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制氧装置工业色谱仪的应用

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制氧装置工业色谱仪的应用

发布日期:2018-07-09 00:00 来源:http://www.yp0523.com 点击:

    在工厂环境大气中,常含有微量的烃类气体,如甲烷、乙炔、乙烯等,即使其含量甚微,在空分和制氧装置中也是非常危险的。他们存在于液空、液氧中可能引起非常猛烈的爆炸,这类事故,国内处不乏其例,由于爆炸造成的损失往往达数十万以至数百万元以上。人们对引起爆炸的原因做了大量的分析研究工作,普遍认为乙炔等烃类在液空、液氧中超过了一定的量是主要原因之一。因此,及时对其进行准确分析,是保证安全生产的重要手段。

    目前,国内普遍采用化学分析法或实验室色谱分析法。工业用的在线总烃分析仪分析速度快、周期短,分析过程自动进行,消除了人工误差,分析结果稳定可靠,除此之外还能自动报警、自动联锁、自动调节与计算机联用。由于工业色谱分析具有许多优越性,因此在空分、制氧装置采用工业色谱仪作安全分析越来越受到人们的重视和欢迎。

    空气中的碳氢化合物,主要来自石化厂的电石排放渣,炼油厂、煤化工及石油化工厂的废气排放;氮的氧化物,主要来自炼焦炉、硝酸生产的释放气;臭氧主要来自高压变电所、高压电线及大型电机。

    一、有害杂质对空分设备的影响和危害

空气中的灰尘和H2O,CO2在空气分离的低温过程中会形成固体,易堵塞管路、阀门和筛板小孔,将造成设备停车及产品产量下降。而空分设备的爆炸事故发生,都是由于空气中的碳氢化合物,在空气分离过程中在主冷和某些富氧区积聚而引起的,一般来说空分设备的爆炸事故,主要发生在主冷。目前在国内如鞍钢、包钢及一些化工厂由于采取了相应的措施,减少了事故的次数。由于这类爆炸事故均发生在局部小范围内,对空分设备的影响不大。但近两年来国内发生了两起大的主冷爆炸事故,1996年3月2日某钢厂6000m3/h空分设备(1994年投产)和1997年5月16日某化工公司法液空6000m3/h空分设备(1991年投产),在未发现任何异常征兆的运行状态下,板翅式主冷突然发生爆炸。爆炸能量相当大,造成主冷板式、上塔、冷箱等全部炸毁,厂房局部受损,据分析纯属化学性爆炸事故。    

关于空分设备的爆炸机理,已有许多文章和资料发表,但说法不一,这主要是由于空分设备的防爆是一项综合性技术,其中许多问题的认识只能随科技的发展而不断深化.因此对空气分离过程中碳氢化合物的清除和它们的过程特性分析,则是十分重要的。 

空气中总是含有一定量的碳氢化合物,假定空气中碳氢化合物的平均含量为1.5ppm,那么一台产氧量为10000m3/h的空分设备,如1小时吸入的空气量按55X104m3/h计,那么一年中通过空分设备的碳氢化合物总量达720m3,这是一个十分可观和惊人的数量,因为一般来说聚积几克碳氢化合物往往就已经会对空分设备的安全运行产生威胁。      

空气分离过程中的碳氢化合物是随空气液化进入下塔液空中,然后又随液空进入上塔,最后聚积在液氧中。众所周知,痕量的碳氢化合物在液氧中都有一定的溶解度,只要不达到饱和溶解度无固相析出,并且不在爆炸极限范围内,就不会对空分设备的安全造成危险。

    当碳氢化合物在液氧中的溶解度超过饱和溶解度后,就会形成另一物相,这物相可以是固体或液体。特别是析出的固体碳氢化合物,其数量达到一定程度时,与液氧结合的条件发生新的变化,如液体中的汽蚀现象产生;设备内的静电;爆炸固体颗粒与设备壁摩擦发热;化学反应的敏感物质,臭氧和氮的氧化物含量增大或存在等,都将会形成爆炸。需要碳氢化合物分析仪帮您随时检测、提前预告,是空分防爆不可缺少的选择!

 

   二、有害杂质在空气和液氧中的允许含量    

  液氧中有害杂质的允许含量,与杂质的物理化学性质和工艺条件有关。空气中各种有害杂质的含量,是根据各种杂质在液氧中的溶解极限或爆炸下限以及不致产生积聚来考虑的。空气中有害杂质含量及物性分别见表1和表2

在线总烃分析仪 

 在线总烃分析仪

     各种碳氢化合物在液氧中的爆炸敏感性,在相同碳原子数的情况下随其不饱和度的增加而增加,敏感性次序如下(由小到大):

   CH4---C3H8---C2H6---C4H8---C2H4---C2H4---C3H6----C2H2

 

 三、空分设备对空气中有害杂质的清除

     空气中碳氢化合物的允许含量,完全取决于各种空分设备的自清除能力,以及这些有害杂质在液氧中的允许含量。采用冻结法清除空气中H2OCO2的空分设备,必须在冷箱内设置液空和液氧吸附器来完成对碳氢化合物的清除。使用痕量烃气相色谱仪在线检测,提前预告碳氢化合物的含量,及早采取措施,就可防患于未然,避免爆炸!


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