2019-08-14 15:17
本文北京中惠普分析技术研究所对纯化设备的工作温度，停机压力的影响原因进行了分析，也给予了相应的意见。
1纯化设备
高纯氮气纯化设备由脱氧塔、吸附塔组成。原料氮气进入纯化设备，首先由脱氧塔中碳载净化剂脱除氮气中氧、甲烷、氢气、碳氢化合物，而后氮气中水、二氧化碳、乙炔由吸附塔中13X分子筛吸附。高纯氩气纯化设备由吸附塔、催化塔组成。原料氩气进入纯化设备，首先由吸附塔中13X分子筛吸附氩气中水、二氧化碳、乙炔，而后氩气中氧、氮、甲烷、氢气、碳氢化合物由催化塔中非蒸散性金属吸气剂脱除。吸附塔中13X分子筛吸附剂可以通过加热再生方法循环使用。高纯氮气纯化设备脱氧塔中碳载净化剂、高纯氩气纯化设备催化塔中非蒸散性金属吸气剂均无法通过再生方法循环使用，需定期更换。吸附塔中13X分子筛常温状态吸附，脱氧塔中碳载净化剂与催化塔中非蒸散性金属吸气剂均需电加热器加热至高温，方具备脱附活性。
2工作温度
2.1影响原因分析
在高纯氮气氩气纯化设备初次调试时，纯化设备的脱氧塔(催化塔)工作温度由制造厂现场人员分别设置为250℃(300℃)，脱氧塔(催化塔)工作温度低于设计值，脱氧塔(催化塔)的碳载净化剂(非蒸散性金属吸气剂)脱附活性降低，纯化设备出口气体产品纯度低，未达到国家标准。为提高纯化设备出口气体产品纯度，制造厂现场人员将纯化设备的脱氧塔(催化塔)工作温度均设置为高于设计值，脱氧塔(催化塔)工作温度设置为300℃(380℃)，纯化设备出口气体产品纯度均达到国家标准。因纯化设备的脱氧塔(催化塔)工作温度设置较高，将使脱氧塔(催化塔)使用周期缩短，需提前更换碳载净化剂(非蒸散性金属吸气剂)。在高纯氮气氩气纯化设备长时间连续运行时，纯化设备吸附塔的13X分子筛吸附氮气氩气中水、二氧化碳、乙炔，13X分子筛吸收热量，吸附塔工作温度逐步升高，吸附塔吸附容量降低，纯化设备出口高纯氮气氩气产品中水、二氧化碳、乙炔含量逐步升高。
2.2控制措施
在高纯氮气氩气纯化设备运行时，脱氧塔(催化塔)工作温度根据纯化设备出口气体产品纯度具体数值进行设置、调节。在马钢高纯氮气纯化设备与高纯氩气纯化设备的出口气体产品中氧含量均不大于0.5×10-6的运行工况时，将此时脱氧塔(催化塔)运行温度值设置为纯化设备脱氧塔(催化塔)工作温度，马钢高纯氮气纯化设备脱氧塔工作温度280℃、高纯氩气纯化设备催化塔工作温度350℃，脱氧塔(催化塔)实际工作温度值与设计值差值小，高纯氮气氩气产品纯度均符合国家标准。同时，为马钢高纯氮气氩气纯化设备吸附塔的进气管道间增设1台气体冷却器，在高纯氮气氩气纯化设备长周期运行时，全开气体冷却器进水阀、回水阀，有效降低吸附塔工作温度，保持高纯氮气氩气产品中水、二氧化碳、乙炔含量稳定。
3.停机压力
3.1影响原因分析
在高纯氮气氩气提纯装置停机备用、间断运行停机时，纯化设备压力低，空气扩散至脱氧塔(催化塔)、吸附塔中，脱氧塔(催化塔)、吸附塔清除原料氮气氩气中杂质气体组分及水分容量降低。在高纯氮气氩气提纯装置启动运行时，纯化设备调节纯度时间长，纯化设备出口气体产品中水含量未达到国家标准，不得不提前对吸附塔进行加热再生。
3.2控制措施
在高纯氮气氩气提纯装置停机时，对高纯氮气氩气纯化设备吸附塔、脱氧塔(催化塔)进行充气保压。即修改高纯氮气氩气纯化设备PLC控制程序，在高纯氮气氩气提纯装置停机时，纯化设备的气动式出口阀、放空阀全关，纯化设备的气动式进气阀延迟6s关闭，使高纯氮气氩气纯化设备的吸附塔、脱氧塔(催化塔)停机备用压力均不小于0.2MPa，有效避免空气扩散至脱氧塔(催化塔)、吸附塔中。以此，在高纯氮气氩气提纯装置启动时，高纯氮气纯化设备调纯时间为43min、高纯氩气纯化设备调纯时间为48min，高纯氮气氩气纯化设备气体产品中水含量均达到国家标准。