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大气中CO2含量对分子筛吸附效果的影响及处理措施

文档作者：侯安祥，付义和，柴晓伟文档来源：山东华鲁恒升化工股份有限公司		点击数：	更新时间： 2023年02月14日
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５８ 化　肥　工　业 第４４ 卷　第４ 期 作者简介：侯安祥（１９８１—），本科，工程师，山东华鲁恒升化工股份有限公司氨醇车间主任；ｈｏｕａｘ１１１６＠１６３．ｃｏｍ
大气中ＣＯ２ 含量对分子筛
吸附效果的影响及处理措施
侯安祥，付义和，柴晓伟
（山东华鲁恒升化工股份有限公司　山东德州　２５３０２４）
摘　要　针对大气中ＣＯ２含量波动造成空分装置分子筛出口空气中ＣＯ２ 超标现象，采取了相应的处理措
施。通过在线计算，实现了分子筛吸附容量的可视化，确保了空分装置的安全稳定运行。
关键词　ＣＯ２ 含量；空分；分子筛；吸附容量
　　中图分类号：ＴＱ１１６．１１　　　　　文献标识码：Ｂ　　　　　文章编号：１００６-７７７９（２０１７）０４-００５８-０２
Effects of Atmospheric CO2 Concentration on Adsorption
Capacity of Molecular Sieve and Handling Measures
ＨＯＵ Ａｎｘｉａｎｇ， ＦＵ Ｙｉｈｅ， ＣＨＡＩ Ｘｉａｏｗｅｉ
（Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｈｕａｌｕ-Ｈｅｎｇｓｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｄｅｚｈｏｕ ２５３０２４， Ｃｈｉｎａ）
Abstract　Ｉｎ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ ｔｈａｔ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ ＣＯ２ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ａｔ ｏｕｔｌｅｔ ｏｆ
ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ｏｆ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｅｘｃｅｅｄｓ ｓｔａｎｄａｒｄ， ｒｅｌｅｖａｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ．
Ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｎｌｉｎｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ， ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ ａｎｄ ｓａｆｅ ａｎｄ
ｓｔａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｉｓ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Keywords　ｃａｒｂｏｎ ｄｉｏｘｉｄｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ： ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ； ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｉｅｖｅ； ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ
　　山东华鲁恒升化工股份有限公司１＃ 空分装
置于２００４ 年投产，是国内首套国产化大型空分装
置，为国产化大化肥装置配套。１＃ 空分装置开车
后所有工艺参数均正常，但２０１３ 年以后，冬季雾
霾天数增多，分子筛吸附器后空气中ＣＯ２ 在吸附
末期屡有超标现象，给空分装置安全稳定运行带
来了隐患。
１　问题分析
自２０１３ 年以来，１＃空分装置发生过多次严重
的分子筛穿透事故。２０１３ 年７ 月１１ 日上午气化
Ｅ 炉投料，中午Ｅ 炉加负荷，１＃空分装置分子筛出
口空气量自１３：００ 开始加至近１９０ ０００ ｍ３ ／ｈ，
１４：００ 氧量加至４０ ０００ ｍ３ ／ｈ，１５：００ 后氧量加至
４０ ５００ ｍ３ ／ｈ。由于负荷较大，分子筛出口空气温
度超设计指标，达到１３ ℃以上。７ 月１２ 日０５：００，
分子筛冷吹３ ０００ ｓ，１＃ 空分装置分子筛后检测空
气中ＣＯ２值开始上升，因冷吹温度高无法进行切
换，直到冷吹温度降至６０ ℃时才切换（正常要到
３３ ℃）；０８：３０ 左右，１＃分子筛冷吹３ ０００ ｓ，２＃分子
筛ＣＯ２穿透，膨胀机振动值上升；０９：０６，膨胀机因
振动高联锁跳车。２０１４ 年２ 月４ 日，１＃ 空分装置
分子筛再次发生穿透事故，引发膨胀机振动高联
锁停车。
经深入分析，造成分子筛ＣＯ２ 穿透的原因有：
①分子筛使用寿命有限，越接近分子筛的使用末
期，分子筛吸附容量越小，吸附效果越差；②空气
负荷较大，超过了分子筛的最大处理负荷，造成吸
附饱和；③进入分子筛的空气温度较高，饱和含水
量增加，吸附负荷增大，同时温度高也导致分子筛
吸附效果变差；④进入分子筛的空气有带水现象，
而分子筛对水的选择吸附性高于ＣＯ２ ，过多的水

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