1、膜式主冷與安全防爆姓名：XXX部門：XXX日期：XXX膜式主冷與安全防爆1 什么是膜式主冷，它有什么優點膜式主冷又被稱為降膜式冷凝蒸發器或下流再沸器（downflowreboiler）。它與普通的液浸式主冷（又稱浴式主冷）完全不同，下流的液氧在主冷換熱器表面即被蒸發，換熱器并不浸沒在液氧中。為了防止液氧的干蒸發，流程中設置了循環液氧泵，循環液氧量是蒸發量的2.5倍左右。由于液氧泵的存在，這種流程被設計成上下塔分開的形式（類似于粗敏塔被分成I塔和II塔，中間用液鼠泵連接），這樣可使空分冷箱高度降低。使安裝難度也就降低了，同時也避免了液空、液氮打不上不去的問題。更重要的優點是，主冷換熱器表面蒸發時

2、，消除了液浸式主冷液氧液位引起的蒸發溫度升高，這樣可下塔的冷凝壓力進一步降低。如山萊蕪鋼鐵公司的12000空分設備（林德公司產品），其空氣壓縮機排氣壓力為0.41Mpa。這是空分能耗下降的又一重大突破。2 一起空分主冷的惡性爆炸及其原因1997年12月25日，由法國液化空氣公司（簡稱法液空）設計制造，安裝在事故。這次爆炸始于主冷凝蒸發器，并擴大到塔身，爆炸的碎片崩飛到周圍100米。飛出的金屬還擊破了石腦油和煤油儲罐而引起大火，無人員死亡。該空分流程與山東萊鋼12000空分流程一樣，都是具有膜式主冷的流程。現有分析認為，引起爆炸事故發生的根源是氧化亞氮的濃縮與析出。陳智浩等在12000M3

3、74;氧機預防氧化亞氮危害的改造一文中認為，空氣中含有微量的氧化亞氮，在空分設備中約8095喊13x分子篩吸附，其余進入裝置并溶解在液氧中。在冷凝蒸發器中部分液氧汽化，成為產品，而氧化亞氮并未蒸發，濃度提高，甚至析出成為晶體，附著在通道壁上，可能堵塞通道。對于降膜式冷凝蒸發器，氧化亞氮晶體堵塞通道，就會使液氧通道內液氧中的碳氫化合物不斷濃聚，引發爆炸。杭氧液空有限公司總經理喬治拉斐爾的對一套大型空分設備爆炸原因的調查分析一文中，就點到了初次發現主冷中可能會有一氧化二氮的積聚，而一氧化二氮的積聚很可能會增加碳氫化合物積聚的風險。林德公司對空分設備業主和操作者的安全忠告一文中，也提到了日益工業化造

4、成的氧化亞氮的積聚，局部堵塞會削弱冷凝器的安全功能。氧化亞氮不屬于易燃易爆組分，僅有氧化亞氮的存在不會引發重大安全事故，但它沸點高、揮發度低、溶解度小，屬于堵塞組分，一旦以固體狀態析出后，極易形成干蒸發或死端沸騰，而造成碳氫化合物的聚集，從而引發安全問題。這種風險在膜式主冷中尤為突出。國內使用膜式主冷的空分設備也出現了不同程度的問題，寶鋼72000空分設備的膜式主冷和膜式粗氬塔冷凝器在一九九八年八月發生了氧化亞氮的聚集與堵塞；萊鋼12000空分設備主冷也發現有氧化亞氮固體析出現象。3 林德公司的安全忠告林德公司對空分設備業主和操作者的安全忠告發表在1998年第5期深冷技術上，針對1997年5月

5、16日，撫順某化工廠法液空6000空分的爆炸和馬來西亞濱圖魯殼牌石油公司的73000m3/h空分設備發生了空前的惡性爆炸主要提出了三項安全忠告：無論如何把（液氧）排放比例提高到不低于空氣量的0.2%；對于通常的冷凝器液面保持在最小值80%-100炕間；（空氣中其它雜質可能會以固體的形式在主冷中析出，）在這種情況下，我們忠告裝置解凍。4 正在運行的膜式主冷如何改進山東萊鋼已經成功地進行了改造，增加了液氧吸附器兩只，裝填了林德公司研究開發的W型專用吸附劑。單筒工作時間680小時，再生時間10小時。程序控制自動切換。設置了氧化亞氮在線分析儀自動監測液氧中的氧化亞氮含量，利用原裝置中碳氫化合物分析儀，在線自動監測碳氫化合物含量。5 結論任何一項新技術的誕生，不可避免地帶來一些問題。膜式主冷的發明應用，同樣也