Introducción
Con el desarrollo a gran-escala de industrias como la metalurgia, la ingeniería química y la energía en China,unidades de separación de aire (ASU)se han convertido en infraestructura indispensable en la producción industrial. Como unidad clave en los sistemas de separación de aire, los adsorbentes de tamiz molecular desempeñan un papel vital en la purificación del aire. Su estabilidad operativa impacta directamente en la pureza de productos como el oxígeno y el nitrógeno, así como en la eficiencia energética general del equipo. En los últimos años, con la aplicación generalizada de grandes adsorbentes de tamiz molecular verticales, mejorar su confiabilidad operativa, extender la vida útil del empaque y aumentar la eficiencia del mantenimiento se han convertido en preocupaciones clave para los ingenieros y técnicos de separación de aire.
El papel de los adsorbentes de tamiz molecular en las unidades de separación de aire
La tarea principal de los adsorbentes de tamiz molecular es eliminar impurezas como la humedad, el dióxido de carbono y el acetileno del aire comprimido, asegurando que el aire que ingresa a la caja fría esté limpio y libre de contaminantes-. Normalmente, en una unidad de separación de aire, el aire se comprime mediante un compresor de turbina y luego se enfría a aproximadamente 17,5 grados a través de un sistema de pre-enfriamiento antes de ingresar al adsorbedor de tamiz molecular de abajo hacia arriba. Las impurezas del aire son absorbidas por la alúmina activada y el material del tamiz molecular en la torre de adsorción, lo que da como resultado aire purificado que ingresa al intercambiador de calor de placas.
Para garantizar un suministro continuo de aire, los adsorbentes de tamiz molecular se suelen utilizar en pares, uno funcionando mientras el otro se regenera. Los métodos de regeneración incluyen adsorción por cambio de temperatura (TSA) para calentamiento y adsorción por cambio de presión (PSA) para desorción. Esta operación alterna garantiza un funcionamiento continuo y estable del sistema.
Fallos operativos comunes y análisis de causas
Durante el funcionamiento-a largo plazo, los adsorbentes de tamiz molecular pueden experimentar fallas tanto en el equipo como en el proceso:
Problemas con el equipo:
Un diseño o fabricación inadecuados pueden provocar una distribución desigual del flujo de aire o caudales excesivamente altos.
La mala calidad del empaque o el empaque insuficiente reducen la capacidad de adsorción.
Una pequeña zona muerta en la parte superior puede crear fácilmente un flujo de "atajo", debilitando el efecto de adsorción.
Las válvulas atascadas o los sellos flojos provocan fugas en el sistema.
Problemas de proceso:
La activación incompleta durante la puesta en servicio inicial conduce a una eficiencia de adsorción insuficiente.
Un contenido excesivo de humedad o dióxido de carbono en el aire provoca una saturación prematura del embalaje.
Una temperatura de regeneración o un volumen de gas insatisfactorios dan como resultado una regeneración incompleta.
El polvo de embalaje o la obstrucción de los canales del intercambiador de calor aumentan la resistencia del sistema.
No lavar con nitrógeno para evitar la humedad durante el apagado conduce a una disminución del rendimiento de adsorción después de una absorción prolongada de humedad.
Si estos problemas no se abordan rápidamente, no sólo afectan la pureza del gas sino que también pueden generar mayores riesgos, como el bloqueo del intercambiador de calor de placas y un mayor consumo de energía.
IV. Preparación para el mantenimiento y requisitos de seguridad
La preparación científica del mantenimiento es crucial para el mantenimiento del adsorbedor de tamiz molecular. Primero, antes de apagar la unidad, asegúrese de que el sistema esté completamente enfriado y despresurizado, elimine el gas residual y garantice condiciones de funcionamiento seguras. Todas las operaciones deben llevarse a cabo bajo estrictos procedimientos de seguridad, incluido el procesamiento de tickets de mantenimiento, la implementación de medidas de apagado y etiquetado-y el establecimiento de áreas de advertencia.
La protección de la seguridad también es un aspecto clave. El personal de mantenimiento debe usar equipo de protección laboral estándar. El trabajo nocturno debe realizarse con iluminación adecuada y equipos de voltaje seguro. Se deben cumplir estrictamente las normas de seguridad nacionales para operaciones en altura, durante el levantamiento, con uso temporal de energía y en espacios confinados. Deben evitarse instrucciones ilegales y operaciones arriesgadas.
Métodos de optimización del mantenimiento y experiencia práctica.
En los últimos años, las técnicas de mantenimiento para adsorbentes de tamiz molecular se han optimizado continuamente en proyectos de separación de aire a gran-escala, abarcando principalmente los siguientes aspectos:
Eliminación del embalaje antiguo e inspección de la pantalla
Después de confirmar que el alivio de presión y el análisis de gas están calificados, se retiran secuencialmente el viejo empaque de alúmina y tamiz molecular. Durante la descarga, se debe mantener el funcionamiento alternativo de los dos orificios para evitar la deformación estructural causada por una descarga prolongada desde un solo orificio. Después de la limpieza, se debe inspeccionar la estructura de la malla, reparar las áreas dañadas y eliminar completamente el polvo residual.
Carga y Distribución Uniforme de Embalaje Nuevo
Al cargar empaques nuevos, use un alimentador y un conducto temporal para lograr una distribución uniforme de 360 grados para evitar un impacto concentrado en el empaque, que podría causar desgaste o deformación de la malla. También se debe utilizar un ventilador para eliminar el polvo, asegurando una densidad de empaquetamiento uniforme y una superficie lisa dentro de la torre.
Regeneración y Activación
Durante la operación inicial del nuevo empaque, la activación debe realizarse aumentando adecuadamente la temperatura de regeneración y el volumen de gas para restaurar el rendimiento óptimo de adsorción.
Mantenimiento del sistema de válvulas y tuberías
Pruebe todas las válvulas en busca de fugas, límpielas y reemplace los sellos; Verifique la precisión de la retroalimentación del actuador neumático. Para los sistemas de tuberías, concéntrese en la corrosión y los daños al aislamiento, y reemplace rápidamente los cables calefactores para evitar la condensación y la pérdida de energía.
Mantenimiento de hornos eléctricos e instrumentos
Verifique la resistencia de las varillas calefactoras y el apriete de los extremos de las conexiones, y reemplace rápidamente cualquier componente defectuoso; Calibre los transmisores de temperatura y presión para garantizar la precisión de los datos.
A través de las medidas de optimización anteriores, el polvo residual durante el mantenimiento del tamiz molecular se reduce significativamente, la velocidad de alimentación y la uniformidad mejoran y la eficiencia general del mantenimiento del equipo mejora significativamente.
Puntos clave de rendimiento operativo y mantenimiento
Después del mantenimiento sistemático, el rendimiento operativo de los adsorbentes de tamiz molecular suele ser el siguiente:
La resistencia estable del adsorbedor y el contenido de CO₂ de salida se mantienen dentro del rango de diseño;
Polvo de empaque sustancialmente reducido, canales del intercambiador de calor más limpios y vida útil prolongada;
Ciclos de regeneración más eficientes y consumo energético controlado. Durante la operación posterior, se deben mantener las siguientes prácticas de mantenimiento:
Controle periódicamente la temperatura y la presión de regeneración para evitar una regeneración incompleta debido a desviaciones de parámetros;
Mantenga una refrigeración eficaz del compresor de aire para evitar que el aire a alta-temperatura reduzca la eficiencia de adsorción;
Utilice nitrógeno como manta protectora durante el tiempo de inactividad prolongado para evitar la absorción de humedad y el deterioro del adsorbente;
Establezca registros de mantenimiento, documentando lotes de embalaje, ciclos operativos y parámetros de prueba, para proporcionar una base para el mantenimiento posterior.
Conclusión
Los adsorbentes de tamiz molecular son el "núcleo de purificación" de las unidades de separación de aire. Su funcionamiento estable está directamente relacionado con la seguridad y la eficiencia económica de todo el sistema. Los procedimientos científicos de mantenimiento, una estricta gestión de la seguridad y la optimización racional de los procesos no solo pueden mejorar la eficiencia de la unidad sino también extender eficazmente la vida útil de los componentes clave. Para la industria de la separación de aire, resumir continuamente la experiencia de mantenimiento y mejorar los detalles operativos es crucial para el funcionamiento seguro y eficiente a largo plazo-de los equipos de separación de aire a gran-escala.
