烟气脱硝评价装置制氮系统运行故障分析及处理

第４期岳彦伟，等：烟气脱硝评价装置制氮系统运行故障分析及处理

烟气脱硝评价装置制氮系统运行故障分析及处理（大唐南京环保科技有限责任公司，江苏南京　２１１１１１）

　力岳彦伟，谢兴星，季俊飞，闫

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烟气脱硝评价装置制氮系统提供的空气和氮气，在检测中起着非常重要的作用，但是实验室投运制氮装置故障时有发生，对催化摘要：剂检测工作造成较大影响，故将制氮机运行故障进行分析，并对故障处理情况进行介绍。

烟气脱硝；制氮系统；分子筛；故障分析关键词：

ＴＨ１７　　　　　文Ａ　　　　文１００８－０２１Ｘ（２０２０）４－０１５７－０２中图分类号：献标识码：章编号：

ＯｐｅｒａｔｉｏｎＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

ＳｙｓｔｅｍｏｆＦｌｕｅＧａｓＤｅｎｉｔｒａｔｉｏｎＥｖａｌｕａｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ

ＹｕｅＹａｎｗｅｉＸｉｅＸｉｎｇｘｉｎｇＪｉＪｕｎｆｅｉＹａｎＬｉ

（ＤａｔａｎｇＮａｎｊｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ　

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烟气脱硝催化剂工艺性能指标检测时，在烟气模拟环２　制　　对氮系统主要故障分析节，实验室采用的有配气法和燃烧法两种。笔者所在实验室，２．１　分子筛喷筛

ＮＯ、ＮＨ、ＳＯ等采用小型制氮系统提供氮气，与高纯的气体混分子筛喷筛是指消声器出现黑色烟雾的异常情况，黑色烟

合模拟原烟气组分进行试验测试。制氮装置运行过程中故障雾一般为粉化后的分子筛。喷筛前期现象为氮气流量下降，通时有发生，对催化剂检测工作造成较大影响。现将制氮系统维过调节流量发现故障并未改善，检查氮气分析仪发现分析仪并护和维修处理过程中所获得的经验进行分享。无故障，接着检查吸附压力，因为进气压力无恙，故减压阀、过１　制氮系统工艺流程介绍滤器、冷干机、气动阀均无恙。此时在制氮机继续工作的情况制氮系统主要由空压机、空气净化组件（管道预过滤器、冷下，很容易出现喷筛现象。喷筛的直接原因是分子筛粉化或者

吸附塔内部组件损坏，粉化或损坏的发生是有多种可能原因冻式干燥机、精过滤器、超精过滤器、除油器）、制氮机组成。

。空压机将原料空气压缩，使空气压缩到缩空的０．７ＭＰａ。压

压机气源压力波动气通入空气净化组件，先由管道预过滤器分离一部分油、水和２．１．１　空

固体粒子从排污阀排出，剩余压缩空气进入冷冻式干燥机去除空气中腐蚀性气体、空气湿度、空气中粉尘、水中有害离子

成沉积物都可能对空压机内部构件造成腐蚀，影响工作性水分，经过精过滤器和超精过滤器两级过滤将固体粒子过滤到形，使出气压力产生一定波动，这很容易对分子筛产生冲击，造再经过活性炭除油器将压缩空气含油量脱除在小于等能０．０１μｍ，

磨损。于从而达到气源洁净标准。净化后的压缩空气通成０．００３ｍｇ／ｍ，

气净化组件异常入两个缓冲罐，其中一个空气缓冲罐中的空气（约作２．１．２　空２１％Ｏ）

为实验室氧气气源，另一个空气缓冲罐中的空气作为制氮机的分子筛吸湿能力极强，忌油和液态水，在进入吸附塔之前

［］气源。需要除去压缩空气中的油污和水分，净化组件的正常工作显

制氮机通过变压吸附分离原理，利用分子筛对不同气体吸得尤为重要。冷干机及排水阀异常会使水分过大，除油器内活

炭饱和或失效会使油分过大，各级过滤器滤芯损坏会使剩余附性能的差异，将空气中的氮气分离出来。工作流程如下：先性体粒子粒径变大、数量变多，气源含油量、含水量、固体粒子是空气缓冲罐中的压缩空气从制氮机底部进入左吸附塔开始固

［］低于气源洁净标准，会使分子筛硬度降低，使吸附效率下降，空气中的氧气和二氧化碳等被分子筛选择性吸附量加压吸附，

时加剧分子筛粉化。并截留于塔内，剩余纯氮气从吸附塔上部排入氮气缓冲罐备同

［］。左子筛填充不实用塔吸附完成后，开始解压再生，将吸附的氧气和二氧２．１．３　分

附塔在填充分子筛时需要振动工具使其填充密实，如果化碳等排放大气；与此同时，右吸附塔开始增压吸附。然后，两吸充不实，当有气流经过时，会使分子筛位移过大，运动过于剧吸附塔并联交替进行加压吸附和解压再生，从而获得连续的氮填

［］。最，内部摩擦加大，加速粉化。终制得的氮气纯度可达可作为烟气脱硝评烈９９．９％，气流

门故障价装置的烟气气源，也可用于烟气分析仪和氨逃逸分析仪等仪２．１．４　阀

表吹扫气。制氮机管路配置电磁阀、角座式气动阀进行管路切断或流稿日期：　　收２０１９－１１－２９

岳彦伟（），主要从事烟气脱硝催化剂检测、设备管理工作。作者简介：１９９６—

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ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅａｉｒａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｐｒｏｖｉｄｅｄｂｙｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅｆｌｕｅｇａｓｄｅｎｉｔｒａｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｐｌａｙａｖｅｒｙ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｔｅｓｔｂｕｔｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｄｅｖｉｃｅｐｕｔｉｎｔｏｏｐｅｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙｈａｓｏｃｃｕｒｒｅｄｗｈｉｃｈｈａｓａｇｒｅａｔｅｒｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｃａｔａｌｙｓｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｗｏｒｋ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｗｉｌｌａｎａｌｙｚｅｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｔｈｅｔｒｏｕｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇｓｉｔｕａｔｉｏｎ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｌｕｅｇａｓｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｎｉｔｒｏｇｅｎｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｉｅｖｅｆａｉｌｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓ

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ＳＨＡＮＤＯＮＧＣＨＥＭＩＣＡＬＩＮＤＵＳＴＲＹ　

３．１．２　

山　东　化　工

　　　　　　　　　　　２０２０

年第４９卷

量调节，阀门故障会使制氮机进入紊乱的气流，加大分子筛之间的摩擦，加剧粉化。２．１．５　压紧装置损坏吸附塔内压紧装置的作用是始终压紧吸附塔内的碳分子筛，防止分子筛因下沉而产生窜动造成粉化。压紧装置损坏就不会对分子筛施加压力，使吸附塔内空间体积过大，分子筛发生粉化破碎。２．１．６　内部构件开裂分子筛会因为气流产生位移，冲击会对滤网、棕垫、中部通气头、均布板这些内部构件造成破损或开裂，造成分子筛泄露。２．２　氮气纯度不合格制氮机制得的氮气纯度可达烟气脱硝评价装置９９．９９９％，测试过程中，氮气作为烟气气源和分析仪表吹扫气，要求纯度达到制氮机工作过程中，有时会出现氮气纯度下降９９．９％。在的情况，对催化剂评价测试结果产生影响。氮气纯度的不合格也是有多个可能原因的。２．２．１　气源压力不稳定

０．７ＭＰａ时空气缓冲罐中气体压力一般为进行变压吸附，

压力不稳定会使分子筛的吸附过程不能完全进行，未被吸附的氧气、二氧化碳随氮气进入氮气缓冲罐，导致氮气纯度降低。

滤器压差大２．２．２　过当过滤器滤芯吸附了过多固体粒子时，会对气体流动产生一定影响，使经过过滤器的气体前后压差加大，这会对气源压力造成一定影响，影响氮气纯度。２．２．３　气动阀故障气动阀是借助压缩空气驱动对气体流量控制的阀门，气动阀不动作或漏气会使气源工作流量改变，气源压力发生明显改变，影响氮气纯度。２．２．４　分子筛失效气源达不到洁净标准，携带过多水、油和固体粒子进入吸附塔，这些物质被吸附进入分子筛，会堵塞分子筛内部微孔，使分子筛吸附能力下降或失去，即分子筛失效。分子筛失效意味着不能很好的吸附气源中氧气，供气氧气含量增大，氮气纯度相应降低。２．２．５　氧分析仪偏差或失灵氮气缓冲罐后端采用氧气分析仪测量氧气浓度，氧电极将氧气浓度转为电信号，经过减法换算显示气体中氮气浓度。进气管漏气、氧电极被污染或失效都会使氮气含量示数错误，造成氮气纯度不合格的现象。

３　３．１　

空气净化组件定期更换过滤器滤芯，定期更换除油器活性炭，及时检查冷干机及排污阀工作状态，在使用过程中需要及时排除水和油［］污以减轻净化设施负荷。３．１．３　阀门注意阀门的工作状态，发现异常及时检修并分析可能的故障原因，如有必要及时更换。３．１．４　压紧装置更换吸附塔机械压紧装置锁紧螺杆弹簧，定期检查压紧装置位置并记录。针对分子筛料位，还需要在气缸法兰密封面上方设置对应的分子筛料位低限，当料位低于低限时，就需要及时填补分子筛。３．１．５　内部构件分子筛填充的同时需要对棕垫、滤网、均布板、密封件进行更换，对中部通气头进行加固。

１

３．２　

［］，产品氮气纯度达不到要求时只能将其放空极大的浪费资源，不符合经济化需求，需要及时消除故障以保证氮气纯度。

１。故障排除方法见表１　氮表气纯度不合格故障原因及对应排除方法

５

氮气纯度不合格

序号故障原因排除方法１气源压力不稳定检查气源，调整空压机进气量２过滤器压差大及时更换各级滤芯３气动阀故障检修对应电磁阀和气动阀４分子筛失效更换失效分子筛并保证气源洁净５氧分析仪偏差或失灵出现偏差及时调校，失灵根据说明书检修

４　

分子筛喷筛之后首先需要做的是对粉化的分子筛进行过

滤，并且添加相应量的分子筛，填充的同时需要采用专业填充振动设备以保证回装密度。之后针对一些可能的原因进行对应的处理措施。３．１．１　空压机定期维护保养检查，定期更换空滤器、空滤芯、油过滤芯、油分离芯、冷却油，定期清洗冷却器芯和冷却器，定期润滑电机。

檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸檸（上接第）［加强，黄廷林，邰传民等下水除铁锰滤柱反冲洗废１５６页１７］刘．地１４］刘．地［加强下水除铁除锰滤柱反冲洗废水结团絮凝处理水结团絮凝处理的中试研究［Ｊ］．给水排水，２０１４，４０

安：西安建筑科技大学，Ｄ］．西２０１４．的试验研究［（：５）７－１１．

［粒流化床处理水厂生产废水的生产性试验研１５］赵　楠．造究［安：西安建筑科技大学，Ｄ］．西２０１８．　昂．造（本文文献格式：许旭琦，刘加强，李粒流化床稳定运行［加强，陈保义，倪宁城镇污水处理厂加药系统的设的１６］刘．某探讨［Ｊ］．山东化工，：２０２０，４９（４）１５５－１５６，１５８．）计［Ｊ］．市２０１６，３４（２）１２０－１２１．政技术，：

制氮系统主要故障处理分子筛喷筛

烟气脱硝评价装置制氮系统主要由空压机、空气净化组件

和制氮机组成，在运行过程中主要故障为分子筛喷筛和氮气纯度不合格。通过对故障进行原因分析和处理，可大大降低设备故障率，提升气源纯度和稳定性，有效保证测试工作的连续性和安全性。

参考文献

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２０２０，４９（４）置制氮系统运行故障分析及处理［Ｊ］．山东化工，：

１５７－１５８．）

结语