氮塞的形成与处理

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1、粗氩塔氮塞的形成及处理一、氮塞定义所谓“氮塞”是指在氩馏份气体中因含氮量过高，使粗氩塔无法正常工作的现象。因氮气的沸点较低，粗氩塔顶部浓缩后的氮及粗氩气的混合物中氮组分偏高，使其冷凝温度下降，与富氧液空之间的传热温差变小，使得不冷凝的氮气充斥在冷凝器中粗氩侧，氩气冷凝量大幅下降，甚至氩气不能冷凝造成冷凝器无法正常工作，粗氩塔顶部没有回流的液体，破坏了粗氩塔的精馏，氩馏分进入粗氩塔的量减少。随着气态氩馏份抽出量减小，上塔上升蒸汽量增加，回流比减少，氧纯度提高，使得氩馏份中含氮量减少，于是又造成氧含量超标，粗氩冷凝蒸发器温差又会扩大，粗氩塔回流液体量

2、增加，馏份抽出量将自动增大，上塔上升蒸汽量减少，回流比增加，氩馏份中含氮量又随之增大。这样反复变化，使粗氩塔无法工作。二、氮塞形成的原因在正常工况下，氩馏分氧含量设计值为91.91％,氩为8.08%。操作中以AI4309监测氩馏分中氩气含量，正常指标为8-12%。以PDI4313监测粗氩塔阻力，正常值为0.5—1KPa,变送器测量范围为0-6KPa。发生氮塞最直接的判断，是粗氩塔阻力PDI4313测量值下降；其次，是氩馏分氧含量下降到某个值（即AI4309值超过12%）；再次，粗氩塔顶温度设计值为-183℃，该点温度下降，说明含氮量增加；氧气、氮

3、气产量，入塔空气量和压力的改变，空气纯化系统的切换，都会引起氩馏份组份的变化。2．1.产品氧气量波动大在本内压缩流程中，氧气取出量大，导致高压主换热器中部温度（膨胀机空气）和冷端高压正流空气温度降低、液化量增加，使进入下塔的空气含湿量大，下塔液空纯度稍降低。原因主要有3个方面：①高压液体空气量增加(气化率也下降)，L/V增加、下塔贫液空含氧量（正常为23.39%）下降，通过HV4304进入上塔后氩馏分氧含量降低；②高压液体空气量增加，下塔回流比增大，富氧液空氧纯度降低，也会导致氩馏分氧含量降低；③下塔液位为自动调节，下塔液体量增加，调节阀LV43

4、01会开大，下塔进入上塔的液体量增加，上塔回流比增大。氩馏分氧含量降低。氧气量波动大的原因主要有两个：①由于氧气送给气化用户，受气化负荷调整影响调节；②由于氧气流量调节阀FV4339A/B选型偏大或PID参数设置上的原因，偏离最佳调节范围，无法实现稳定调节，导致氧气流量波动比较大。使氧气送出量较大，导致氩馏分氧含量降低，氩馏分氮含量增加，易引起粗氩塔氮塞。2.2.纯化系统切换纯化系统切换至KV3209充压时，进入主塔的空气量会发生波动，从而影响氩馏分氧含量。在吸附器升压过程中，进入主塔的空气量会减少，若空压机导叶采用流量自动调节，导叶不会开大，故

5、有的厂家在入口导叶压力或流量控制器的基础上，在纯化器均压时增加了预开调节功能、或采用手动补偿的方式，使进入主塔的空气量达到正常。但在吸附器升压结束时，进入主塔的空气量高于正常值较多，空压机导叶关得比较快，由于流量测量滞后，导叶的开度小于正常值，使进入主塔的过热空气量减少，下塔L/V增加，从而造成氩馏分氧含量降低，氩馏分氮含量增加，引起粗氩塔氮塞。由于氩馏分氧含量变化主要是因吸附器升压、使进入主塔的空气量减少和空压机导叶调节引起的，故一方面可把吸附器升压时间适当延长，减少升压造成的影响；另一方面调整空压机导叶调节的PID参数，使空压机导叶开关速度变

6、小，从而使进入主塔的空气量波动较小，减少对主塔工况的影响。2。3.液氮送出量减少液氮送液氮洗装置量因故中断或减少，下塔的液氮量及下塔回流比增加，液空纯度降低。这些液氮增加的量最终通过液空调节阀LV4301进入上塔，这时上塔回流比增加，氩馏分氧含量降低，氩含量增加。因这部分外送量较小，单套仅800Nm3/h，故其影响相对较小。2.4.外送氮气产量增加氮气送氮压机到氨合成及液氮洗、到净化系统的氮气量，由FV4335A/B,FV4336的控制，当送出量增加，到主冷的氮气减少，使主冷热负荷减少。一方面，冷凝的液氮减少，下塔回流比下降，液空纯度上升；随后到

7、上塔的富氧液空量也减少，导致上塔回流液也下降。另一方面，氧侧的蒸发量减少，上塔上升蒸汽量减少，因调节反应的滞后、下塔到上塔的液流量暂时没有减少，主冷液面有所上涨，同时上塔的回流比上升，故氩馏分氧气纯度首先是减少的。在这一短时间内也容易形成氮塞。故在操作中，应尽量保持外送氮气流量的稳定。2.5.污氮采出量的减少随污氮采出量减少，上塔回流比增加，氩馏分氧含量下降。导致污氮采出量减少的原因，主要是污氮管路阻力降的增加：如水冷塔液位高、水冷塔液体喷淋密度异常；污氮放空阀开不到位等情况，此时应伴随着上塔压力上升的现象。2.6.粗氩塔液空液面过高、液空蒸气量

8、过大若LIC4309设定值过高，粗氩冷凝器热负荷增加，表现为液空蒸汽量增加，PI4303测量值增加。说明粗氩塔超负荷运行。当氩馏分氧含量