?【摘要】介紹了乙炔和碳?xì)浠衔镌诳辗炙?nèi)的積聚過程及機(jī)理，碳?xì)浠衔镌谝貉踔斜ǖ臋C(jī)理，及對有害雜質(zhì)在空分塔內(nèi)積聚、爆炸的防范。
???? 主題詞：乙炔 碳?xì)浠衔?液氧 空分塔 積聚 爆炸 防范

? 空分設(shè)備的原料來自于大氣，大氣中含有各種有害雜質(zhì)氣體，其中乙炔及其它碳?xì)浜衔铮瑢辗炙陌踩a(chǎn)危害極它們在塔內(nèi)的積聚、濃縮可導(dǎo)致空分塔爆炸。輕則不能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，重則導(dǎo)致設(shè)備完全毀壞，甚至造成人員傷亡。此，有害雜質(zhì)氣體，特別是乙炔和其它碳?xì)浠衔镌诳辗炙?nèi)的積聚、濃縮過程，及它們在塔內(nèi)爆炸機(jī)理，以及防范措施是十分必要的。
??? 有害雜質(zhì)氣體，特別是乙炔和其它碳?xì)浠衔镌诳辗炙?nèi)的積聚、爆炸，與下述諸多因素有關(guān)，如制氧工藝流程、對害雜質(zhì)氣體凈除手段、主冷結(jié)構(gòu)、管道配置及生產(chǎn)運(yùn)行方式，以及有關(guān)對乙炔和碳?xì)浠衔餀z測等等。下面就碳?xì)浠衔锟辗炙?nèi)的積聚過程、爆炸機(jī)理及防范措施分述如下。
???1 乙炔和碳?xì)浠衔镌诳辗炙?nèi)的積聚過程及機(jī)理
?????? 1．大氣中存在乙炔及碳?xì)浠衔?/b>
?????? 作為空分設(shè)備原料氣的大氣中，一般均含有一定量的碳?xì)浠衔铮@些有害雜質(zhì)氣在大氣中的含量及種類，與周圍境有關(guān)，與周圍工廠的性質(zhì)、運(yùn)行方式有關(guān)，與氣象條件，特別是風(fēng)向等也有一定的關(guān)系。
??? 一般情況下，工業(yè)區(qū)內(nèi)干空氣的雜質(zhì)氣體的平均含量見表1。工業(yè)區(qū)內(nèi)空氣還可能存在其它碳?xì)浠衔锛癏2S、S02、S2無機(jī)雜質(zhì)，表2列出’了16個工廠廠區(qū)空氣中碳?xì)浠衔锏钠骄俊?/p>

表1 干空氣中危險雜質(zhì)的含量(10^-4％)^[1]

表2 廠區(qū)內(nèi)空氣中碳?xì)浠衔锖?10^-4％)^[1]

??? 注:分子為16個工廠廠區(qū)85次分析結(jié)果的平均值,分母為最大值.

??? 表2給出的是工廠正常生產(chǎn)情況下的某廠區(qū)空氣中的一些碳?xì)浠衔锖俊５?dāng)生產(chǎn)不正常、排放大量碳?xì)浠衔餁怏w時，空 氣中的有害雜質(zhì)含量將可能成倍、成數(shù)十倍的增加。其值增長多少，主要決定于風(fēng)向、氣壓。在上風(fēng)向，有害雜質(zhì)增長不多；但下風(fēng)向，其值增長極大。
??? 表3給出了某廠乙炔站附近大氣中乙炔含量的測定值.由表可見,大氣中乙炔濃度變化很大,在距污染源30~50m范圍內(nèi),下風(fēng)向空氣中乙炔濃度是上風(fēng)向的十余倍至數(shù)十倍。

表3 某廠乙炔站附近大氣中乙炔濃度測定值^[1]

??? 根據(jù)上述下風(fēng)向數(shù)據(jù)作圖可見，在230~550m間，距離污染源越遠(yuǎn)，大氣中的C₂H₂濃度成正比例減少；又據(jù)30~50~230m距離中測定值推測，大氣中C₂H₂距禹污染源150(或200)m，其濃度隨距離污染源的增加而成比例減少；但在150(或200)m內(nèi)，其濃度變化為一條拋物線。對于大量排放C0₂、C₂H₂及其它C_mH_n。時，如設(shè)定污染源上風(fēng)向100m處，大氣中的有害雜質(zhì)氣體含量為正常含量(實(shí)際上其量略有提高)，則污染源下風(fēng)向100m處，大氣中的有害雜質(zhì)氣體濃度增高30倍左右。

?2．有害雜質(zhì)氣體的特性參數(shù)，決定了它們在空分塔內(nèi)會積聚濃縮
??? 有害雜質(zhì)氣體會否在空分塔內(nèi)積聚濃縮，主要決定于這些有害雜質(zhì)氣體的沸點(diǎn)、在液空和液氧中的溶解度及其飽和蒸氣壓。沸點(diǎn)(相對于液空、液氧的沸點(diǎn))越高、溶解度越大、飽和蒸氣壓越小，則越易在液空和液氧中積聚濃縮。由表4可見，這些有害雜質(zhì)氣體一旦進(jìn)入塔內(nèi)，極易積聚濃縮。
??? 據(jù)林德公司在30000m³/h空分設(shè)備，不同清除碳?xì)浠衔锪髀分袦y量相關(guān)點(diǎn)的碳?xì)浠衔铮陔S加工空氣進(jìn)入塔內(nèi)后，積聚和濃縮是非常顯著的。其濃縮情況列于表5、表6。
??? 由表5、表6可見：①采用分子篩純化器凈除碳?xì)浠衔锏男Чh(yuǎn)較采用可逆式換熱器+液空、液氧吸附器的凈除效果好。前者將C₂H₂、C₃H₆、i+nC₄H₁₀及1．3-丁二烯等全部吸附了，因而在分子篩正常工作時空分塔內(nèi)也就測不到這些碳?xì)浠衔铮瑥亩捎行У胤乐惯@些有機(jī)雜質(zhì)在塔內(nèi)的濃縮。C₃H₈和C₂H₄大部分被吸附掉，而CH₄和C₂H₆則完全不被吸附。②凡是沒有被分子篩、可逆式換熱器及液空、液氧吸附器完全吸附、凍結(jié)清除的有害雜質(zhì)，在冷凝蒸發(fā)器處均被數(shù)倍、數(shù)十倍的濃縮了。這主要是因?yàn)樗鼈冊谝貉酢⒁嚎罩械娘柡驼魵鈮簶O小，這些雜質(zhì)氣體無法隨蒸發(fā)氣體帶走之故。