸事故发生的根源是氧 化亚氮的浓缩与析出 陈智浩等在 12000m3 制氧机预防氧化 亚氮危害的改造 一文中认为 空气中含有微量的氧化亚氮 在空分设备中约 80 95 被 13x 分子筛吸附 其余进入装置并 溶解在液氧中 在冷凝蒸发器中部分液氧汽化 成为产品 而 氧化亚氮并未蒸发 浓度提高 甚至析出成为晶体 附着在通 道壁上 可能堵塞通道 对于降膜式冷凝蒸发器 氧化亚氮晶 体堵塞通道 就会使液氧通道内液氧中的碳氢化合物不断浓聚 引发爆炸 杭氧液空有限公司总经理乔治拉斐尔的 对一套大 型空分设备爆炸原因的调查分析 一文中 就点到了初次发现 主冷中可能会有一氧化二氮的积聚 而一氧化二氮的积聚很可 能会增加碳氢化合物积聚的风险 林德公司对空分设备业主 和操作者的安全忠告 一文中 也提到了日益工业化造成的氧 化亚氮的积聚 局部堵塞会削弱冷凝器的安全功能 氧化亚氮不属于易燃易爆组分 仅有氧化亚氮的存在不会 引发重大安全事故 但它沸点高 挥发度低 溶解度小 属于 堵塞组分 一旦以固体状态析出后 极易形成干蒸发或死端沸 腾 而造成碳氢化合物的聚集 从而引发安全问题 这种风险 在膜式主冷中尤为突出 国内使用膜式主冷的空分设备也出现了不同程度的问题 宝钢 72000 空分设备的膜式主冷和膜式粗氩塔冷凝器在一九九 八年八月发生了氧化亚氮的聚集与堵塞 莱钢 12000 空分设备 主冷也发现有氧化亚氮固体析出现象 3 林德公司的安全忠告 林德公司对空分设备业主和操作者的安全忠告 发表在 1998 年第 5 期 深冷技术 上 针对 1997 年 5 月 16 日 抚顺 某化工厂法液空 6000 空分的爆炸和马来西亚滨图鲁壳牌石油公 司的 73000m3 h 空分设备发生了空前的恶性爆炸主要提出了三 项安全忠告 无论如何把 液氧 排放比例提高到不低于空 气量的 0 2 对于通常的冷凝器液面保持在最小值 80 100 之间 空气中其它杂质可能会以固体的形式在 主冷中析出 在这种情况下 我们忠告装置解冻 4 正在运行的膜式主冷如何改进 山东莱钢已经成功地进行了改造 增加了液氧吸附器两只 装填了林德公司研究开发的 w 型专用吸附剂 单筒工作时间 680 小时 再生时间 10 小时 程序控制自动切换 设置了氧化 亚氮在线分析仪自动监测液氧中的氧化亚氮含量 利用原装置 中碳氢化合物分析仪 在线自动监测碳氢化合物含量 5 结论 任何一