由于PSA制氮系統(tǒng)常與化工、金屬加工等傳統(tǒng)行業(yè)關(guān)聯(lián),導(dǎo)致一些不太了解的人會將其與高壓、氮?dú)庑孤兜取拔kU(xiǎn)因素”綁定,而忽視PSA制氮系統(tǒng)本身的安全性設(shè)計(jì)制氮。實(shí)際上,在空氣分離領(lǐng)域,PSA制氮系統(tǒng)的安全系數(shù)很高,具體來說;
一、PSA制氮的安全性優(yōu)勢
1. 常壓運(yùn)行制氮,風(fēng)險(xiǎn)低
PSA制氮系統(tǒng)通常在0.7-1.0 MPa低壓下運(yùn)行,遠(yuǎn)低于深冷空分的高壓環(huán)境;這意味著不會發(fā)生氣體泄漏或容器爆裂的風(fēng)險(xiǎn)制氮。另外,系統(tǒng)工藝流程由PLC自動控制,壓力和純度可做到實(shí)時監(jiān)控;即便有異常,也能自動停機(jī)保護(hù)。
2. 無極端溫度風(fēng)險(xiǎn)
與深冷空分(需-196℃低溫液化空氣)相比,PSA可在常溫下運(yùn)行,避免了低溫液體泄漏導(dǎo)致的凍傷或設(shè)備脆化風(fēng)險(xiǎn)制氮。
3. 物理吸附制氮,無化學(xué)反應(yīng)
PSA僅通過碳分子篩物理吸附氧氣,不涉及化學(xué)反應(yīng);既不會發(fā)生氫氣爆炸或化學(xué)試劑泄漏風(fēng)險(xiǎn)制氮。
4. 自動化與故障保護(hù)機(jī)制
系統(tǒng)全自動運(yùn)行可減少人為操作失誤,內(nèi)置故障診斷系統(tǒng)可實(shí)時報(bào)警并停機(jī),例如吸附塔壓緊裝置的下沉報(bào)警和極限停機(jī)功能等,確保設(shè)備安全穩(wěn)定制氮。
二、其它制氮、用氮方式的安全隱患對比
1. 深冷空分法
o 高壓與低溫風(fēng)險(xiǎn):需高壓壓縮(>3 MPa)和超低溫(-196℃)環(huán)境,存在液態(tài)氧/氮泄漏導(dǎo)致的凍傷或爆炸風(fēng)險(xiǎn)制氮。
o 設(shè)備復(fù)雜性:大型儲罐和管道系統(tǒng)易因材料疲勞或操作失誤引發(fā)泄漏制氮。
2. 膜分離法
o 膜老化與破裂:高分子膜材料易受油、水污染老化,破裂可能導(dǎo)致氣壓驟變或氣體混合風(fēng)險(xiǎn)制氮。
o 純度波動:膜性能衰減可能使氧氣殘留量升高,在易燃環(huán)境中增加爆燃風(fēng)險(xiǎn)制氮。
3. 瓶裝/液氮外購
o 運(yùn)輸與存儲風(fēng)險(xiǎn):高壓鋼瓶(15-20 MPa)在運(yùn)輸中有可能因碰撞引發(fā)爆炸,液氮容器若密封失效會導(dǎo)致低溫傷害制氮。
o 純度不可控:鋼瓶內(nèi)氣體質(zhì)量良莠不齊,氣體雜質(zhì)可能會影響工藝安全制氮。
綜合來說,PSA制氮的安全性在空分領(lǐng)域上可謂“優(yōu)秀”制氮。但如果在系統(tǒng)中所采用的加氫催化裝置來提升氮?dú)饧兌?,會引入額外的氫氣,這可能會觸發(fā)安全隱患(氫氣與氧氣混合可產(chǎn)生安全隱患)。但在實(shí)際的生產(chǎn)中,只要是系統(tǒng)設(shè)計(jì)良好,人員操作規(guī)范,也是安全可靠的。
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