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Análisis de las causas de la pulverización de los tamices moleculares en las instalaciones de generación de nitrógeno por PSA y medidas para solucionarlo

1. La válvula de igualación de presión del adsorbente es insuficiente, la diferencia de presión al cambiar es grande, y el tamiz molecular se fragmenta por impacto.

Pasos para la resolución de fallos:

(1) ¿Es correcto el procedimiento de producción de la unidad de generación de nitrógeno por PSA?

(2) Verifique los registros de producción: después de la igualación de presión en los adsorbedores A y B del equipo de generación de nitrógeno por PSA, compruebe si las presiones son aproximadamente iguales a la presión de producción y si las diferencias de presión al cambiar son menores de 20 kPa.

 

2. La rotura de componentes del equipo provoca una distribución desigual del flujo de aire, lo que lleva a la pulverización del tamiz molecular.

Pasos para la resolución de fallos:

(1) Inspeccionar las válvulas de conmutación del adsorbente para determinar si hay fugas. Método: Presurizar el adsorbente; cuando la presión en la tubería donde se encuentra la válvula sea estable, aplicar agua con jabón en la zona de sellado de la válvula y observar si se forman burbujas. Si aparecen burbujas, significa que hay una fuga externa en la válvula. Liberar la presión del adsorbente hasta que el manómetro indique cero. Dado que los poros del tamiz molecular pueden contener moléculas de oxígeno residuales, no se debe cerrar inmediatamente la válvula tras liberar la presión; es necesario continuar liberando la presión hasta que la válvula esté completamente cerrada y la presión del adsorbente ya no aumente. A continuación, mediante el principio de la diferencia de presión, verificar si hay fugas internas en la válvula. Por ejemplo, cerrar las válvulas de entrada y salida del adsorbente, presurizar antes de la válvula de entrada y mantener la presión durante un ciclo de adsorción. Si el manómetro del adsorbente no registra un aumento de presión, significa que la válvula de entrada no presenta fugas internas.

(2) Inspeccionar el tubo de igualación de presión en la parte media del adsorbente para determinar si la malla metálica del cilindro distribuidor está dañada. Método: Desmontar la brida de conexión de la línea de igualación de presión en la parte media y verificar visualmente si hay tamices moleculares dentro del cilindro distribuidor.

(3) Determinar si los componentes internos, como la lecho del adsorbente y la malla filtrante, presentan daños. Método: Desmontar la brida de la conexión de la línea de la válvula de alivio de presión y verificar si hay polvo de tamiz molecular antes de la válvula de alivio y en el interior de la tubería. Si el lecho y la malla filtrante están dañados, tras finalizar el alivio de presión, habrá fugas de tamiz molecular hacia la tubería.

(4) Inspeccionar el filtro de polvo. Método: Abrir la tapa de la brida del filtro y verificar si hay polvo en el interior del cartucho filtrante. El resultado de la inspección es que no hay polvo en el cartucho, y el gas producto es nitrógeno limpio.

 

3. Problemas de calidad en los tamices moleculares que provocan la pulverización de los tamices moleculares.

Pasos para la resolución de fallos:

Tome muestras del tamiz molecular en el adsorbente y compárelo con el tamiz molecular sin llenar para verificar si ha ocurrido la pulverización del tamiz molecular.

La estación de análisis realiza el análisis de las muestras y compara los resultados con los estándares nacionales para determinar si existen condiciones no conformes.

 

4. Rotura o humedad del tamiz molecular causadas por un manejo inadecuado o fallos de funcionamiento.

Pasos para la resolución de fallos:

Durante la operación del generador de nitrógeno por PSA, si el adsorbedor no ha activado ninguna alarma, pero durante el mantenimiento se detecta que el lecho de tamices moleculares del adsorbedor ha descendido más allá de la línea de alarma, se puede concluir que el sistema de alarma del adsorbedor está fallando. Verifique si la almohadilla amortiguadora de lona ha sido impactada hasta convertirse en fragmentos. En caso afirmativo, puede deducirse que el lecho de tamices moleculares no ha sido compactado de manera estable y eficaz; durante la operación del equipo, los tamices moleculares sufren colisiones intensas y movimientos erráticos, lo que provoca su rotura y pulverización.

Además de las colisiones y las fricciones por desplazamiento, otra posible causa de la pulverización de los tamices moleculares es que éstos absorban humedad, lo cual reduce su resistencia mecánica hasta provocar su pulverización.

La absorción de humedad por los tamices moleculares puede deberse a las siguientes posibilidades:

① Durante la fase de pruebas de presión del equipo, el equipo no fue limpiado adecuadamente y quedó agua residual en su interior; tras ponerlo en marcha, esta agua fue adsorbida por el tamiz molecular. Al revisar los registros de control de calidad y los informes de aceptación del equipo, no se detectó este fenómeno.

② El llenado de tamices moleculares no cumplió con las normas de operación.

Precauciones para el llenado de tamices moleculares:

(a) Evitar que el adsorbente se humedezca; no llenarlo en condiciones de niebla densa o lluvia.

(b) La tapa del recipiente del adsorbente solo puede abrirse cuando se prepare para su llenado; antes de abrirla, debe estar herméticamente sellada.

(c) Verifique si la calidad del adsorbente es buena; en caso de que haya demasiado polvo, páselo por una malla para eliminar el polvo y los residuos antes de cargarlo en el recipiente de adsorción.

(d) Se debe evitar, en la medida de lo posible, que los bidones de adsorbente rueden por el suelo para prevenir daños en el adsorbente. Al revisar el informe de registro de carga, no se detectaron infracciones.

③ Durante el funcionamiento del equipo, el sistema de regeneración por microcalentamiento y secado (en adelante, «sistema de secado») no puede eliminar eficazmente el agua, lo que hace que aire húmedo ingrese al adsorbedor de nitrógeno. Cuando el óxido de aluminio activo en el interior del adsorbedor de nitrógeno se satura con agua, el resto de la humedad es absorbido por los tamices moleculares situados en la parte superior del óxido de aluminio activo (el óxido de aluminio activo está cargado en la parte inferior de los tamices moleculares con el fin de eliminar la humedad residual del aire de proceso).

④ El tamiz molecular de reserva no se almacenó adecuadamente y no se selló según las normas, lo que provocó que el tamiz molecular se humedeciera.

 

Medidas de solución integrales

(1) Revisar el dispositivo de alarma del adsorbente. Reiniciar la línea de alarma según las instrucciones de uso y hacer una marcación clara.

(2) Reemplace las colchonetas de yute por colchonetas de coco más resistentes. La práctica demuestra que las colchonetas de coco tienen una mayor resistencia a los impactos que las de yute, ofreciendo así un efectivo amortiguamiento para el tamiz molecular superior.

(3) Reemplazar el alúmina activa en el desecador de regeneración por microcalor.

(4) Ajustar el ciclo de descarga de la válvula de drenaje del enfriador previo, aumentando el número de descargas por unidad de tiempo.

(5) Instale el medidor de punto de rocío según los requisitos del proceso y mantenga registros adecuados de la supervisión de la producción.

(6) Realizar un reemplazo parcial del tamiz molecular en el adsorbente.

(7) Regenerar el alúmina activa en el adsorbente de ciclo largo para restablecer su actividad.

(8) Realizar una inspección de sellado en los recipientes que contienen tamices moleculares de reserva; los tamices moleculares ya humedecidos ya no deben utilizarse.

(9) Realizar reentrenamiento del personal de producción de las instalaciones de generación de nitrógeno por PSA, fortalecer los conocimientos especializados en operación, aumentar la aplicación estricta de los procedimientos operativos y reforzar la conciencia sobre prevención de riesgos.