膜式主冷与安全防爆

膜式主冷与安全防爆1 什么是膜式主冷，它有什么优点膜式主冷又被称为降膜式冷凝蒸发器或下流再沸器（downflow reboiler）。它与普通的液浸式主冷（又称浴式主冷）完全不同，下流的液氧在主冷换热器表面即被蒸发，换热器并不浸没在液氧中。为了防止液氧的干蒸发，流程中设置了循环液氧泵，循环液氧量是蒸发量的 2.5 倍左右。由于液氧泵的存在，这种流程被设计成上下塔分开的形式（类似于粗氩塔被分成Ⅰ塔和Ⅱ塔，中间用液氩泵连接），这样可使空分冷箱高度降低。使安装难度也就降低了，同时也避开了液空、液氮打不上不去的问题。 更重要的优点是，主冷换热器表面蒸发时，消除了液浸式主冷液氧液位引起的蒸发温度升高，这样可下塔的冷凝压力进一步降低。如山莱芜钢铁公司的 12000 空分设备（林德公司产品），其空气压缩机排气压力为 0.41Mpa。这是空分能耗下降的又一重大突破。2 一起空分主冷的恶性爆炸及其原因1997 年 12 月 25 日，由法国液化空气公司（简称法液空）设计制造，安装在事故。这次爆炸始于主冷凝蒸发器，并扩大到塔身，爆炸的碎片崩飞到周围 100 米。飞出的金属还击破了石脑油和煤油储罐而引起大火，无人员死亡。该空分流程与山东莱钢 12000 空分流程一样，都是具备膜式主冷的流程。现有分析认为，引起爆炸事故的发生的根源是氧化亚氮的浓缩与析出。陈智浩等在《12000M3 制氧机预防氧化亚氮危害的改造》一文中认为，“空气中含有微量的氧化亚氮，……在空分设备中约 80～95%被 13X 分子筛吸附，其余进入装置并溶解在液氧中。在冷凝蒸发器中部分液氧汽化，成为产品，而氧化亚氮并未蒸发，浓度提高，甚至析出成为晶体，附着在通道壁上，可能堵塞通道。对于降膜式冷凝蒸发器，氧化亚氮晶体堵塞通道，就会使液氧通道内液氧中的碳氢化合物不断浓聚，引发爆炸。”杭氧 XXXX 有限公司总经理乔治·拉斐尔的《对一套大型空分设备爆炸原因的调查分析》一文中，就点到了“初次发现主冷中可能会有一氧化二氮的积聚，而一氧化二氮的积聚很可能会增加碳氢化合物积聚的风险”。《林德公司对空分设备业主和操作者的安全忠告》一文中，也提到了“日益工业化造成的氧化亚氮”的积聚，“局部堵塞会削弱冷凝器的安全功能”。氧化亚氮不属于易燃易爆组分，仅有氧化亚氮的存在不会引发重大安全事故，但它沸点高、挥发度低、溶解度小，属于堵塞组分，一旦以固体状态析出后，极易形成“干蒸发”或“死端沸腾”，而造成碳氢化合物的聚...