粗氪氙塔蒸發器堵塞的原因分析及處理

尹德帥

摘 要：根據研究和實驗，我們早已發現在氪氙粗提取裝置的運作過程中會出現氪氙粗提取裝的前后壓力差在不斷增大的現象，于是我們可以得出這是由于其蒸發裝置發生了一定程度的堵塞。根據我們的記錄，就其可能的原因進行了驗證和排除，我們隨后得出了是因為分子篩吸附器中生成了水額，在冷卻過程少數水分子會附在容器內，就會隨之進入塔內。經過壓縮機處理、升溫等步驟，保證裝置的正常運作以及加溫時核心管道的露點位置。

關鍵詞：稀有氣體；氪氙提取裝置；粗氪氙塔；蒸發器；堵塞

在之前某一年，提供原料的設備準備檢查時，氪氙粗提取裝置也相應停運。重新工作后就發生了堵塞，于是裝置又不得不停運。

1 分析故障過程

在氪氙粗提取裝置重新正常工作后的4天，當液體泵變頻不變以及粗氪氙塔進口流量調節閥的開度不發生改變的情況下，液體泵壓力p2以及分子篩吸附器壓力 P27都發生了增加，從0.5Mpa提高到了0.6Mpa。并且貧氪氙氣流量 F1在不斷降低。當貧氪氙氣經過篩吸附器到氡吸附器之前，只經過了粗氪氙塔蒸發器并進行了冷卻處理，此時蒸發器的兩時的壓強差超過了0.4Mpa。當緩慢打開HCV41閘門時，也無法使得流量F1繼續達到200m3/h；當開啟氡吸附器旁通閥 B43時，此時的阻力的變化也不，明顯，因此可以否定氡吸附器發生堵塞等情況。因此，我們可以得出是由于粗氪氙塔蒸發器的出現了堵塞現象。此時需要進行相應的處理來清理蒸發器中的堵塞物質，我們需要進行相應的措施來提高蒸發器的溫度。[1]提取出一些粗氪氙混合液，使得蒸發器沒有被浸沒，使塔釜方的問題提升到零下120攝氏度。因為此時蒸發器依然是在之前的溫蒂較低的狀態，因此與之前的壓力差并不大。第二，當液體排除且溫度不上升的情況下，將HCV41的閥門關閉，并大考B41閥門，然后增大貧氪氙氣的流量，如此就能夠使得蒸發器中的多余物排除，但是在其通入量不足的24小時后又會出現堵塞現象。

2 原因分析

從之前實驗來看，在最近的操作中，將氪氙回收氣囊的剩余氣體回收至HCV26時出現過一次返充現象，因為其氣體是純度偏高的氪氣或氙氣，所以我們首先想到是由于氙氣出現了固化而形成了堵塞。從記錄的數據可以看出，在返充的過程中裝置都處于正常運行的狀態，剩余氣體會在進入管道后被稀釋，且其濃度和貧氪氙氣并無太大差別，其含有的最大氣體仍是氧氣。并且，蒸發器思維問題出現沒出現過異常，可以排除氙氣出現了固化。即使發生了固化，首次清理了固化后就沒有再出現過固化的情況，就沒有可能在出現堵塞的情況。我們想到是可能水分子不斷進入蒸發器的原因趙成堵塞，并且在操作過程中細致的進行了檢查。確定汽化器和冷卻器是否出現了泄漏。通過工作人員的檢查，在整個過程中，碳氫化合物含量始終在一個較低的狀態。[2]爐內溫度保持穩定。汽水分離器沒有游離水產生，二氧化碳的含量也一直處于正常值。所以我們可以確定汽化器和冷卻器沒有問題。就是有泄漏情況出現，也沒有出現水穿過吸附器而進入蒸發器而造成堵塞的情況。并且吸附器的阻力一直處于 0.4 kPa 附近，并沒有出現其他問題，可以否定因為分子篩吸附顆粒物產生堵塞的原因。再進行排查整個流程，發現了由于要降低耗能的原因，就冷凝器的蒸發的氮氣轉為公共氮氣，來實現將低溫氮氣的加熱使其溫度上升至常溫而需要的電能，并沒有對氣源進行相應的檢查。并且之前氮氣氣源的相關設備有過冷凝器出現泄漏而漏水的情況，可以得出確實有少量水進入到吸附器的情況。[3]再與吸附器的設備結構結合來看，其含水后產生的氣體中二氧化碳的含量沒有比較大的變化是因為在二氧化碳取樣的位置是處于吸附器的中間部分，因此其含有的水量不足，無法出現床層被穿透而二氧化碳明顯升高的現象，當吸附器處于運行狀態時，水分會進入蒸發器，在其管內冷卻形成堵塞。

3 新型電位轉移棒整體效果圖及試用情況

我們一開始就需要對氮壓機的冷卻器進行精密的檢查處理，并在之后不斷的對氮氣氣源露點進行檢查，保證其完全合格后使用。之后。要對分子篩吸附器做出高溫活化處理，在檢查點不斷檢查露點，使其一直低于-70攝氏度。最后，要對氪氙粗提取裝置進行升溫的處理。在這之前要將其內部混合液體全部提取出，也要講冷凝器的液氮全部排出。隨后，需要將液體的出口閥門V1、閥門HCV41以及B43閥門全部關閉，并且打開B3閥門，將此閥門用作氮氣的引入閥門以及系統的升溫部分，開啟氡吸附器的出口以及入口，并經過B42閥門進行排空，對設備進行加熱和升溫。[4]當確保了AV47部位的露點檢查沒有任何問題后，就需要打開HCV41閥門和B48以及B51的閥門，稍微打開氧氣的排出閥門-TCV43，隨之關閉B42閥門，再對粗氪氙塔做出升溫的處理。在整個過程中，不連續的開啟B43閥門，并對氡吸附器的管道進行升溫。當每個露點的數字處于穩定狀態后以及當整個過程的每個記錄的數據都是在正常范圍后，就不會去出現粗氪氙塔蒸發器堵塞的情況。

4 結論

因為氪氙粗提取裝置并沒有相應的冷卻裝置，因此液氮就會被作為冷源而進入到冷凝器中，隨后產生的低溫氮氣就沒有達到相應的常溫，當需要在進行使用的時候就需要在電加熱器的作用下進行再加熱，于是這就會加速系統的能源消耗。因此可以得出，在此種操作步驟來看，是存在一定的不足之處需要改進的。在將外界的氣體輸入進氪氙粗提取裝置的時候，需要仔細注意低溫精餾設備存在的特性，以及需要對多種介質的狀態進行持續的關注和控制，以保證整個流程的安全運行。

參考文獻：

[1]季文普.冷凝器堵塞故障分析與處理技術[J].化學工程與裝備，2016（2）：133-134.

[2]吳琦.粗氬中氧含量頻繁超標的原因分析與處理[J].深冷技術，2016（7）：56-58.

[3]陳占營，劉蜀疆，王建龍，等.直接進樣氣相色譜-質譜法分析大氣中的氪和氙[J].分析化學，2016（3）：468-473.

[4]韓正祥，趙劉強，吳冰，等.氪氙富集塔冷凝器液位波動原因分析與改進[J].低溫與特氣，2017（2）：28-30.