氣體監測在空分裝置安全運行中的應用

董明航

摘 要：現在我國經濟保持高速發展，工業中需要的氣體也大大增加，種類也變的多樣化，其中的采集主要是從大氣中獲得，空氣中含有豐富的各類氣體，這樣就需要很高的技術要求，其中的很關鍵裝備就是空氣分離裝置。空分裝置裝置的功能是把空氣進行液化、精餾，最后把空氣分離成為氧氣、氮氣和其他有用氣體以供工業使用，簡稱空分設備。它的最低工作溫度要求為77K。在19世紀末的時候，空氣被大家所認為“永久氣體”，隨著后來人們在實驗中發現把空氣進行液化，因為其中各個氣體的沸點不一樣，可以將其中所需氣體從液化的空氣進行分離。因此，這就需要氣體監測對其進行監測分析，能夠幫助空分裝置工作，任何時間都能了解空分裝置周圍的大氣變化和裝置中氣體介質的變化，這樣就可以保障空分設備保持高效安全的工作。

關鍵詞：氣體檢測；空分裝置；安全運行；分析

為了保證空氣分離裝置正常工作，就需要對周圍的空氣環境要求很高，現在很多的化工廠都把空氣分離設備安裝在廠區里邊，周圍的環境非常復雜，摻雜各種廢氣和雜質，這對于空氣分離設備來說是非常危險的，嚴重影響空分裝置的正常工作，所以就要建立一套非常完善的氣體監測系統分布在空分裝置周圍，時刻對周圍的空氣環境進行監測，確保空分裝置能夠安全正常的運行。

1 空氣分離裝置的特點

空氣分離裝置功能主要是把大氣中的空氣混合物進行純化分離，下面主要從流程與設備這兩方面對其進行分析。首先從工藝流程上來說，空氣分離設備的安全程度比其他的設備安全系數高得多，隨著現代技術的告訴發展，空分裝置的先進技術不斷更新，看上去感覺非常復雜，實際上操作起來是非常簡便的。同時，這些裝置的生產成本也是很低的，完全能夠滿足中小企業的需求及負擔。其次從設備裝置的機組特點來講，其中的空氣過濾器相對來說是非常重要的，它的主要特點是能夠對過濾器內的空氣進行自動清理。其中的預冷系統的主要功能是能夠為空分裝置提供很好的換熱功能，使空分裝置不至于過熱，避免引發爆炸事故，同時也能減輕空壓機的負荷，保證空壓機能夠在正常的載荷工作。純化系統的特點是能夠滿足長時間使用，吸附時間能力強，壽命期限也多。

2.空分氣體檢測系統在實際生產中的應用

在實際的工業發展中，空氣分離設備主要是分布在化工廠區內，這些工業廠區的工作環境比較惡劣，空氣成分是比較復雜的，很容易摻雜各種有害雜質，大氣中的碳氫化合物濃度是非常高的。如果廠區內生產裝置出現問題，不能正常的進行生產作業，就會可能排放大量的物料，還有情況是遇到天氣不好的時候，濕度高，霧霾嚴重，空氣中的有害雜質就會增多，這時候就需要非常仔細認真的觀察空氣分離設備的周圍空氣變化。有些公司會引進氣相色譜儀進行監測空氣分離設備周圍的空氣組成及含量濃度。監測的頻率是每天一次，然后進行大氣中的總烴的濃度進行監測，并設置一個風向標，能夠隨時隨刻了解當天的風向，并滿足空氣分離裝置吸進去的空氣含量組成濃度。

如果空氣分離設備周圍的大氣各類含量都比標準條件高的話，這時候就需要廠區的主管人員對其生產工藝進行及時的調整，來應對周圍的空氣環境對于空氣分離設備正常工作帶來的影響，盡量降低周圍環境的有害氣體的濃度，舉個例子，某些化工廠區進行煉油、化工裝置的檢修時，空氣中的二氧化碳的濃度就會高于標準值，這時候就要采取措施了，首先是增多檢測頻率，把之前的每天檢查一次，加到四個小時監測一次，萬一空氣中的氣味發現異常，這時就要加大監測樣本，時刻了解大氣變化。

具有龐大的工藝裝置是空氣分離裝置的顯著特點，其中的穩定性如果被打破，就會需要花費很長的時間進行恢復到原來的性能，因此技術人員和操作人員需要及時搜集存在裝置中的重要介質的組成成分，這就凸顯出在線化驗設備分析出的相關數據對于正常生產的重要性，尤其是能夠保證工藝是否穩定和能否安全進行生產。純化器所吸收的空氣中的二氧化碳濃度是空氣分離設備的重要監測標準，這個設備的二氧化碳濃度要符合標準條件，萬一流入到分餾塔內的二氧化碳濃度很高，這就會在熱器中形成干冰，很容易被干冰堵死換熱器，這樣就會是空氣的進出壓差逐步增加，使主換熱器的換熱效率降低，如果是嚴重的能夠使空氣分離設備停止工作，影響正常的工廠生產效益。通過在線二氧化碳分析設備對純化器吸附后空氣中的二氧化碳的濃度進行隨時隨地監測，就能夠及時發現二氧化碳是否超出標準，同時能夠給技術人員和施工人員充分時間進行相關的解決辦法，保障空氣分離設備的安全穩定工作。在實際的生產作業中，如果遇到二氧化碳的濃度增多問題，就要采取相應措施：首先將增大進空冷塔的新鮮水量，以此減小進入純化器的空氣溫度，其次就要把干燥塔的切換周期進行減小；再就是把空氣加工量降低，從而降低干燥塔的載荷。最后要利用相關的先進技術進行調整，把制冷的設備一定要增加，同時也要使進入干燥塔的二氧化碳含量降低。

空分裝置最重要的難點就是如何對大中型空分裝置主冷爆炸預防，因為這個設備時位于煉油或者化工設備很多的地方，萬一煉油、化工設備發生非常嚴重的泄漏或者烴類產品直接排放到空氣中，這樣就會很容易使空氣分離設備吸入的碳氫化合物含量超過標準值，飽和烴非常難被分子篩所吸附，隨著這些空氣能夠進入分餾塔中，如果富氧液空中烴的濃度不斷加大，而且比溶解度還高，這樣就會以固體狀態進行分析出來和聚集在一塊，當一定的條件形成時，就會與氧氣進行混合形成爆炸源，如果有導火線存在就會發生化學性爆炸。為了應對這樣情況，我們就要通過在線總烴氣體分析儀對主冷低壓側重的富氧液空的總烴含量進行時時刻刻的監測，總烴的濃度逐漸增多且超出標準值，就要利用調整制冷機運轉負荷、增加空冷塔新鮮水量等方法降低空氣溫度，一定提高分子篩的吸附能力，降低烴類和二氧化碳進入主冷的含量；同時將主冷低壓側中富氧液空進行放空，目的是保證主冷凝蒸發器的安全運行。

結論

為了保證空氣分離設備的安全、平穩運行，就需要技術人員做好化驗監測的工作，以及時調整生產工藝。建立非常完善的氣體監測系統是把實現安全生產作為生產目的。現在我們國家的空分裝置的監測系統相對來說已經很好了，但還是需要對分析儀器的管理進行加強，讓分析儀器運行實現正常化，給技術人員和施工人員提供準確、真實的數據，保證空氣分離設備能夠安全平穩的工作。

隨著國內化工企業得到蓬勃發展，各類型的現代化工企業都在進行安全生產管理，其中對于如何辨別危險源進行評估是要把所有風險都要考慮在控制工作的基礎。現在我們的化工行業的危險系數是非常大的，生產工藝過程包含很復雜的動態變化，這就提醒我們在化工生產工藝中的危險源如何進行辨別是一個相對長期動態的過程，就要我們在實踐中不斷進行思考和探索。通過運用安全系統工程的理論和分析方法去分析危害、評價風險，這也充分體現了安全工作由被動防范、事后處置向強化源頭、預防優先的管理理念轉變的安全管理思想。

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