空分設(shè)備是石化、冶金等行業(yè)重要的生產(chǎn)裝置之一,由于其特殊的結(jié)構(gòu)和介質(zhì)的理化性質(zhì),發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性較大。近年來(lái),因空分設(shè)備制造缺陷和管理不善等原因,已發(fā)生多起空分設(shè)備的爆炸事故,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)共發(fā)生小型空分設(shè)備的爆炸事故100多起,大中型空分設(shè)備事故30多起,特別是空分主冷凝蒸發(fā)器中烴類物質(zhì)超標(biāo)引起的爆炸是近幾年來(lái)事故頻發(fā)的主要原因,不僅影響了生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行,而且給企業(yè)和國(guó)家造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。以下從我們裝置的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)出發(fā),淺談空分裝置主冷蒸發(fā)器發(fā)生爆炸的機(jī)理和防爆措施。?1 空分化學(xué)性爆炸機(jī)理?1.1 主冷凝蒸發(fā)器爆炸機(jī)理?空分塔的爆炸原因很多,也比較復(fù)雜, 但基本可分為物理性爆炸和化學(xué)性爆炸。從 大多數(shù)爆炸的實(shí)例分析來(lái)看,化學(xué)性爆炸是 主要的。形成化學(xué)性爆炸的主要因素有三個(gè) 方面:一是可燃物,二是助燃物,三是引爆 源。在空分設(shè)備主冷凝蒸發(fā)器中,可燃物主 要是乙炔、碳?xì)浠衔锘蛴头值缺ㄎkU(xiǎn)雜 質(zhì);助燃物為氣氧、液氧;引爆源主要有: (1)爆炸性雜質(zhì)固體微粒相互摩擦或與器壁 摩擦;(2)靜電放電。當(dāng)液氧中含有少量冰 粒、固體二氧化碳時(shí),會(huì)產(chǎn)生靜電荷,如果 二氧化碳的含量提高到200~300×10-4%, 所產(chǎn)生的靜電位可達(dá)到3000V;(3)氣波沖 擊、流體沖擊或汽蝕現(xiàn)象引起的壓力脈沖, 造成局部壓力高而使溫度升高;(4)化學(xué)活 性特別強(qiáng)的物質(zhì)(臭氧、氮的氧化物等)存 在,使液氧中可燃物質(zhì)混合物的爆炸敏感性 增大。?1.2 爆炸源形成條件?
空氣中除氧氣、氮?dú)馔猓€會(huì)有少量的 水蒸氣、二氧化碳、乙炔和其它碳?xì)浠衔?等氣體以及少量的灰塵等固體物質(zhì),國(guó)內(nèi)大 中型分子篩凈化流程清除空氣中水分、二氧 化碳和乙炔等雜質(zhì)的方法多采用吸附法,即 利用分子篩或硅膠等作吸附劑把空氣(液 空、液氧)中所含的水分、二氧化碳和乙炔 等雜質(zhì)分離出來(lái),濃縮在吸附劑表面上,加 溫再生時(shí)進(jìn)行脫除,從而達(dá)到凈化的目的。?但由于化工裝置比較集中,如果裝置泄 漏量過(guò)高或烴類產(chǎn)品直接放空,就會(huì)造成空 分設(shè)備吸人口的碳?xì)浠衔锖砍瑯?biāo),對(duì)分 子篩流程空分裝置,13X分子篩具有孔徑相 近的極性分子吸附性強(qiáng)的特點(diǎn),水分、二氧 化碳和乙炔基本上可以在分子篩吸附器中脫 除,其它烴如甲烷、乙烷絕大部分隨空氣進(jìn) 入空分塔中,這些物質(zhì)大部分溶解在液體 中,少量隨氧氣的蒸發(fā)帶走。