氧分析仪干粉预处理系统的改进

　　一、概述

　　浙江金甬腈纶有限公司年产干法腈纶6万t。干法腈纶的特点是将聚合反应洗涤后的聚合物在烘干机中烘干, 烘干后的聚合物通过常温氮气风送至料仓, 出料仓后再采用溶剂 DMF( 二甲基甲酰胺) 调配成原液, 再经高温氮气、电加热器加热, 使原液中的溶剂挥发, 在甬道纺丝成形。

　　聚合物烘干机的产品成颗粒状, 在经过回转后产生较多干粉, 颗粒及干粉在输送过程中易产生静电, 氧含量控制不好易发生爆炸, 而且风送系统中的氧含量高低对产品质量有直接影响。因此, 在风送系统中有多台氧分析仪, 对氧含量进行实时监控,保证生产安全和产品质量。

　　二、问题的提出

　　公司氧分析仪是 SERVOMEX( 仕富梅) 1900, 其管路连接见图 1, 利用一台防爆的抽吸泵, 将风送系统的样气加压后送入SERVOMEX 1900 氧分析仪, 根据氧的顺磁性原理, 哑铃传感器产生扭矩, 旋转角发生变化, 经检测、转换后, 输出 4～20mA 信号送DCS 控制室, 显示系统的实时氧含量。

　　气体进入氧分析仪前, 先通过预处理系统, 预处理系统包括一个金属过滤器( 高 350mm, 直径 40mm) 、旁路过滤器、低流量开关、五通阀、精过滤器等。其量程气和零点气是标定氧分析仪时用的标准气, N2用于反吹管路中的干粉, 低流量开关接 DCS,及时监控流量是否达到氧分仪正常工作的要求。预处理系统的作用是除去样气中的干粉, 干粉一方面会堵塞样气管路, 造成流量偏小, 影响测量结果, 另一方面, 干粉进入氧传感器会造成价格昂贵、制造精细的传感器永久性损坏。因此, 氧分析仪能否正常运转, 预处理系统的好坏至关重要。

　　自 2002 年投运以来, 低流量开关经常发生报警, 氧含量显示偏低或显示 0%以下, 维护人员为保证正常运行, 每 24h 反吹一次, 维护量大。经多次标定、故障分析后, 发现氧分析仪本体正常, 而与设备相连的过滤器滤芯被干粉堵塞, 造成气路不畅, 流量不足, 影响测量。因此, 有效过滤掉干粉, 保证气路顺畅, 是解决问题的关键。

　　三、解决措施

　　第一种方案, 更换与设备相连的过滤器的滤芯。原滤芯的精度是 10μm, 改成精度是 20μm。使用周期能延长到 3～4 天, 类似故障又继续发生, 而且维护工作量反而增大。因为滤芯更改后, 与设备相连的过滤器滤芯堵塞现象有所改善, 但机柜内的过滤器内干粉量明显增加, 同样造成采用气体流量不足, 而且增加了拆装、清理柜内精过滤器的工作, 问题没有解决, 此方案不可取。

　　第二种方案, 改进过滤器。把混合气体中的聚合物粉尘, 尽量挡在机柜外的设计思想应该是正确的, 但为什么会造成使用周期这么短, 分析原因, 关键在于采样管和过滤器的结构不合理。由图 1 可看出, 样气是从与设备相连的过滤器底部进, 顶部出, 这种结构, 在采样泵的抽吸作用下, 混合气体中的干粉在过滤器中一直处于“ 沸腾”状态, 容易堵塞滤芯和进气口。因此决定改变设备根部阀与过滤器的连接方式, 加入缓冲环节。如图 2 所示, 新制作一个加大的过滤器, 高度 350mm,直径 150mm, 材料304, 利用原有精度10 μm 的滤芯,进气口在过滤器的1/3 处( 离顶部) , 采用 2/3 英寸的金属短管, 向下成 45°, 尽量沿过滤器外壁的切线方向。进气口与根部阀的连接, 采用直径1 英寸的透明浅绿色纤维增强塑料管 , 长1200mm。在氧分析仪维护时, 打开过滤器底部排气口阀门, 用 N2将干粉反吹回设备中, 减少浪费和污染。