氢气吸附原理.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date氢气吸附原理氢气吸附原理第一章 前言本装置是采用变压吸附（简称PSA）法从富氢气流中回收或提纯氢气。改变操作条件可生产出不同纯度的氢气，氢气纯度最高可达99.999%以上。本装置采用气相吸附工艺，因此，原料气不应含有任何液体或固体。本说明中涉及到的压力均为表压，组成浓度为摩尔百分数，流量除专门标注外均为标准状态下的流量。第二章 工艺说明本装置为四塔二次均压工艺流程，它

2、的关键部分由四个吸附塔（以下简称A、B、C、D塔）和十八个气动角座阀和二只梭阀组成。另外在原料气输入管路上配置一个原料气缓冲罐（以下简称为E），在产品气输出管路上配置一个氢缓冲罐（以下简称F），使产品气能稳定地输出。一、 工作原理和过程实施本装置采用变压吸附（PSA）分离气体的工艺，其原理是利用所采用的吸附剂对不同吸附质的选择性吸附和吸附剂对吸附质的吸附容量随压力变化而有差异的特性，在吸附剂选择吸附条件下，高压吸附除去原料中杂质组分，低压下脱附这些杂质而使吸附剂获得再生。整个操作过程是在环境温度下进行的。吸附剂的再生是通过三个基本步骤来完成的：1. 吸附塔压力降至低压首先是顺着吸附的方向进行降

3、压（以下简称为顺向放压），接着是逆吸附的方向进行降压（以下简称为逆向放压）。顺向放压时，有一部分吸附剂仍处于吸附状态。逆向放压时，被吸附的部分杂质从吸附剂中解吸出来，并被排除出吸附塔。2. 用产品气在低压下冲洗吸附剂，以清除尚残留于吸附剂中的杂质。3. 吸附塔升压到吸附压力，以准备再次分离原料气。本装置采用四塔二次均压变压吸附过程，即每个吸附塔在一次循环中均需要经历吸附（A）、一次均压（1ED），顺向放压（PP），二次均压（2ED），逆向放压（D）、一次升压（2ER），二次升压（1ER），以及最终升压（FR）等九个步骤，四个吸附塔在执行程序的安排上相互错开，构成一个闭路循环，以保证原料连续输入

4、和产品不断输出。整个过程主要由十八只气动角座阀和二只梭阀来实现。程控阀的功能说明如下：（见PSA-H2氢气提纯工艺流程图）高选阀A、B、C、D塔出料和二次均压高选阀KV e，fA、B塔产品输出，以C、D塔终充，对A、B塔均压，冲洗阀KV g，hC、D塔产品输出，以A、B塔终充，对C、D塔均压，冲洗阀KV a，b，c，dA、B、C、D塔进料阀KV e，-f二次均压阀 KVi，j，k，l逆向放压，冲洗排放切换阀KV m 二均阀 KV -m 逆向排放阀A、B、C、D吸附塔 E原料气缓冲罐F氢缓冲罐现以A塔为例对工作过程进行说明：1. 吸附（A）原料气通过气动角座阀KV a进入A塔，A塔在工作压力下吸

5、附流入原料气中的杂质组分，未被吸附的产品组分H2通过气动角座阀KV e和高选阀流出，其中大部分作为产品从本系统中输出。剩余部分通过调节针阀和气动角座阀KV h向D塔进行最终级升压。吸附过程直至输出产品杂质浓度超过规定值时结束。2. 一次降压平衡（1ED），简称：一次均压操纵气动角座阀KVa，切断进A塔原料气，同时操纵气动角座管阀KV f，使A塔与刚结束一次升压步骤的B塔以出口端相连，实行一次压力平衡，一次均压后A、B塔压力基本相等。回收了A塔的死空间的H2。3. 顺向放压（PP），简称：顺放A塔完成一次降压平衡（1ED）步骤后，又操纵气动角座阀KV f，使B塔最终升压；A塔内剩余气体顺着出口方

6、向通过气动角座阀KV e，再通过调节针阀限流，然后再通过气动角座阀KV-g向刚完成逆向放压的C塔进行冲洗。当A塔压力降至规定值后，停止顺向放压，进行下一步骤。4. 二次降压平衡（2ED），简称：二次均压操纵气动角座阀KV e和KV m，使A塔剩余的气体流过选择阀G2进入C塔底部，实现二次均压后A、C塔压力基本相等，又进一步的回收了A塔的死空间的H2。5. 逆向放压（D），简称：逆放A塔二次均压（2ED）结束后，操纵气动角座阀KV i和KV m，使A塔内剩余的气体从塔的入口端排出放空，A塔进行脱附。6. 冲洗（P）A塔逆放后，尚残留在踏内的杂质是利用D塔的顺放气，通过气动角座阀KV h，再通过调

7、节针阀限流，然后再通过气动角座阀Kv e向刚完成逆向放压的A塔床层进行冲洗，塔内杂质进一步脱附，冲洗脱附气通过气动角座阀KV i排出放空。7. 一次升压平衡（2ER），简称：一次升压A塔冲洗步骤结束后，操纵气动角座阀KV m，使A塔排放处关闭，利用D塔顺放后的剩余压力对A塔进行顺向压力平衡。A塔压力升高直至两塔压力基本相等，此时回收D塔空间的H2。8. 二次升压平衡（1ER），简称：二次升压在一次升压步骤结束后，操纵气动角座阀KV e处于中通状态，同时操纵气动角座阀KV f处于中通状态利用B塔的一次均压气对A塔进行压力平衡，A塔压力进一步提高。直至两塔压力基本相等，此时回收了B塔死空间的H2。

8、9. 最终升压（FR），简称：终充A塔的最终升压是用产品气来升压的，操纵气动角座阀KV e，使其与调节针阀连通。C塔通过气动角座阀KV g输出产品气，A塔的最终升压通过调节针阀与它连通，调节针阀是最终升压的限流阀，在规定时间内最终升压使A塔压力基本接近吸附压力。通过这一步骤后，再生过程全部结束，紧接着便进行下一次循环。 其它三个塔的操作步骤与A塔相同，不过在时间上是相互错开的。同一时间内各塔执行着不同的步骤。调节针阀用于吸附塔的顺放流量调节，使塔内压力在切换时达到规定值；另一调节针阀用于最终升压的流量调节，使之在切换时，升压压力接近吸附压力。两调节针阀，配合程序控制滑管阀按规定的程序操作及梭阀

9、按逻辑关系动作，使变压吸附工艺过程能不断净化原料气，输出产品气。二、工艺流程中主要设备1.吸附塔（A、B、C、D）四个吸附塔是装置中的关键设备，本吸附塔结构设计成隔套式，分内塔和外塔，内塔与外塔串联工作，原料气进和产品气出全部设置在下部，与传统的直通式吸附塔结构完全不同。它的特点：不管在高速气流通过时，吸附塔的吸附剂基本上处于相对静止状态，大大地减小了吸附剂的磨损。吸附塔进出口设置了对冲式和旋式分布气，使气流分布更均衡。隔套式结构使吸附塔更加紧凑，在吸附工艺中，吸附时要产生吸附热，解吸时要吸收热，这种现象都将影响吸附效果，本隔套式结构在一定程度上解决了吸附热的平衡问题，提高了吸附剂的吸附能力。

10、本吸附塔结构已申报专利。2.气动角座阀（KVa、KVb、KVc、KVd、KVe、KVf、KV-e、KV-f、KVg、KVhKV-g、KV-h、KVi、KVj、KVk、KVl）程控阀门是装置中又一种关键设备，整个制氢工艺过程要靠程控阀门的切换来完成。目前国内外在四塔二次均压的工艺流程中用22只程控阀来完成制氢工艺过程，并带来工艺流程配管复杂等，只要其中有一只程控阀出故障，装置就得停下来处理，运行可靠性差。现在我们采用了十八只气动角座阀组来替代22只程控阀，这样就减少了控制阀门，同时也简化了程控系统，提高装置的运行可靠性。三、工艺流程（参见附图PSA制氢流程图）从外管网或压缩机送入装置的压力1.6

11、Mpa的原料气（例如弛放气），经阀到原料气贮罐（E）进行缓冲，通过气动角座阀KVa，b，c，d四个阀的其中一个分别进入四个内装吸附剂的吸附塔（A、B、C、D）组成的变压吸附系统。原料气在变压吸附系统内，从一个塔的内塔自下而上，然后从外塔自上而下通过其中一个正处于吸附步骤的吸附塔，经选择吸附后，产品气从吸附塔出口端流出，通过阀Kve、KVf、KVg或KVh和高选阀输出，产品气经过吸附塔压力调节阀进入产品气缓冲罐（F），又通过手动阀送往后续纯化装置。吸附塔入口端排出的解吸气来自逆放和冲洗两个步骤，解吸气通过阀门KviKVj、KVk、KVl排出，再通过气动角座阀KV-m进入排放总管。排出的解吸气通过

12、阻火器排到大气中或回收利用。在四个吸附塔的入口处，即原料贮罐顶部设置了超压安全保护。当设定压力超过设定值时，安全阀启跳排入放空总管，然后通过阻火器排入大气中。原料贮罐底部的球阀是置换时的排放阀，产品气贮罐置换时打开底部球阀排放阀，排放气都排到放空总管，然后通过阻火器排入大气中。在运行过程中，由于种种原因导致产品纯度不合格时，通过产品连续分析仪发出低纯度报警，手动将不合格气由限流放空阀门排出，等产品合格后，手动关闭限流阀，将合格的产品气回到氢贮罐F。系统设计了氮气置换阀，装置投运之前必须用氮气置换合格后，才能通入原料气。第三章 程序控制系统及工艺过程参数检测系统配有一套程序控制系统；二套流量检测

13、；一套产品组分检测报警；一套压力调节系统，装置各点的压力指示为弹簧管压力表。一、程序自动控制系统本装置共有十八只气动角座阀，均由程序控制器来控制和操纵。程控机上右边设有PSA流程示意图，指示灯显示阀门的各种状态。左边为西门子提供的控制操作面板，通过上面的操作键可以对工艺过程中每一步骤的工作时间任意设定，操作面板上方有液晶显示屏，显示四个吸附塔正在工作的各个状态，同时显示正在工作的时间。在液晶显示屏上有一路压力过高报警，一个信号报警显示提供操作人员注意。（一） 面板下面操作键说明如下：F1启动开关：是本控制器的投入工作的开关；F2停止开关：是本控制器停止工作的开关；F3暂停开关：暂停和退出暂停的

14、开关；F4步进（点动键）：立即执行下一步程序；F5手动/自动（黑白开关）：自动：按操作面板设定值输出信号；自动：流程中阀位显示黑色，由手控开关输出信号；1、 手控开关（黑白开关）：在手动状态时，由该开关控制输出，在自动状态时，手动开关无作用。F6首页：立即恢复最初画面； （二）面板显示内容：1、阀位显示： 由黑白两种颜色显示气动角座阀的开关阀位状态（液晶显示屏显示黑色表示阀门开在哪个位置）。通过阀位指示操作人员可清楚地看出工艺流程中气体的流向。2、报警信号指示： 在液晶显示屏上有一路压力过高报警，一个信号报警显示。3、吸附塔工作状态显示： 在西门子的液晶显示屏上实时显示四个吸附塔的工作状态（中

15、文显示）。4、工作时间显示： 在西门子的液晶显示屏上同时显示每个工艺步骤正在执行的时间。每一步骤开始时从0到设定时间结束，切换到下一步骤后，又从0到设定时间结束。（三）自动切换系统：程序控制器电气转换器程序控制阀程序控制器：是以它的切换时间为时间发信，切换时间由西门子提供的控制操作面板上的按键设定的时间来进行。切换程序要满足二次均压或四塔一次均压工艺要求，其程序编制在西门子S7-200可编程序控制器内（S7-200安装在箱体内），然后再由S7-200可编程序控制器输出控制信号（电压DC24V）。电气转换器：电气转换为电控滑阀，集中安装在现场的一只控制箱内，将电信号转换成气信号去控制程控阀。控制

16、器输出信号为14路，电控滑阀为14只，14只电控滑阀安装在控制箱内的集成底板上。控制信号发出时仪表空气不断的排入箱内，控制箱始终保持正压，所以是安全的。程序控制阀：本装置采用十二只气动角座阀，每只气动角座阀由两个控制信号去操纵它，它共由二个工作状态（见操作面板布置图），操纵每个工作状态的控制信号的逻辑关系如下：a，a。滑管阀输出的4信号为0.40.6Mpa，通过管缆分别直接去操纵气动角座阀，滑管阀联接在PSA工艺流程中，通过它们的动作完成了PSA四塔二次均压的整个工艺过程。二、工艺过程参数检测：1、原料流量测量（FI-201）：在原料气贮罐出口装有一台流量计，指示原料气的进料量。2、产品气流量

17、测量（FI-202）：该流量计指示产品气的输出量。3、产品气微氧检测（AIA-202）：产品微氧检测采用了一台在线连续分析仪，连续指示产品质量，并在产品质量下降到一定值时，发出联锁报警信号。4、吸附塔压力自动调节系统（PIC-201）：保证吸附塔在恒定的压力下工作，超过压力产品气自动输出，同时保证产品气流量计在恒定的压力下工作。5、压力检测：装置各点的压力测量均选用Z-100弹簧管压力表（测压点详见PSA氢气纯化带控制点流程图）。6、程序控制器：程序控制器是一台液晶显示屏，安装在仪表盘上，屏上有控制面板（面板上的内容前面已述）和流程模拟图，仪表盘内装有西门子S7-200可编程序控制器和接线端子

18、板，输出去控制电气转换。第四章 PSA系统启动投运 装置启动分初次开车和正常开车。初次开车前应做好一系列准备工作，而正常开车时只要按规定的操作步骤进行启动。一、 初次开车前的准备工作：在装置安装完毕后，对整个装置进行吹除和气密性试验，合格后对吸附塔装填吸附剂，以上工作由甲方完成。用户在使用之前应对程控系统进行严格的检查及调试，以保证整个装置可随时投运。在投入原料气之前还必须用干燥、无油的氮气对整个装置的设备和管道进行置换，使含氧量降到0.5%（体积）以下，因为本装置的原料气和产品气以及解吸气均含有大量氢，如果不预选将装置内的氧置换掉，那么在开车时容易引起爆炸燃烧。二、投料启动；在经过整个装置的

19、工艺、仪表检查及确定氮气置换合格后，装置已处于随时可投料运行状态。当装置启动之前，先按上控制器的电源，然后开启动开关，接着开暂停开关，使装置停在某一个工作状态。先缓慢打开V201阀，让原料气先进入原料气贮罐（E），打开V205阀对贮罐置换，然后缓慢打开VHV203阀，使原料气进入PSA界区，原料气通过气动角座阀KVa，b,c,d四个阀门进入四个塔中的某一个塔。如果我们发现B塔压力在升起来时，说明B塔先开始投入吸附（A）。此时我们将控制器设定在一次均压工艺状态下运行，退出暂停键，操作步进键，使控制器上每个塔显示的工作状态与现场同步，即B塔吸附（A），C塔终充（FR），D塔顺放（PP），A塔冲洗（

20、P）。此时控制器上的时间“一均”时间可设在60秒，“吸附”时间可设在600秒，如果时间不够用，可按暂停键（在操作步进按键时，退出暂停键），同时打开手动调节针阀HV201。C塔开始最终充压，当C塔充压到接近0.1Mpa时（控制B塔压力在0.1Mpa左右），操作控制步进键，此时C塔投入吸附（A）、D塔逆放（D）、A塔一充（ER）、B塔均压（ED）。当A、B塔均压平衡后，操作控制器步进键，同时打开手动调节针阀HV202在一定开度，B塔顺放向D塔冲洗，此时C塔吸附（A）、D塔冲洗（P）、A塔终充（FR）、B塔顺放（PP）。当A塔终充充到接近0.1Mpa时，吸附压力仍控制在0.1Mpa，操作控制步进键，

21、此时A塔投入吸附（A）、B塔逆放（D）、C塔均压（ED）、D塔一充（ER）。当C、D塔均压平衡后，操作控制器步进键，此时A塔吸附（A）、B塔冲洗（P）、C塔顺放（PP）、D塔终充（FR）。当D塔终充到接近0.1Mpa时（吸附压力仍控制在0.1Mpa），操作控制步进键，此时D塔吸附（A）、A塔均压（ED）、B塔一充（ER）、C塔逆放（D）。当A、B塔均压平衡后，操作控制器步进键，此时D塔吸附（A）、A塔顺放（PP）、B塔终充（FR）、C塔冲洗（P）。当B塔终充到接近0.1Mpa时（吸附压力仍控制在0.1Mpa），操作控制步进键，此时B塔吸附（A）、C塔一充（ER）、D塔均压（ED）、A塔逆放（D

22、）。前面每一个吸附塔各循环一次，吸附压力都控制在0.1Mpa左右。目的是在低压下对每个吸附塔进行置换，把塔内和管道中非原料气置换走，排入大气，如果装置未用氮气置换，此步骤更重要，在低压下把空气置换走，消除不安全因素。当D、C塔均压平衡后，操作控制器步进键，此时B塔吸附（A）、C塔终充（FR）、D塔顺放（PP）、A塔冲洗（P）。当C塔终充到接近0.2Mpa时（吸附压力控制在0.2Mpa），操作控制步进键，阀门开关及吸附塔工作状态同上。当B、A塔均压平衡后，操作控制器步进键，阀门开关及吸附塔工作状态同上。当A塔终充到接近0.3Mpa时（吸附压力控制在0.3Mpa），操作控制步进键，阀门开关及吸附塔

23、工作状态同上。当C、D塔均压平衡后，操作同上。当D塔终充到接近0.4Mpa时（吸附压力控制在0.4Mpa），操作同上。当A、B塔均压平衡后，操作同上。当B塔终充到接近0.5Mpa时（吸附压力控制在0.5Mpa），操作同上。每一步进切换一个塔，吸附压力升高0.1Mpa，直至吸附压力达到所需要的工作压力为止。这种启动称之为爬山启动。在升压启动过程中将V202阀手动打开一定的开度，让它有少量的产品气输出，输出的产品气同时对产品贮罐进行置换（打开V206阀）。在一般情况下爬山启动到吸附工作压力时，产品气纯度基本能合格（在99%H2以上）。同时开启成分分析仪。当爬山启动到吸附工作压力后，确定均压时间：两

24、个吸附塔均压时要达到压力完全平衡，需要花费很长时间，因此规定进行均压的两个吸附塔，其压差小于0.05Mpa，即为完成均压过程。一个吸附塔进行一均步骤时，另外有一个吸附塔正在进行逆放步骤，因此设定一均时间时，还要考虑完成逆放步骤所需的时间。均压所需要的时间与产品纯度有关，在一般均压时间设定在1530秒之间。确定吸附（顺放）时间和顺放流量：一个吸附塔进行吸附步骤的时间主要由顺放时间来确定的。增加原料处理量或提高产品质量应当缩短吸附（顺放）时间；反之，则卡增加吸附（顺放）时间。然而，在改变吸附（顺放）时间的同时，应调节手动调节阀的开度，使顺放步骤结束时，吸附塔顺放压力应达到规定范围。确定终充流量：吸

25、附塔在再次进行吸附步骤之前，利用产品气通过手动调节针阀对吸附塔进行充压，调整一定开度，使在最终升压步骤结束时，被充压的吸附塔刚好接近吸附压力（比吸附压力低.pa）。这样不仅可保持吸附压力稳定，而且降低了原料气处理量和产品气输出的波动。确定了均压时间、吸附时间、顺放流量、终充流量，程控机可投入自动控制，即装置按照以上设定的时间进行循环切换。装置投入正常运行后，产品流量计的工作压力恒定在吸附工作压力，故流量计不需要做压力变化的修正。流量计出厂时已将工作流量换算成标准状态下的流量，使用时间可直接读数。产品纯度：一个吸附塔具有吸附杂质的固定能力（即在一个吸附再生循环里能提纯一定数量的原料气）。所以循环

26、时间过长或原料气流量过大，产品纯度会下降；循环时间过短，原料气流量过小，产品纯度很高，但会引起床层未能充分利用而使产品组分的损失增大。本装置通过调整循环时间的方法可生产出不同纯度的产品，其纯度控制范围通常在.之间。装置的回收率：本装置生产不同纯度的产品气，它对应着不同的回收率。产品纯度越高，产品组分的回收率相应降低，所以在操作中不应单纯追求产品的纯度，而要根据实际需求出发，选择适当的纯度以获得较高的效益。本装置采用二次均压，即多了一次产品气死体积的回收，所以二次均压的回收率要高于一次均压；由于实现二次均压工艺，装置每个吸附塔要增加二个工作步骤，所以二次均压的处理能力要比一次均压低。以上介绍的装

27、置启动步骤，是适合装置第一次开车和停车时间较长后再启动时使用。如停车时间较短，启动时可加快升压速度。第五章停车和停车后再启动停车分为三种情况：、 正常停车有计划的停车。、 紧急停车突然停电或装置出现故障要立即停车。、 临时停车因故不超过小时的停车。一、正常停车正常停车是有计划的停车，停车前通知本装置前后有关工序，然后按下述步骤事实正常停车：（） 关闭装置原料气入口阀、。（） 关闭装置产品气出口阀、。（） 程序控制器顺放时间设定值随着吸附压力下降逐渐减小，使各吸附塔压力逐渐降至.pa左右（希望各塔均能保持在正压状态）。（） 停控制器电源，停氢分仪电源，关取样阀。二、紧急停车（）切断程控器电源，四

28、只气动角座阀全部处于相通位置，关闭进塔的原料气，关闭放空气，关闭出塔的产品气，、均压，、塔均压，使系统全封闭。（）迅速关闭原料气入口阀、。（）迅速关闭产品气出口阀。（）根据现场具体情况，也可参照正常停车步骤处理。三、临时停车（）先按暂停键，使工作步骤保持在当前状态。（）根据需要，可按停止启动键，使所有程控阀关闭。（）根据需要，可关闭原料气入口阀、。（）根据需要，可关闭产品气出口阀。四、长期停车（）同正常停车（）、（）。（）程序控制器顺放时间设定值随着吸附压力下降减小，使各吸附塔压力为零为止。（）在原料气入口通入置换氮气，并打开、。（）操作控制器步进键，使四个吸附塔进行氮置换，直至塔内含氢量在安

29、全区（小于）。（）同正常停车（）、（）。五、停车后再启动.正常停车或长期停车后再启动。按第四章方法执行。长期停车，在启动前整个装置是否需要氮气置换应视具体情况而定。.紧急停车后启动。紧急停车后，四个吸附塔都保存着一定的压力，停车后控制器具有记忆功能，一般没有进行任何操作，控制器应处于停车时的程序步骤。打开控制器的电源，装置可直接启动。.临时停车后启动，只要各吸附塔压力状态与控制器处于的程序步骤是一致的，只要退出暂停键，装置可直接启动。.如果在停车时关闭了原料气入口和产品气出口阀，则打开、。第六章故障与处理方法发生故障是指界外条件供给失常或系统本身在运转过程中操作失调或某一部分失灵，引起产品纯度

30、下降。在故障原因尚未查清之前，装置不需停运，可继续观察，待故障查明后决定停运或继续运行，如系统出现重大问题，则应紧急停车。一、 界外条件供给失常、原料气带水原料气中的机械水进入吸附塔导致吸附剂逐渐失效。此时应停车，检查带水程度并作出相应处理。、停电停电时，程序控制器无输出，所有气动角座阀全部处于关闭位置，装置于停运状态。这种情况相当于紧急停车，可按第五章第二节处理。、仪表空气压力下降本装置要求仪表空气压力不低于.pa，否则将使气动角座阀不能正常工作，导致各吸附塔工作状态混乱，产品质量下降，此时应停车处理。二、操作失调过程运转是否正常关键是各吸附塔的再生状况是否良好，系统操作失调会立即或逐步使吸

31、附塔的再生恶化。由于过程中周期性循环过程，因此只要其中一个吸附塔再生恶化，就会很快波及和传染到其它吸附塔，最终导致产品质量下降。、原料处理量与周期时间吸附塔内的吸附剂对杂质的吸附能力是定量的，一旦处理量增大，就应该相应缩短切换周期时间（即吸附时间），如原料气带入的杂质量超过吸附剂的承受能力，如不及时调整切换周期时间，杂质就会很快污染产品。、顺放气量吸附时间延长或缩短，顺放手动截至阀未及时调整，当顺放气量过多时，正在顺放的那个吸附塔的吸附前沿提前突破，污染了被冲洗的那个吸附塔，顺放气量过少，吸附塔的氢利用率低，逆放压力偏高，也使被冲洗塔不能得到充分的再生。以上两种情况均会导致再生恶化。三、系统故

32、障系统发生故障是指它在运转过程中某一部分失灵，引起产品纯度下降，工作程序混乱，严重的会使装置无法投运。可能发生的故障有以下几种：、故障现象：现场各塔的压力指示与程控器显示的工作状态不一致，例如：该均压的不均压；均压后二个塔压力同时升；该逆放的不放空；均压后的气全部放空；顺放塔的压力不降等。故障原因：由于气动角座阀该开的不开，该关的不关所造成。气动角座阀不动作有两个原因：（）气动角座阀本身卡住不能动作；（）外界原因，由程控机、电磁阀、线路和管路的故障，造成没有输出信号，使程控阀不动作。故障处理方法：首先判别是程控阀本身问题还是外界原因所造成的，是程控阀本身问题，为不影响生产，可整体将阀换下来，然

33、后对它进行修理。如果是外界原因所造成的，可从控制管路开始查，它的顺序：管路电磁阀（包括气源）线路程控机有无输出。、故障现象：现场各塔的压力指示与程控器显示基本一致，但终充上不去，顺放放不下来，出现高压放空等现象。故障原因：气动角座阀中密封“”型圈损坏，通道间互相串气。故障处理方法：拆开可能发生故障的气动角座阀，找出损坏的密封“”型圈，然后更换密封“”型圈。、程控机出故障：它的故障可能表现在无信号输出、程序不切换、停留于某一状态或程序执行紊乱。它的故障处理方法见程序控制器技术手册的有关章节。四、产品纯度从不合格状态到合格状态的调整方法产品纯度下降表明吸附塔在吸附步骤中杂质组分已到达吸附塔的出口端

34、，其原因是操作调节不当，或是自控系统发生故障。一旦找出原因，经过处理后应尽快恢复至正常状态。调整的有效方法是低负荷（小的处理量）运转一段时间，二是缩短循环时间。如果二者结合起来就更好，产品纯度恢复更快，但注意缩短循环时间要保证顺放量和最终升压步骤所需的时间。可以调节高选阀的旁通手动针阀来控制。第七章安全技术一、概述安全生产是关系到人的生命、国家财产的安全大事，是国家根本性政策，也是一项群众性的工作。因此操作人员应该掌握有关的安全生产基本知识，自觉遵守有关的规章制度，确保实现安全、文明生产。本装置产品为氢气，按GB4968-85的火灾分类法属C类火灾；按TJ16-74第三章第一节火灾危险性分类的

35、规定，本界区为甲类；按爆炸危险场所划分的规定，本界区设备和程控阀布置区为Q-3级场所（正常情况下不能形成，在不正常情况下形成爆炸性混合物可能性较小的场所）。二、氢气的基本特性众所周知，氢气是一种易燃易爆的气体，在大气压力和室温下系无色、无味、无毒的气体。它的沸点很低（20.4K），同时也无腐蚀性，但在高温下（260），它将腐蚀某些金属，如碳钢，它与金属中的碳起作用产生“氢脆”现象。氢是所有元素中最轻的一种，分子量为2，对空气的比重为0.07（空气比重为1），密度为0.09kg/m3最小，它还具有高度的渗透性。氢气在空气中爆炸范围是4.075.6%。氢气不能供给呼吸，故在高浓度下能使人窒息，氢气

36、的自然点为560。三、装置的安全设施本装置尽可能放在户外，如考虑在室内，要保证通风良好，采取一定的安全措施。排放气汇集放空总管，最后经阻火器于户外高处放空。程控系统在设计上已考虑到一旦遇到突然停电，装置能自动处于安全状态，装置设计中工艺管道、阀门和管件的选用都已考虑了含氢介质输送的特殊要求，且符合有关规定，非标设备严格执行“压力容器安全监察规程”进行验收，对于有疲劳现象的设备需要提高类别进行管理。四、氢气系统运行安全要点（摘录于GB4962-85氢气使用安全技术规程第四章）1、输入系统的氢气中含氧量不得超过0.5%。2、氢气系统运行时，不准敲击、不准带压修理和紧固、不得超压、严禁负压。3、管道

37、、阀门冻结时，只能用热水或蒸汽加热解冻，严禁使用明火烘烤。4、设备、管道和阀门等连接点泄漏检查，可采用肥皂水或携带可燃性气体防爆检测仪，禁止使用明火。5、不准在室内排放氢气、吹洗置换、放空降压，必须通过放空管排放。6、当氢气发生大量泄漏或积聚时，应立即切断气源，进行通风，不得进行可能发生火花的一切操作。7、新安装或大修后的氢气系统必须做耐压试验、清洗和气密试验，符合有关的检验要求，才能投入使用。8、氢气系统吹洗置换，一般可采用氮气（或其他惰性气体）置换。 （1）氮气中含氧量不超过0.5%。 （2）置换必须彻底，防止死角末端残留余气。 （3）置换结束，系统内氧含量必须三次分析合格。9、氢气系统动

38、火检修，必须保证系统内部和动火区域氢气的最高含量不超过0.4%。10、防止明火和其它激发能源，禁止使用电炉、电钻、火炉、喷灯等一切产生明火、高温的工具与热物体；不得携带火种进入禁火区；选用铜质或铍铜合金工具；穿棉质工作服和防静电鞋。五、消防（摘录于GB4962-85氢气使用安全技术规程第六章）1、供氢站应按TJ16-74的有关规定设置消防用水，并应根据需要配备“干粉”，“1211”和“二氧化碳”等轻便灭火器材或氮气、蒸汽灭火系统。2、氢气着火应采取下列措施： （1）切断电源。 （2）冷却、隔离、防止火灾扩大。 （3）保持氢气系统正压状态，以防回火。3、氢气火焰不易觉察，救护人员应防止外露皮肤烧

39、伤。六、安全生产基本注意事项1、操作人员必须按操作手册规定操作，凡新来人员，必须经过安全教育和操作法学习，实习操作技术，未经安全技术和操作法考试合格者，不准进行独立操作。2、操作人员在上班时必须穿这整齐，不准携带易燃易爆物品进入现场，严格遵守劳动纪律，严格进行交接班，严格进行巡回检查，严格控制工艺指标，严格执行操作方法，严格执行有关安全规定。3、本装置界区内随时保持清洁，不应堆有易燃易爆物质，尤其在交通要道上更不得堆放物品，以保证交通要道畅通。4、本装置界区内应设有消防器材，操作人员应知道消防器材的放置地点和使用方法，平时严禁乱动，消防器材每年定期检查。5、设备在未卸去压力时，绝对禁止任何修理

40、工作及焊接、拧紧螺丝，并禁止使用铁器敲击设备。6、设备使用的压力表必须检验合格并打上铅封的，如压力表指针不回零或误差大于其级数时，不得继续使用。每年必须校验一次压力表，并打上铅封。7、严禁在本装置界区吸烟和动火，凡有爆炸及燃烧气体的容器及管道检修需动火前，即应报请工厂安技科及车间同意，先用氮气置换、吹净，经现场分析合格，并采取了安全措施，领取动火证后可动火。防止违章动火，没有批准动火证、不与生产系统隔绝，不进行清洗置换合格、不把易燃易爆物消除、不按时作动火分析、没有消防措施及无人监护，严格禁止动火。8、确保设备、管道、阀门的气密性，检修后还应试漏，合格后方能开车，使用过程中随时注意杜绝气体泄漏现象。9、仪表系统发生故障时应由仪表人员进行修理。仪表人员应与工艺操作人员密切配合，在停车检修后再启动时，必须注意吸附塔内的压力，以防发生高压逆放现象。-