变压吸附装置论文（精选9篇）
变压吸附装置论文 第1篇
变压吸附气体分离技术是当前一种用于分离气体混合物的技术。这一技术是建立在吸附剂的内部表面对气体分子物理吸附的基础上的, 充分利用吸附剂在相同压力条件下, 较易吸附高沸点的组分, 而不容易吸附沸点较低的组分的特点, 以及吸附剂会在高压的条件下对组分的吸附量增加, 而在减压的状况下对组分的吸附量将降低的特性。从而在特定压力下, 对混合气体中特定的高沸点气体组分进行选择性的吸附, 那些低沸点的气体组分会经过吸附塔的出口排出。随后在减压的条件下, 将吸附后的组分进行解吸附, 进而实现对吸附剂的再生过程。简单来讲就是利用吸附剂在相同压力条件下, 对不同气体吸附能力的不同, 将气体中的杂质与需要提纯的气体进行分离的过程。
甲醇驰放气变压吸附提氢过程的主要原理是将气源气体中的杂质气体组分进行吸附, 从而使氢气得到有效的提纯。在高压的状态下对气源中的非氢气体进行吸附, 获得高浓度的氢气, 在低压的状态下, 对吸附剂上吸附的杂质气体进行解吸, 使吸附剂得到再生。变压吸附提氢装置的工艺简单、产品提纯度高、自动化操作程度高等特点, 使得这一装置在近些年中的混合气体分离技术中得到了广泛的应用。
通常的变压吸附工艺中, 吸附床层压力即使降至常压, 吸附器仍有一部分杂质吸留量, 为使这部分杂质尽可能解吸, 这时可采用两种方法使吸附剂完全再生:一种是用产品气对床层进行“冲洗”以降低被吸附杂质的分压, 将较难解吸的杂质置换出来, 其优点是常压下即可完成, 但缺点是会多损失部分产品气;另一种是利用抽真空的办法进行再生, 使较难解吸的杂质在负压下强行解吸下来, 其优点是真空状态下进行, 再生效果好, 产品收率高, 但缺点是需要增加真空泵, 装置能耗相对较高。在实际应用过程中, 究竟采用以上何种工艺, 主要视原料气的组成条件、流量、产品纯度、收率以及投资等情况而决定。
本装置PSA工段采用冲洗解吸对吸附剂进行再生。
2 变压吸附提氢装置工艺流程
两股原料气在3.2MPa (G) 、温度40℃经混合器2混合, 进入气液分离器分离气体中可能夹带的游离液体后, 由入口端自下而上通过正处于吸附步骤的两台吸附器 (T0101A~L) , 在多种吸附剂组成的复合吸附床层的依次选择吸附下, 一次性除去氢以外的几乎大部分杂质, 直接获得纯度大于99.9%的产品氢从吸附塔出口端流出, 经吸附压力调节阀PV01101稳压后, 通过调节阀FV01204和管道H01103分流~50Nm3/h左右氢气, 与来自管道N0101氮气在混和器SP1进行混和, 再进入脱氧反应器进行脱氧, 剩余氢气通过管道H01102与脱氧后的氮气混合, 经冷却、干燥得到合格的合成氨原料气通过管道NH0102送入后续工段。
本系统的解吸气来自于逆放步骤和冲洗步骤。经解吸气缓冲罐 (V0102) 、解吸气混合罐 (V0103) 和调节阀PV01107稳压后送入燃料管网。
变压吸附PSA工序主要采用12-2-6/P工艺, 12个吸附塔, 2个吸附塔同时进料, 6次均压, 顺放冲洗再生。装置在运行程序中, 除了主程序12-2-6/P之外, 还编制了辅助程序, 可以保证装置在常见故障情况下, 可以不间断安全平稳运行。
3 变压吸附提氢装置的优点
3.1 该装置自动化程度高、运行成本低、获得的氢气纯度高
这一装置在运行时, 通过计算机进行远程的自动化控制, 无需额外人员进行值守, 因此, 运行过程只需要对其进行定时的巡查, 并对气源气体以及产品氢气进行取样分析即可。该装置的停车可以分为正常停车和非正常停车两种, 这两种停车都可以通过计算机系统来进行操作, 而且这一装置的开停车过程方便快捷。在这一变压吸附提氢工艺中, 采用了杂质气体吸附能力较强的吸附剂, 产品氢气的体积含量可以达到99.9%以上, 从而充分满足相关生产工艺的要求。
3.2 这一装置的调节能力较强、安全性和可靠性高
在这一装置工艺中, 大量使用了压力、流量和质量自动调节等安全报警系统, 特别是在工序的靠前部分, 甲醇驰放气变压吸附提氢装置采取了安全连锁设计, 保证在停电、操作失误等意外情况下, 装置的安全运行。另外在这一装置中还设计了在线氢气分析检测装置对氢气的浓度进行实时的检测观察, 当装置运行初期或出现问题时, 该装置可以将那些生产的不合格氢气直接进行放空排放。此外, 这一装置的操作弹性较大, 一般可以在30%~110%之间, 当气源气体的量突然增加时, 该装置可以利用吸附时间的调整来实现吸附效果的提高。当高压吸附提氢装置中的吸附塔由于电磁阀或控制线路的故障而引起故障, 这一装置可以利用相应的切塔程序来将故障吸附塔进行切换, 从而有效的保证整个装置可以安全可靠的运行。
3.3 氢气收率较高
本装置受用多塔同时进料, 实现连续吸附操作, 保障产品气的压力和流量平稳。采用多次均压, 降低均压压差, 延长程控阀密封件使用寿命, 并能有效提高氢气收率。顺放气冲洗再生工艺, 无动力设备能量消耗。
参考文献
[1]李耀刚.变压吸附提氢工艺的优化.化肥设计, 2009.
[2]唐复兴.变压吸附提氢装置的工艺流程与安装调试.石河子科技, 2009.
变压吸附装置论文 第2篇
一、安装要求
♦设备与周围环境之间的距离最好保持1米以上，以利于操作及维护保养；
♦安装场地必须通风良好、少灰尘、防雨、防太阳直射、且不能在腐蚀性的气体环境中；
♦如通风不畅且有空压机在装置旁的地方安装，消声器应安装在室外（应有防雨设施）；
♦电源应按标定的电压（V）、电流（A）、相数配置，电压应在交流±10%范围内。电器必须有效接地。
二、操作 开机：
♦启动冷冻式干燥机，待冷干机空运转3-5分钟后，缓缓打开进气阀门，等压力平衡后全开此阀；
♦打开制氮机前的截止阀让经过干燥的压缩空气缓缓通入制氮机等压力平衡后全开此阀，同时打开放空装置中放空阀及关闭出气阀；
♦启动制氮机；
♦调节流量计前的调压阀直至压力达到需求值；
♦调节流量计后的阀门使流量计的读数达到实际流量值的一半，当纯度达到要求值时再调整到正常值；
♦氮分析仪纯度达到要求值时，关闭放空阀，打开氮气出气阀，将合格氮气送入用气点。停机：
♦关闭氮气的出气阀，停止供气；
♦按制氮机停止按钮，关闭制氮机；
♦关闭空压机出气阀门；
♦按冷干机停止按钮，关闭冷干机；
♦打开净化系统中各设备的排污阀，必须放尽各设备内的压缩空气；
♦如果长时间停机，切断电源所有设备电源。
三、注意事项
♦设备应可靠接地；
♦维修设备时，需放尽所有管路及容器内的压力，否则会导致严重伤害；
♦连接的密封垫应使用高密度的纸板，以防止氮气的泄露；
变压吸附装置论文 第3篇
1 事故经过
某年底某日上午11时, 某公司精炼车间二段变压吸附装置安排钳工检修班组, 对T-1塔K-07程控阀存在的泄漏缺陷故障, 进行临时检修更换。在车间签发的《设备检修任务单》上, 提出工艺方面的安全措施有:已停塔卸压, 并确认可更换;机械方面提出安全措施有:停用、卸压、排气, 注意安全。现场工艺检查确认吸附塔压力降为零后, 安排检修人员进入现场开始检修作业。
当时进入检修作业现场共有6名检修人员;其中3名检修人员站在管线上, 2名检修人员分别站在与K-07程控阀相邻的K-01程控阀的两侧, 1名检修人员站在K-07程控阀一侧;另外3名检修人员站在管线下方的地面上。检修人员在用手动葫芦及铁撬棍等工具对K-07程控阀更换吊装就位的过程中, 手动葫芦导链和检修工具铁撬棍, 误碰到控制原料气管道进口的K-01程控阀手动开阀控制销, 造成K-01程控阀突然开启, 致使该工序其他吸附塔及工艺管道内的变换气, 经正在检修尚未安装到位的K-07程控阀法兰口喷出。变换气喷出时, 在管线上方作业的3名检修人员中, 站在K-07程控阀一侧的1名检修人员, 跳下管线后腿部受轻伤;站在K-01程控阀两侧的2名检修人员, 被变换冲落管线受重伤;另外3名站在地面检修人员, 除1人因靠近K-07程控阀法兰口, 被喷出的变换气冲出约5米, 并被爆炸的火焰灼伤外, 其余2名地面检修人员安全撤离。
在大量变换气喷出后, 在该二段变压吸附装置砼体框架空间内急剧扩散, 形成可燃混合气体的爆炸云团。变换气在泄漏过程中, 冲断了K-01程控阀阀位测量线路并产生了电火花, 引发了气相空间化学爆炸、燃烧。爆炸后在K-07程控阀法兰口形成了剧烈燃烧的火焰, 高温炙烤致使该阀下方变换气管线其发生材质蠕变撕裂, 引发了第二次管道爆炸。爆炸、燃烧事故发生后, 该二段变压吸附装置系统剩余的变换气在该法兰口持续燃烧了约6个小时, 在可燃气体燃尽后火势自然熄灭。
2 事故原因
2.1 造成该起爆炸事故的直接原因是:
2.1.1 在检修K-07程控阀过程中, 工艺处理没有严格落实检修阀门与工艺生产系统隔断的检修规定, 即工艺交付检修前, 未关闭T-1吸附塔变换气 (变换气管道入口阀) 的手动切断碟阀, 而错误地将K-01程控阀作为与系统工艺切断阀来使用, 为事故的发生埋下了隐患。
2.1.2 检修人员在吊装更换K-07程控阀调整就位过程中, 甩动、搁放手动葫芦导链时, 均可触碰到相邻的K-01程控阀的手动开阀控制销, 开启控制T-1吸附塔变换气进入, 使系统内变换气经检修的K-07程控阀泄漏, 最终酿成了该起事故。
2.2 造成该起爆炸事故的间接原因是:
2.2.1 该公司存在设备检、维修管理制度不健全, 对附带仪表控制机构的变压吸附装置未制订相关的检、维修规程, 特别是对于检修部位并联管线、串联管线上的阀件、工艺设备应该如何检修的安全防护措施没有明确的要求。
2.2.2 该公司对化工操作人员及设备检维修人员的安全操作技能要求, 缺乏相关的工艺操作、检维修技术作业的培训, 对本次检维修工作所签发的《设备检修任务单》, 未认真进行安全风险分析, 未按照化工检修“定检修任务、定检修人员、定检修安全措施、定检修质量、定检修时间”的“五定”制度要求落实安全防范措施, 造成检修前检修阀门管线与工艺系统未隔断。
3 安全防范措施
3.1 该二段变压吸附装置在恢复开车前, 必须对该系统进行科学的检验、检测及安全评估。重点对K-01程控阀的电磁控制阀暴露出的手动开阀控制销容易被误动的现象, 进行认真检查整改, 确保不再发生类似事故。
3.2 设备间的隔断措施要严密, 应加强设备检查和维护管理, 在检、维修过程中应对于生产过程中设备状态要全面掌握, 尤其是关键阀门隔断必须明确。
3.3 对该二段变压吸附装置所有吸附塔, 以及该装置中所有压力管道均应经过相关安全监管部门的安全性能技术鉴定, 确认合格后方可使用。
3.4 根据规范要求在变压吸附装置现场设置可燃气体检测器, 并将报警信号引入控制室进行声光报警。
3.5 补充和完善相关安全管理制度及相关安全操作规程, 并落实到车间全体人员的安全培训工作中, 提高员工岗位操作技能和安全素质。
3.6 严格执行检维修风险分析程序, 对可能造成安全生产事故的因素一一辨识;加强风险控制和事故预想, 控制作业过程的不安全因素, 确保安全生产。
4 结语
许多安全生产事故的发生往往只是在一瞬间, 只有坚持安全第一、预防为主、综合治理的方针, 明确安全生产工作的重要性, 做好安全生产工作的每一个细节, 将安全生产的各项要求落到实处, 才能防患于未然, 保障企业的安全生产, 防止安全事故的发生。
摘要：本文通过对某公司精炼车间二段变压吸附装置出现的爆炸事故进行分析, 从技术与管理的角度找出事故发生的原因, 提出了预防类似事故的安全防范措施, 保障企业安全生产运行。
关键词：变压吸附,爆炸事故,技术分析
参考文献
[1]《固定式压力容器安全技术监察规程》 (TGSR004-2009) .
变压吸附空分制氧应用进展 第4篇
【四川天一科技股份有限公司变压吸附分离工程研究所成都610225）
摘要：本文在综述变压吸附空分制氧在化工、冶金、环境及医疗保健领域应用的基础上，对变压吸附空分制氧发展中仍需解决的吸附剂、吸附器结构、以及工艺流程进行了分析。
关键词：变压吸附；氧气；应用
一、引言
氧气是工业的重要的原料，广泛应用于化工、冶金、环境保护、军事和医疗保健领域。传统的制氧方法是深冷法，其主要优点是氧气纯度高，并可以副产氮气、氩气；其缺点是投资大、能耗高、开停车时间长等。目前新型的制氧方法是变压吸附法和膜法，其中由于技术本身的原因，膜法制氧的纯度较低，一般在40％以下，因此应用局限性较大；而变压吸附空分制氧是一种高科技含量且比较成熟的制氧技术，该制氧工艺具有流程简单、安全、投资少、能耗低、自动化程度高、启动时间短，适应性强，制氧过程在常温下完成，氧气纯度适中（50％一95％），负荷调节范围较大（30％一110％）等优点。因此，在制氧规模适中，纯度要求不高的场合，变压吸附制氧具有较大的优势。随着我国工业的持续高速发展，节能降耗技术的大力推广以及环境保护要求的不断提高，变压吸附制氧的市场将不断拓展。
二、变压吸附空分制氧的应用
1．化工领域
用富氧来代替空气造气，可以达到节能和增产的目的。用富氧空气代替普通空气用于煤气发生炉，不但能够产生明显的节煤效益，提高气化强度，降低灰中碳含量，而且还能使一些煤质差的煤得到利用。在化肥造气中采用富氧连续加煤造气，可以降低我国小氮肥的生产成本，目前该行业有近20亿矗的氧气需求量。
煤炭气化被认为是优于直接燃烧且利于环保的工艺，它不但可以减少SOx和NOx等废气的排放，而且还可以低成本回收二氧化碳。该工艺对象中国这样具有大量煤炭储备的国家来说，被认为是一种经济合理的选择，如果市场可以认可煤气化所生产的二氧化碳副产品能够等同于提高了石油回收率，那么煤气化工艺的经济性前景进一步提高。目前我国可持续发展战略已将煤气化工艺列为重点项目加以推广。
许多化学品都是通过催化氧化反应生产的，并且研究结果表明有十余种化工产品的生产都可以用富氧空气代替空气，以提高生产效率。另外炼油厂采用富氧再生工艺可增加催化裂化装置和硫磺回收装置的加工能力，同时还可提高渣油的掺炼，减少SOx和NOx的产生。
2．冶金领域
在高炉炼铁领域，富氧鼓风助燃已成为提高高炉产量和提高煤比降低焦比最有效的手段。在保持风量不便和焦比不便的条件下，在风中含氧21―25％时，富氧1％，增产3．3％，焦比降低5―6％；鼓风中含氧25―30％时，富氧l％，增产3％。而我国高炉的富氧率多数在0―2％，很少19
中一工业气体工业协会威立20一年庆祝大会论文纂
达3％，而国外一般高炉的富氧率在5％左右，甚至高达10％。
电炉用氧可以加速炉料的熔化及杂质的氧化，这意味着电炉吹氧既可以提高生产能力又能提高钢的质量。对于中小型钢厂，电弧炉炼钢具有用气量不大（一般在1000―4000Nm3／h），不需氮气，且间断用气的特点，变压吸附制氧非常合适，并被广泛采用。
平炉吹氧可以强化冶炼过程，缩短冶炼时间，提高平炉的钢产量。实践证明，平炉吹氧能使平炉的产氧量提高1倍以上，燃料消耗降低33％一35％，据估算，吨钢耗氧30．40矗。此外，钢铁企业中钢材的加工清理、废钢切割等吨耗氧约11―154m3。
铜的精炼过程采用富氧工艺可以达到增产和节约重油的目的，氰化浸金中采用富氧工艺可以缩短浸出时间，提高生产效率。
2．3环境领域
在废水处理中常用活性污泥法空气供氧，一般的空气曝气法氧气利用率仅有10％，而富氧曝气法氧气的利用率可以达到90％以上。臭氧是一种强氧化剂和广谱杀菌剂，并且臭氧也广泛应用于城市废水排出物的深度处理，同时，国内臭氧的应用技术在快速发展。而臭氧的最佳氧源是富氧空气。采用富氧进行垃圾焚烧可降低在空气中燃烧时所产生NOx的数量，降低对人类的生殖性和免疫抑制作用，减少环境污染。
4．医疗保健领域
变压吸附法制的氧气可以到达医用氧的标准，可以用于医疗领域。随着我国医疗卫生事业的不断发展，集中供氧系统成为医院病房楼改造和医院上等级必备的项目之一，而变压吸附制氧机组结合汇流排组成的氧源系统具有安全可靠、控制方便、运行成本低等诸多优点，是医院集中供氧系统的理想氧源。
由于氧气的补给可以改善人体的生理、生化内环境、促进代谢过程的良性循环，从而达到治疗疾病、缓解症状、促进康复和预防病变、增进健康的目的。因此在慢性肺部疾病的康复中，慢性呼吸道疾病致低氧血症，目前主张长期低流量氧疗。家庭氧疗在美国、日本等国发展很快，同时，随着我国经济的快速发展，人们生活水平的不断提高，以及在家用制氧机生产制造技术的不断提高，家庭氧疗和氧保健在国内的市场也快速发展。目前，用于家庭氧疗和氧保健的制氧机主要是变压吸附制氧机。
5．其他
玻璃制造业利用富氧燃烧可以降低生产成本，降低大气排放中的氮氧化物的含量。富氧技术还广泛应用于造纸业、发酵业、水产养殖业、水泥制造等工业。
富氧空气作为生命保障氧源，用于航空战斗机、野外军事训练等国防领域。
三、变压吸附空分制氧需要解决的问题
1．吸附剂
吸附剂是变压吸附制氧的核心，吸附剂的吸附分离性能直接决定着制氧装置的能耗、体积以及使用寿命等，因此研究高效的制氧吸附剂始终是变压吸附制氧研究的核心方向。
变压吸附制氧常用的吸附剂主要是CaA型分子筛，但是，该分子筛的吸附容量小，分离系数低，单位氧气的能耗较高。因此，CaA型分子筛限制了变压吸附制氧装置的生产规模。目前，吸附分离性能较好的是锂分子筛，其大吸附量、高选择性、低吸附压力的特性可以提高装置的氧收率和分子筛的产率，从而降低装置的能耗、体积和吸附剂用量。Balkh等研究发现，LiX沸石的氮气吸附容量比NaX提高约50％，分离系数从13X的3倍提高到7倍。工业应用中PSA流程的能量消耗的决定性因素是操作压力比，用5A沸石或13X沸石作吸附剂，工业上一般采用4及20
行业发■篇
以上的压力比，低于此值时，氧气的回收率急剧下降，同时产品气纯度很难保持在95％。而采用LiX分子筛压力比可以降至2左右。较低的操作压力比意味着解吸压力的提高，从而降低了真空装置的投资和操作费用，这一点对工业应用尤为有利。
ⅡⅨ（低硅铝比锂x沸石）对N2有很高的吸附量，并且对N2、q的选择性比蜮（Si／m＝12―13）高。Rege认为100％Li交换的Ⅸ（H100％嗽）吸附N2的量是LiX的15倍。是目前用于空分制氧最好的吸附剂。目前美国研制的新型沸石分子筛吸附剂具有高的吸附选择性和吸附容量，使用真空解吸法就可以得到纯度为99．95％的氮及99．5％的氧，而投资仅为目前变压吸附法的1／3―1／2，能耗降低25％一30％。据称用此吸附剂可以加速吸附氮气，可分别制氮和制氧，也可以同时制氧、氮。
2．吸附器的结构
吸附器的.结构是吸附剂效率发挥和吸附工艺得以实现的保障。变压吸附空分制氧的吸附器空塔流速较高，高径比较小，直径较大，因此，吸附器结构中最重要的就是气体分布问题。吸附变压吸附空分制氧应用进展器内的理想流动状态是平推流动，但是，普通的气体分布器很难达到同一截面的速度和压力的均匀，并且径向均匀度较差，这就使得吸附床的死体积大，产氧率低。因此，开发具有良好的均流速和均压力的气体分布器可以最大限度的发挥吸附剂的效率，并可以降低吸附器的高径比。
以往对变压吸附的研究主要依靠试验手段，然而，对于流速相对较低，内部又装有吸附剂的吸附器内的流场，采用试验的手段无法研究，因此，笔者通过采用数值分析的方法对吸附器内的三维流场进行了研究，找到影响气流分布的原因，并在比基础上对吸附器的结构进行了改进，使得气体分布器有了较好的布气效果，为开发大型变压吸附制氧装置提供了保障。
然而，随着工业用氧规模的逐步增加，普通的轴向流吸附器受到吸附器直径的限制，很难满足制氧装置大型化的需要，而解决这一问题的方法是采用径向流的吸附器结构，在径向流的情况下，吸附阶段的流向是从外到里，而在解吸时的流向是从里到外。这种吸附器结构的主要优点是：低的容器容积、低的死容积、低的压力降、吸附和解吸时有利的流动方向、固定的吸附剂充填。有利的流动方向是在吸附和解吸时使气体流量改变的结果：在吸附阶段，气体流量在从外向里流动时减少，而在解吸阶段，气体流量在从里向外流动时增加，这是吸附和解吸氮的结果。而径向流吸附器的流动截面积正是从外到里逐步减少的。采用径向流吸附器是变压吸附制氧装置大型化的必然选择。
3．工艺流程
不同的吸附剂具有不同的吸附性能，运行时需要不同的工艺条件，因此，根据吸附剂的特性，研究适合该吸附剂吸附分离的工艺条件，可以充分的挖掘吸附剂的吸附潜力，发挥装置的最大效率，以最低的生产成本获得最大的产品氧气。另外，良好的变压吸附工艺可以降低吸附剂的失效速度，保证吸附装置的使用寿命。
参考文献
［1］张阳，王湛，纪树兰．富氧技术及其应用．化学工业出版社．2005
［2］Dr．M．Gram，Dr．P．Leitgeb．变压吸附生产氧气．深冷技术．200l（5）
变压吸附装置论文 第5篇
中国石化的变压吸附 (PSA) 氢气提纯装置的其设计规模为氢气产量90000m/h, 原料气的处理量达到120000m/h, 氢气回收率达到96%, 其操作弹性值达30%--120%。
本公司使用的变压吸附 (PSA) 氢气提纯装置跟当前我国同类装置进行比较, 具有如下的特点:
1.产品纯度高。根据需要, 产品氢的纯度可以达到99.9%, 甚至更高。
2.工艺流程简单。变压吸附法可以一步将各种杂质组分脱除而获得纯氢, 因此相应的占地面积较小。
3.原料适应性强。对于炼油厂中大部分含氢气源, 可以直接采用变压吸附的办法予以提纯。
4.操作弹性大。变压吸附的操作弹性一般可达30%~120%。
5.操作简便。变压吸附装置的设备简单, 且全部是自动化操作, 开停车只需0.5~2h。
6.吸附剂寿命长。变压吸附一般在常温和中、低压力下进行, 且正常操作下吸附剂可与装置同寿命。
二、原料与产品
这一装置于原料设计上确定为中国石化某分公司的原料为重整氢、加氢精制、加氢裂化和二期的渣油加氢脱硫装置冷低分气的混合气, 其输出的产品是氢气以及解吸气。笔者经过12月13日6时, 22时, 以及12月12日10日是, 三个不同的时间段对标定期间原料气以及尾气组成的数据进行分析, 具体结果如下:
标定期间的原料气的分析项目及平均组成 (vol%) 包括:
C6+ (0.08) 、丙烷 (1.96) 、丙烯 (0.14) 、异丁烷 (0.49) 、正丁烷 (0.23) 、乙炔 (0.00) 、反丁烯 (0.00) 、正丁烯 (0.00) 、异丁烯 (0.01) 、顺丁烯 (0.00) 、异戊烷 (0.09) 、正戊烷 (0.03) 、1, 3-丁二烯 (0.00) 、丙炔 (0.00) 、二氧化碳 (0.00) 、乙烯 (1.10) 、乙烷 (2.19) 、氧气 (0.13) 、氮气 (0.57) 、甲烷 (2.49) 、一氧化碳 (0.00) 、氢气 (90.49) 。
标定期间的尾气的分析项目及平均组成 (vol%) 包括:
C6+ (0.42) 、丙烷 (10.74) 、丙烯 (0.11) 、异丁烷 (2.86) 、正丁烷 (1.36) 、乙炔 (0.00) 、反丁烯 (0.01) 、正丁烯 (0.01) 、异丁烯 (0.05) 、顺丁烯 (0.01) 、异戊烷 (0.52) 、正戊烷 (0.19) 、1, 3-丁二烯 (0.00) 、丙炔 (0.00) 、二氧化碳 (0.00) 、乙烯 (0.02) 、乙烷 (18.08) 、氧气 (0.28) 、氮气 (1.55) 、甲烷 (12.33) 、一氧化碳 (0.00) 、氢气 (51.46) 。
同时笔者以12月12日与12月13日从0:00开始, 全天每两小时计算一次提纯情况, 其中, 12月12日纯度最高值为100%, 最低值为99.5%, 平均纯度为99.85%;12月13日纯度最高值为100%, 最低值为99.5%, 平均纯度为99.85%。
三、装置运行工况及解决措施
这一装置在2010年的10月份一直运行到2014年7月份, 在运作过程中一共出现5次开停工情况, 其中因为计划停工占了3次, 因为装置吸气压缩机电机电流过高出现的停工占了1次, 因为催化剂被击穿造成氢气纯度过低出现的停工占了1次。
1.氢气纯度过低
PSA1程控阀内漏较多。由于PSA1程控阀设计缺陷, 造成部分程控阀门不能完全关死, 泄露比较严重, 进而造成吸附剂特别是分子筛被污染, 影响产品纯度;压缩机入口密度小, 压缩机吸不上量, 为保证解析压力不过高, 压缩机入口需要有间断放空同时也损失一部分尾气;一部分氢通过泄露阀进入运行塔中, 运行塔解析时氢气进入尾气中损失掉, 产品氢收率随之降低。
2.装置大负荷运行存在的问题
在装置大负荷运行期间, 存在如下问题:
(1) 程控阀漏油情况频繁, 部分时刻漏油还比较严重, 修阀的过程中需要切除吸附塔, 给操作造成的波动;
(2) 部分程控阀填料泄露严重, 为了维持装置生产, 不得不在程控阀填料压盖上打卡子, 虽说能够短期维持装置生产, 但由于所打的卡子没有经过设计和检测, 安全隐患较大。
3.解吸气压缩机出现不上量的情况
PSA1解吸气压缩机K101型式为离心式压缩机。离心式压缩机的特点是对分子量的变化比较敏感, 而PSA1在调整吸附时间时就会造成尾气中的氢含量变化, 影响尾气的分子量, 根据操作经验, 当尾气的分子量降低到10左右时, K101就完全不上量了, 具体表现就是出口流量为0, 入口憋压, 只能将PSA1的尾气放入低压火炬系统, 造成较大的生产波动, 且对设备有损坏, 此外, 对于解析气的回收利用有较大浪费。针对此问题, 本装置在2013年大检修期间, 通过在压缩机入口新增一催化干气线, 来提高压缩机入口气体组分分子量, 大大减少了压缩机不易上量的问题。但如有可能, 在未来改造时将压缩机型式由离心式改为往复式, 就可以彻底解决这一问题。
4.产品质量说明
在生产操作中, 重整调整操作时造成PSA1入口进料量从50000 Nm3/h极短时间内波动到110000Nm3/h, 造成PSA1当时正处在吸附状态的两塔重烃穿透, 使得PSA1的氢气纯度受到影响, 从表3中可以看出, 氢气纯度最低为99.5%, 在此两塔同时吸附时, PSA1装置外送氢气的纯度就会下降, 为了保证下游装置所用氢气的纯度和产量, 在操作时不能把吸附时间降得太低, 同时又要最大限度的回收氢气。而减少吸附时间在增加氢气纯度的同时会减少氢气的收率, 本次标定过程中PSA1装置还要确保其它装置特别是聚丙烯装置的用氢纯度, 故导致氢气收率低于设计90%的工况
5.原料气组成对吸附能力的影响
原料气组分的变化对吸附塔的处理关系影响很大。因为PSA1的吸附能力通常是由产氢量或者是原料量来衡量的, 当原料气中氢气含量越高时, 由于所需要吸附的杂质含量低, 在吸附能力一定的情况下, 吸附塔的处理能力越大;相反, 原料气杂质含量越高, 吸附塔的处理能力越小, 严重时还会造成吸附剂的失活。
摘要：变压吸附 (PSA) 工艺, 因为其有着装置能耗少、运行成本低以及自动化程度高等系列优势, 目前, 已经被广泛使用于制氢以及氢气提浓领域中。然后, 在运行早期往往容易因为各种原因而导致停车情况。本文以中国石油某分公司的变压吸附氢提纯装置作为研究对象, 对装置于运作早期出现的工况及产生的原因进行了分析, 并提出预防方法。
关键词：变压吸附,制氢装置,原料气,解吸气
参考文献
[1]纪志愿.氢提纯工艺的选择及其工业应用[J].炼油设计, 1998, 26 (6) :46-50.
关于变压吸附提氢装置的初步探讨 第6篇
变压吸附 (Pressure Swing Adsorption, 简称PSA) , 是一种新型气体分离技术, 被广泛应用于各大型化工工业生产中[1,2], 其中变压吸附提氢技术最早实现工业化。该技术是在上世纪60年代迅速发展起来的, 而其中以变压吸附法可从多种工业尾气中制取纯度 (V%, 下同) 大于99.9%的氢气[3]。目前随着世界能源的短缺, 各国和各行业越来越重视低品位资源的开发与利用, 加上各国对环境污染的治理要求也越来越高, 使得吸附分离技术在钢铁工业、气体工业、电子工业、石油和化工工业中日益受到重视。
变压吸附的基本原理是利用吸附剂对吸附质的吸附特性随压力变化而呈现差异的特性, 使强吸附组分与弱吸附组分实现分离。在工业变压吸附 (PSA) 工艺中, 吸附剂通常都是在常温和较高压力下, 将混合气体中的强吸附组分吸附, 弱吸附的组分从床层的一端流出, 然后降低吸附剂床层的压力, 使被吸附的组分脱附出来, 从床层的另一端排出, 从而实现了气体的分离与净化, 同时也使吸附剂得到了再生[4]。
一、工业装置
1. 工艺流程
本变压吸附提氢装置运行方式采用10-2-5/P, 即总塔数为10塔, 2塔同时进料吸附, 另外8塔分别处于再生的不同步骤, 5级均压、冲洗再生工艺。每个塔经历吸附 (A) 、一均降 (E1D) 、二均降 (E2D) 、三均降 (E3D) 、四均降 (E4D) 、五均降 (E5D) 、顺放 (PP) 、逆放 (D) 、冲洗 (P) 、五均升 (E5R) 、四均升 (E4R) 、三均升 (E3R) 、二均升 (E2R) 、一均升 (E1R) 、最终升压 (FR) 十五个步骤, 完成了一个生产周期。对整个装置吸附过程而言, 吸附和冲洗过程是连续的, 原料气连续输入, 产品气和解吸气连续输出。逆放排出吸附器中被吸附的杂质, 剩余杂质通过冲洗步骤进一步完全解吸。
逆放前期压力较高部分气体先进入解吸气缓冲罐, 通过压力调节后进入解吸气混合罐;逆放后期压力较低部分气体直接进入解吸气混合罐;装置无逆放时, 顺放气进入顺放气缓冲罐后再对吸附器进行冲洗, 冲洗气直接进入解吸气混合罐。解吸气经解吸气缓冲罐和解吸气混合罐两级稳压后送出界外。工艺流程见图1。
2. 控制指标
我厂的工艺气指标如下表所示:
二、装置特点
1. 自动化程度高、操作简便、产品氢气纯度高
本装置通过程控阀与计算机DCS集散控制系统相连, 实现计算机的远程自动化控制。该技术成熟稳定, 有许多的成功经验可以借鉴。在日常生产中, 只需对其进行定时的巡查, 并对气源气体以及产品氢气进行取样分析即可。该装置的停车可分为正常停车和紧急停车两种, 都可以通过计算机系统来进行操作, 而且开停车过程方便快捷。本工艺采用的吸附剂对杂质气体吸附能力较强, 产品氢气的体积含量可以达到99.9%以上, 从而充分满足相关生产工艺的要求。
2. 连续循环运行、安全可靠
本装置工艺中大量使用了压力、流量调节等安全报警系统, 保证在停电、操作失误等意外情况下装置的安全运行。另外在这一装置中还设计了在线检测分析系统, 对原料气、产品氢气和解吸气的组分浓度进行实时的检测分析, 当气体组分不稳定时, 该系统会报警来提醒操作人员及时进行调整。当装置运行初期或出现问题时, 该装置可以将那些生产的不合格氢气或解吸气直接进行放空送入火炬系统。此外, 该装置的操作弹性较大, 一般可以在50%-110%之间, 当气源气体的量突然增加时, 该装置可以利用吸附时间的调整来实现吸附效果的提高。当吸附塔由于程控阀或控制线路的故障而引起故障时, 该装置也可以利用相应的切塔程序来将故障吸附塔进行切换, 如切为9-2-4/P或8-2-3/P运行方式, 最大限度地保证整个装置可以安全可靠的运行。
3. 氢气回收率高
本装置采用2塔同时进料, 实现连续吸附操作, 保障产品氢气的压力和流量平稳。采用多次均衡压, 降低均压压差, 延长程控阀密封件使用寿命, 并能有效提高氢气回收率。顺放气冲洗再生工艺在常压下即可完成, 顺放气作为冲洗气的气源, 不会损失产品氢气。吸附塔再生释放的逆放气和冲洗气暂时储存在解吸气缓冲罐和解吸气混合罐内, 作为解吸气的气源。从表2可以看出, 解吸气量较大, 且CO和H2的组分含量较高, 这些解吸气经解吸气压缩机增压后返回前工序循环利用, 提高了CO和H2利用率。同时, 该工艺的吸附剂再生无需增加真空泵, 减少了额外的动力设备能量消耗。
三、影响因素
1. 原料气对吸附能力的影响
由于各化工厂的气化工艺装置不尽相同, 送至变压吸附的原料气成分也存在一定的差异性, 所以原料气中N2、CO等杂质的含量差别也较大。变压吸附装置的氢气吸附能力通常是以产氢量来衡量的, 当原料气中氢气含量越高时, 由于所需要吸附的杂质含量低, 在吸附剂能力一定的情况下, 吸附塔的处理能力越大;反之, 原料气杂质含量越高, 特别是净化要求高的有害杂质含量越高时, 吸附塔的处理能力越小。从表2可以看出, 本装置的原料气中H2含量为86.72%, 杂质含量较低, 因此该装置能处理的原料气量较大, 为59046.9 Nm3/h。
此外, 在其他条件相同的情况下, 原料气温度越高, 吸附剂的吸附容量越小, 吸附、解吸再生的循环时间越短, 吸附塔的处理能力越低。总之, 吸附剂对吸附质的吸附能力与气体的温度成反比。一般来讲, 提氢装置在常温下即可正常运行。
2. 操作压力对吸附能力的影响
原料气的压力越高, 吸附剂的吸附量越大, 吸附塔的处理能力越高, 但由此增加的操作费用和设备投资会随之增加。而解吸压力越低, 吸附剂再生越彻底, 吸附剂的动态吸附量越大, 再次吸附效果好, 吸附塔的处理能力越高。即吸附剂对吸附质的吸附能力与气体的压力成正比。一般来讲, 综合考虑经济成本和维护费用, 提氢装置的压力一般保持在2.1MPa-3.2MPa之间。
3. 吸附时间、回收率对吸附能力的影响
变压吸附工艺具有产品纯度范围宽, 且易于调整的特点, 在原料气条件不变和吸附、解吸压力一定的情祝下, 产品氢气纯度越高, 氢气回收率越低;产品氢气纯度越低, 氢气回收率越高, 即:产品纯度与产品回收率是成反比关系的。修改吸附时间和修改操作系数, 延长吸附时间、增大操作系数, 则降低产品纯度;缩短吸附时间, 减小操作系数, 则提高产品纯度。但是在实际操作中不应片面追求产品氢气纯度, 而应结合生产的实际需求调整氢气纯度, 以得到较好的氢气回收率, 使装置运行在最经济的状态。
四、对比
在变压吸附工艺中, 还有另一种利用抽真空的办法进行再生, 其再生效果好, 产品收率高, 但是需要增加真空泵和真空泵后冷却器等设备, 装置耗能较大, 其投资预算如下表所示:
从表2可以看出, 若采用抽真空工艺, 其直接投资费用约为264万元, 年消耗费用约为254.9万元, 成本消耗较大, 且增加占地面积。从长远角度来看, 在满足工艺需求的前提下, 我厂选择冲洗工艺的提氢装置更加切合实际、科学合理、节能高效。
结束语
本变压吸附提氢装置工艺具有流程简单、投资少、能耗低、自动化程度高、产品纯度高、成本低等优点, 与其他工艺相比, 更具有可靠性、灵活性及经济合理性。整个吸附分离循环过程由计算机控制, 全部实现自动化操作, 装置弹性大, 能适应原料气流量和组分的波动。
参考文献
[1]邵传收.变压吸附煤气制氢工艺改造[J].山东冶金, 20l0, 32 (5) :45-46.
[2]师天林, 李一鸣.变压吸附制氢装置扩能改造总结[J].化肥工业, 2009, 36 (6) :15-39.
[3]吴林辉.PSA变压吸附制氢技术在本钢的应用[J].金属世界, 2009, (5) :20-22.
变压吸附装置论文 第7篇
一、装置概述
该装置设计规模为CO产量22000Nm3/h, H2产量42000Nm3/h, 原料气处理量为90000 Nm3/h。装置工艺流程依次为PSA-CO2区主要由14台吸附器组成, 用以分离回收原料气中的CO2等杂质组分;PSA-CO区由16台吸附器及14台真空泵组成, 用以分离并提纯其中的CO产品;
PSA-H2区由12台吸附器组成进一步提纯H2并送往乙二醇装置;自2013年9月乙二醇突破80%负荷以来, 变压吸附也随之暴露诸多问题, 严重制约着负荷的进一步提升, 急需进行处理和改进。
二、吸附剂下沉和粉化
在检修程控阀门和动设备时经常发现工作腔内有大量吸附剂粉末, 对设备的密封面和工作面形成冲刷和卡涩, 而且易造成程控阀门特别是偏心蝶阀的密封面损坏, 导致阀门内漏窜气事故。同时该粉末滞留真空泵进气阀后造成气阀堵塞, 导致真空泵效率降低等问题。
1. 下沉粉化原因
在对吸附塔抽查时发现吸附剂已下沉约70公分, 上层表面和分布器处有大量吸附剂粉末。其原因为起初装填吸附剂时从吸附器顶部人孔直接倒入, 装置运行一段时间后则会下沉, 形成顶部空间。吸附剂随气流来回跳动和碰撞粉化。
2. 整改措施
确立吸附剂装填方案, 估算吸附剂装填所需种类和重量, 对各吸附器进行封头拆除和吸附剂装填。在不影响通流量的情况下提高丝网密度并重新加固, 防止吸附剂颗粒穿透丝网进入工艺管道及设备。
三、设备阀门问题
1. 吸附器开裂现象
在对其他大型变压吸附单位考察时发现部分厂家的吸附器本体有开裂泄漏现象, 其原因为部分设备生产厂家在吸附器外壁上焊接保温托圈或钩钉后没有严格的对焊缝进行打磨与母材平齐处理, 造成应力集中形成裂纹。
随后我厂立即组织人员对吸附器上保温托圈上下300mm范围进行保温拆除, 打磨除锈后进行着色探伤检验。目前未发现有裂纹和泄漏现象, 对外部焊缝进行打磨圆化处理。
2. 程控阀故障
程控阀是PSA装置高度自动化的主要执行装置, 每天开启闭合达千次, 因此对密封面、填料、执行机构都有着高度要求。
在检修以前根据工艺变化情况找出泄漏阀门, 更换程控蝶阀密封外环, 密封填料, 在平衡缸、填料、气缸等处加少量二硫化钼减少磨损。另在使用过程中发现部分手动调节阀执行机构弹簧倾倒卡涩问题, 原因为弧形气缸底部不能很好支撑弹簧直立运作, 通过将弹簧底部用铁环焊接加固后问题消除。
3. 动设备问题
本装置选用14台WLW-2400B型往复立式无油真空泵做为CO提纯三段抽空使用, 因该泵有易损件多、主要部件重量大、外部附件多等缺陷, 致使日常检修任务繁重, 占据PSA装置70%的检修工作量。
因此在真空泵厂房设计之初应充分考虑检修工作的便利性, 厂房内应配备能够覆盖检修区域的天车, 且尽量保证真空泵上方无干扰吊装的管线、线桥等设施, 能够在线突击检修节省工时。严格定期更换的易损部件, 特别是气阀部件应安排工艺人员进行专项测温检查, 避免严重内漏超温甚至撞缸事故的发生。而在设计之初应处分估算吸附剂、管道部件的影响, 保证富余量和有备机可用, 避免投产后在另加真空泵。
四、脱碳气CO2含量超标
1. 问题原因分析
理想的吸附解析过程是等温过程, 而在实际生产中由于北方气温冬夏温差大, 导致原料气由夏季的30℃将至冬季的8℃左右。低温CO2难以从吸附剂中彻底解析, 致使脱碳气中CO2含量超标。
2. 工艺调整困难
为保证脱碳单元出口CO2含量不超标, 缩短脱碳单元运行周期, 造成脱碳气量过少影响下一工段CO提纯负荷的提高, 如果为提高脱碳工序解析效果需增加冲洗气量, 导致产生尾气量过大增加尾气压缩机负荷, 给进一步提升负荷带来新的困难。
3. 应对措施
1、提高原料气温度, 由煤化工装置到变压吸附装置原料气管线加装制作伴热管线, 用以提高吸附剂床层温度改善解析效果。2、提高鼓风机出口温度并在出口管线加装保温, 维持置换气温度。3、在H2提纯区去脱碳区之间增加蒸汽加热器一组用以提高冲洗气温度, 保证CO2分离工序吸附剂床层温度控制在40度最佳工作温度, 进而提高CO2组分分离效果。
4. 技改效果
目前装置运行良好, 投用后在负荷基本不变的情况下, 一区脱碳气指标下降在范围之内。改造后不但提高了CO纯度, 增加了经济效益, 同时提高了装置运行的稳定性。
结束语
中原大化变压吸附装置自2012年10月运行以来, 经过不断的摸索和改进已能够长周期稳定运行, 虽然目前向85%以上负荷提升还要面临更多问题, 但随着操作水平和设备工艺的改进将进一步得到解决。
参考文献
变压吸附空分制氧吸附剂及设备 第8篇
该公司现拥有变压吸附空分设备, 多组份气体分离设备, 气体净化设备, 有机废气净化设备, 多种高效吸附剂和催化剂等多项国际先进水平的产品和技术, 获得了多项国内外专利, 产品出口欧洲和美国, 受到用户的好评。
该公司开发的新型制氧设备, 打破了外国公司在该领域的垄断地位, 推动国产变压吸附空分制氧设备行业及我国变压吸附空分制氧技术的发展, 替代进口, 具有显著的经济效益。同时设备性能比国外产品更为优越, 生产成本低、无环境污染, 具有明显的社会效益。
应用范围
新型变压吸附空分制氧吸附剂及设备可广泛用于:
1) 环保领域的污水处理、污泥富氧曝气;
2) 冶金工业领域的炼钢炼铁、有色金属冶炼、富氧喷煤;
3) 化工领域的化肥厂富氧造气、化工合成原料;
4) 造纸行业的纸浆漂白、废液氧化处理;
5) 玻璃工业可用于高温熔炼、降低粉尘和氮氧化合物的排放;
6) 城市垃圾焚烧中高温燃烧以及降低二次污染;
7) 窑炉助燃方面可以节能、减少废气排放;电子、医疗保健、食品、养殖业等。
技术优势及技术水平
变压吸附空分制氧设备的技术优势为:
1) 分子筛性能先进, 使用量少, 使用寿命长;
2) 氧气收率高, 鼓风机、真空泵负荷小;
3) 单位制氧电耗低、冷却水消耗少;
4) 气动切换阀门可靠性高;
5) 自动化程度高;
6) 两床工艺, 结构简单, 造价低廉。
技术水平
新型变压吸附空分制氧设备基本可实现无人化操作, 适用于用氧规模在10000m3/h以下的场合, 操作条件温和 (室温、低压) , 产品氧气纯度为90%～95%, 单位制氧电耗≤0.35kwh/m3O2, 设备年开工率≥95%, 负荷调节范围30%～110%, 动设备使用寿命大于10年, 静止设备使用寿命大于20年, 装置无有害废水、废气和废渣排放, 属于环保、节能新工艺。在适用的同等规模下, 本产品的单位制氧电耗比传统的深泠法制氧装置低10%～50%, 综合投资低10%～20%, 维修费用低30%以上, 管理费用低50%以上, 并且不存在深冷法装置因有机物积累而可能产生爆炸的问题, 可为用户创造明显的经济效益。
以1000m3/h装置为例比较:
国际先进水平:吸附剂装量9吨至10吨, 电耗0.33kwh/m3O2～0.35kwh/m3O2, 年开工率96%, 造价800万元到850万元;
国内同类装置:吸附剂装量40吨至60吨, 电耗0.42～0.5kwh/m3O2, 年开工率95%, 造价600万元到650万元;
本公司产品:吸附剂装量10吨, 电耗≤0.35kwh/m3O2, 年开工率95%, 造价550万元。
从以上数据比较, 可看出本公司产品已达到国际先进水平。
产品特点
1) 工艺流程简单, 设备数量少, 占地面积小。
同样规模的VPSA制氧装置, 国内其它厂家需采用三塔或四塔流程, 制氧吸附剂用量达40吨至60吨, 而我公司的PU-8吸附剂用量仅为11吨;另外, 设备数量 (如真空泵、阀门) 、装机功率等均有不小差距。
2) 自动化程度高, 起动停车快速, 维修操作方便。
制氧装置完全由计算机控制, 下游装置不需要氧气或设备出现故障时可随时停车, 重新起动后15分钟至30分钟内即可达到正常工况并向下游装置送氧。
3) 联锁监控措施齐全。
制氧装置配套设备运行的关键参数均输入计算机进行在线监测, 当设备发生异常现象时, 计算机进行报警或对装置进行联锁停车, 以便操作人员及时检查维修, 能有效保证制氧装置的安全稳定运行。
4) 冷却水消耗少。
鼓风机和真空泵后都没有设空气水冷却器, 也是与国内其它厂家的VPSA制氧装置的一个较大差别, 每年可节约冷却水2万多吨。
5) 装置无“三废”排放, 对环境保护没有影响。
应用实例
该ZO-1000型VPSA制氧装置是衡阳某钢管有限公司国债项目“石油专用管工程”的配套项目, 由湖南省招标有限责任公司邀请国内外厂商进行公开招标, 我公司依靠国际先进水平的技术、优异的性能指标和较低的价格等优势中标, 该产品于2002年7月正式投入运行。投入运行以来, 操作平稳、工况稳定, 各项性能指标均基本达到设计要求。
VPSA制氧装置设计指标与实测指标的对比如下:
对于制氧装置, 长期运行成本主要为电耗。该单位原有一套设计产量为1000 m3/h的深冷法制氧装置, 综合电耗为1.1 kwh/m3O2。按0.45元/kwh的电价计算, 年运行时间为8000小时, 我们的VPSA制氧装置比同规模的深冷法制氧装置年节电416万度, 可节约电费180多万元, 为其带来的经济效益十分明显。
据了解, 国内其它VPSA制氧设备生产厂家尚不能达到与该VPSA制氧装置同样的性能指标, 特别是电耗指标要高15%以上。只有几家国际大气体公司的制氧装置可以达到同样的性能指标, 但其造价要高60%以上。
通过该公司VPSA制氧装置的连续运行, 用户认为我公司的这一项新技术具有很多优点, 达到了国际先进水平, 能为用户创造较好的经济效益。
合作方式
技术服务。
联系人:江岚
单位:北京大学
变压吸附噪音控制技术研究与应用 第9篇
1 噪音源分析
经我乙酯车间的初步分析, 装置内的噪音源主要分为两个部分:一是是装置均压时产生的高速气流对弯管直接冲撞产生的管道振动和噪音;另一方面是界区内动力设备和程控阀运行产生的机械噪音。装置内噪音具有声源分布广, 高、低频声源共存等特点。
2 消除噪音方法的选择
2.1 消除或消弱噪声源
2.1.1 从工艺上消除或消弱噪音源:
我车间经多次的协商和与设计方交流, 在现有的工况条件限制下, 无法从改造工艺上消除或消弱噪音源。
2.1.2 通过对产生噪音源的管道和设备采取表面包裹的方式消除噪音:
根据我车间实际情况, 噪音源分布全界区, 采取该措施所需费用庞大, 而且采用表面处理后对以后的检修、维护带来了很大的不便。
2.2 消弱噪音的传播途径
2.2.1 对全界区设置隔音罩是最有效隔音的方法, 但是考虑到装置的安全通风、经济等方面因素我车间不适合采用。
2.2.2在噪声源和办公区域间设置隔音屏障, 经过公司全面的考虑在装置北侧和西侧安装隔声屏障是最经济有效地治理方法。使用隔声屏障减弱接收者所在的一定区域内的噪声影响。我们通过对安全性、隔音效果、实用性、经济可行性等角度考虑最终决定选择在变压吸附装置的北侧和西侧设置隔音屏障。
3 技术要求
3.1 安全方面
3.1.1变压吸附装置内为高压可燃、有毒有害介质 (硫化氢、一氧化碳、氢气、二氧化碳等) , 安装屏障后必须保证装置内的通风换气, 防止人员中毒、可燃气富集。在屏障合理位置安装消声百叶和防爆强制通风的风机。
3.1.2 必须保证屏障的稳定性, 安装强度按8级以上大风的风压标准。
3.1.3 屏障内必须保证有足够的照明。设计防爆照明设备。
3.1.4 吸音屏障的材料必须为阻燃材料。
3.1.5 消防安全。
确保消防设施, 消防通道可以方便正常使用。屏障确定位置为装置的西侧和北侧, 西侧根据现有的通道开设5扇隔音门, 北侧安装2扇逃生门。在消防栓处安装可向装置内的开口, 开口处采用隔音玻璃。
3.2 消音效果
设置屏障后, 要求吸隔声屏体外噪声降到80分贝以下, 1#楼, 2#楼外围有明显的下降。
3.3 屏障的使用寿命
3.3.1 屏障设置后15年内保证其效果为隔声屏体外噪声降到85分贝以下。
3.3.2 屏障整体结构无扭曲、破损、脱落、无腐蚀。
4 变压吸附噪音控制实施方案
4.1 屏障高度的确认
隔声屏障的插入损失由下列公式来计算:
式中:f—声波频率, Hz
δ=A+B-d为声程差, m
c—声速, m/s
在上述计算过程中, 设噪声源主要声波频率f=250Hz, 隔声屏高度为12.5m (实际高度在12.8m) , 在此计算声屏障对距离为4m, 降噪效果应为25d B上述计算值为理论值, 实际降噪效果会略有降低。
4.2 隔声屏障结构
屏体外部采用铝合金微孔吸隔声板 (对低频声波具有良好的吸音效果) , 内部选用吸音纤维 (主要吸收高频声波) , 屏体下部选用2米导流片, 这样既能保证有良好的通风效果, 又能保证有较好的隔音效果, 造价也会大大的降低。此板有一定的防水性, 抗腐蚀能力也较强, 但造价较普通的吸音材料高。屏障设置在变压吸附区域边侧, 屏障高度为12.5m, 屏障长度为100m。
不同高度屏障降噪效果预测
设计屏障隔声量大于25d B, 平均吸声系数大于0.7。
插入损失 (降噪效果) :
以1000Hz频率的声级做参考, 插入损失如下表:
上述表格中绕射声衰减是通过点声源绕射声衰减模型公式得出理论数据, 实际工程中, 声源具有一点的大小, 且屏障长度有限, 因此实际插入损失会比理论值低一些。
由于声屏障下部拟设置消声导流片, 因此, 要达到良好效果, 也需考虑消声导流片的消声量足够大。
5结语
