粗氪氙塔蒸发器堵塞的原因分析及处理

尹德帅

摘 要：根据研究和实验，我们早已发现在氪氙粗提取装置的运作过程中会出现氪氙粗提取装的前后压力差在不断增大的现象，于是我们可以得出这是由于其蒸发装置发生了一定程度的堵塞。根据我们的记录，就其可能的原因进行了验证和排除，我们随后得出了是因为分子筛吸附器中生成了水额，在冷却过程少数水分子会附在容器内，就会随之进入塔内。经过压缩机处理、升温等步骤，保证装置的正常运作以及加温时核心管道的露点位置。

关键词：稀有气体；氪氙提取装置；粗氪氙塔；蒸发器；堵塞

在之前某一年，提供原料的设备准备检查时，氪氙粗提取装置也相应停运。重新工作后就发生了堵塞，于是装置又不得不停运。

1 分析故障过程

在氪氙粗提取装置重新正常工作后的4天，当液体泵变频不变以及粗氪氙塔进口流量调节阀的开度不发生改变的情况下，液体泵压力p2以及分子筛吸附器压力 P27都发生了增加，从0.5Mpa提高到了0.6Mpa。并且贫氪氙气流量 F1在不断降低。当贫氪氙气经过筛吸附器到氡吸附器之前，只经过了粗氪氙塔蒸发器并进行了冷却处理，此时蒸发器的两时的压强差超过了0.4Mpa。当缓慢打开HCV41闸门时，也无法使得流量F1继续达到200m3/h；当开启氡吸附器旁通阀 B43时，此时的阻力的变化也不，明显，因此可以否定氡吸附器发生堵塞等情况。因此，我们可以得出是由于粗氪氙塔蒸发器的出现了堵塞现象。此时需要进行相应的处理来清理蒸发器中的堵塞物質，我们需要进行相应的措施来提高蒸发器的温度。[1]提取出一些粗氪氙混合液，使得蒸发器没有被浸没，使塔釜方的问题提升到零下120摄氏度。因为此时蒸发器依然是在之前的温蒂较低的状态，因此与之前的压力差并不大。第二，当液体排除且温度不上升的情况下，将HCV41的阀门关闭，并大考B41阀门，然后增大贫氪氙气的流量，如此就能够使得蒸发器中的多余物排除，但是在其通入量不足的24小时后又会出现堵塞现象。

2 原因分析

从之前实验来看，在最近的操作中，将氪氙回收气囊的剩余气体回收至HCV26时出现过一次返充现象，因为其气体是纯度偏高的氪气或氙气，所以我们首先想到是由于氙气出现了固化而形成了堵塞。从记录的数据可以看出，在返充的过程中装置都处于正常运行的状态，剩余气体会在进入管道后被稀释，且其浓度和贫氪氙气并无太大差别，其含有的最大气体仍是氧气。并且，蒸发器思维问题出现没出现过异常，可以排除氙气出现了固化。即使发生了固化，首次清理了固化后就没有再出现过固化的情况，就没有可能在出现堵塞的情况。我们想到是可能水分子不断进入蒸发器的原因赵成堵塞，并且在操作过程中细致的进行了检查。确定汽化器和冷却器是否出现了泄漏。通过工作人员的检查，在整个过程中，碳氢化合物含量始终在一个较低的状态。[2]炉内温度保持稳定。汽水分离器没有游离水产生，二氧化碳的含量也一直处于正常值。所以我们可以确定汽化器和冷却器没有问题。就是有泄漏情况出现，也没有出现水穿过吸附器而进入蒸发器而造成堵塞的情况。并且吸附器的阻力一直处于 0.4 kPa 附近，并没有出现其他问题，可以否定因为分子筛吸附颗粒物产生堵塞的原因。再进行排查整个流程，发现了由于要降低耗能的原因，就冷凝器的蒸发的氮气转为公共氮气，来实现将低温氮气的加热使其温度上升至常温而需要的电能，并没有对气源进行相应的检查。并且之前氮气气源的相关设备有过冷凝器出现泄漏而漏水的情况，可以得出确实有少量水进入到吸附器的情况。[3]再与吸附器的设备结构结合来看，其含水后产生的气体中二氧化碳的含量没有比较大的变化是因为在二氧化碳取样的位置是处于吸附器的中间部分，因此其含有的水量不足，无法出现床层被穿透而二氧化碳明显升高的现象，当吸附器处于运行状态时，水分会进入蒸发器，在其管内冷却形成堵塞。

3 新型电位转移棒整体效果图及试用情况

我们一开始就需要对氮压机的冷却器进行精密的检查处理，并在之后不断的对氮气气源露点进行检查，保证其完全合格后使用。之后。要对分子筛吸附器做出高温活化处理，在检查点不断检查露点，使其一直低于-70摄氏度。最后，要对氪氙粗提取装置进行升温的处理。在这之前要将其内部混合液体全部提取出，也要讲冷凝器的液氮全部排出。随后，需要将液体的出口阀门V1、阀门HCV41以及B43阀门全部关闭，并且打开B3阀门，将此阀门用作氮气的引入阀门以及系统的升温部分，开启氡吸附器的出口以及入口，并经过B42阀门进行排空，对设备进行加热和升温。[4]当确保了AV47部位的露点检查没有任何问题后，就需要打开HCV41阀门和B48以及B51的阀门，稍微打开氧气的排出阀门-TCV43，随之关闭B42阀门，再对粗氪氙塔做出升温的处理。在整个过程中，不连续的开启B43阀门，并对氡吸附器的管道进行升温。当每个露点的数字处于稳定状态后以及当整个过程的每个记录的数据都是在正常范围后，就不会去出现粗氪氙塔蒸发器堵塞的情况。

4 结论

因为氪氙粗提取装置并没有相应的冷却装置，因此液氮就会被作为冷源而进入到冷凝器中，随后产生的低温氮气就没有达到相应的常温，当需要在进行使用的时候就需要在电加热器的作用下进行再加热，于是这就会加速系统的能源消耗。因此可以得出，在此种操作步骤来看，是存在一定的不足之处需要改进的。在将外界的气体输入进氪氙粗提取装置的时候，需要仔细注意低温精馏设备存在的特性，以及需要对多种介质的状态进行持续的关注和控制，以保证整个流程的安全运行。

参考文献：

[1]季文普.冷凝器堵塞故障分析与处理技术[J].化学工程与装备，2016（2）：133-134.

[2]吴琦.粗氩中氧含量频繁超标的原因分析与处理[J].深冷技术，2016（7）：56-58.

[3]陈占营，刘蜀疆，王建龙，等.直接进样气相色谱-质谱法分析大气中的氪和氙[J].分析化学，2016（3）：468-473.

[4]韩正祥，赵刘强，吴冰，等.氪氙富集塔冷凝器液位波动原因分析与改进[J].低温与特气，2017（2）：28-30.