在化工裝置的吹掃和捕集過程中,涉及一係列複雜而精細的操作步驟,以確保係統的安全、高效運行。以下是對這兩個過程具體機製的介紹:
一、吹掃過程
1、空氣(氮氣)吹掃
(1)準備階段:工藝係統管道、設備安裝竣工且強度試壓合格;吹掃管道中的所有儀表做好防護措施,禁吹的設備、機泵等已按要求裝好盲板;供吹掃用的臨時配管、閥門等準備就位;公用工程空壓機運轉,具備連續供氣條件;吹掃人員和操作人員熟知吹掃方案。
(2)吹掃階段:按吹掃流程圖的順序對各係統逐一吹掃,先吹掃主幹線,再吹掃分支線。吹掃時采用在各排放口連續排放的方式,並以木錘連續敲擊管道,特別是焊縫和死角等部位應重點敲擊,但不得損傷管道。吹掃開始時緩慢向係統送氣,當檢查口有氣體排出後加大吹掃氣量,防止係統超壓。多套係統吹掃時要服從統一指揮,避免人機損傷。
(3)檢驗與複位:每段管線吹掃是否合格由生產和安裝人員共同檢查,目視排氣清淨且在排氣口用白布靶板或白鉛油靶板檢查,5分鍾內靶板上沒有無鐵鏽、灰塵、水分及其他雜物和麻點即為合格。吹掃結束確認合格後進行係統複位,為下一階段的氣密試驗做好準備。
2、蒸汽吹掃
(1)準備階段:製定完備的蒸汽吹掃方案,包括吹掃範圍、壓力等級、方法、順序、鑒定標準和方法以及安全措施等;對蒸汽管道、管件、管支架、管托等做詳細檢查並確認牢固可靠;按方案要求安裝完所有臨時配管、閥門等;確認被吹掃管線上的所有儀表元件、調節閥、疏水器等已拆除或采取短節連接等保護措施。
(2)吹掃階段:通常按管網配置順序進行,先吹掃高壓蒸汽管道,然後是中壓管道,最後是低壓蒸汽管道。對每級管道而言,由近及遠先吹掃主幹線,然後吹掃分支。各管段疏水器等到管道吹掃完畢後再裝上。宜采取暖管→吹掃→降溫→暖管→吹掃→降溫的方式周而複始地進行,使管內壁的附著物剝離。蒸汽吹掃必須先充分暖管,排掉凝水,防止發生水錘現象,並在第一周期時特別注意檢查管線的熱膨脹和管道的滑動情況。
(3)安全注意事項:設置吹掃警戒線,防止人員誤入吹掃口範圍內。吹掃過程中各方要做好統一部署和安排,協同做好蒸汽吹掃工作。

二、捕集過程
1、物理吸附法
(1)吸附劑選擇:常見的吸附劑有活性炭、矽膠、活性氧化鋁等。活性炭具有巨大的比表麵積和發達的孔隙結構,能有效吸附多種汙染物;矽膠對水分和一些極性化合物有較好的吸附能力;活性氧化鋁則適用於吸附氟化物、砷等物質。這些吸附劑的選擇取決於需要捕集的汙染物種類和性質。
(2)吸附原理:當含有汙染物的氣體通過吸附劑床層時,汙染物分子會被吸附在吸附劑的表麵上。這是由於分子間的相互作用力,如範德華力、靜電引力等,使得汙染物分子能夠附著在吸附劑表麵,從而實現從氣流中分離出來的過程。例如,活性炭吸附有機汙染物時,有機分子與活性炭表麵的碳原子之間存在較強的相互作用,使有機分子被固定在活性炭的孔隙中。
2、化學吸收法
(1)吸收劑選擇:常用的吸收劑有氫氧化鈉溶液、氨水、硫酸溶液等。對於酸性汙染物,如二氧化硫、氯化氫等,通常使用堿性吸收劑進行吸收;對於堿性汙染物,則使用酸性吸收劑。例如,用氫氧化鈉溶液吸收二氧化硫,可生成亞硫酸鈉或亞硫酸氫鈉。
(2)吸收原理:當氣體與吸收劑接觸時,汙染物與吸收劑發生化學反應,生成可溶於吸收劑的物質,從而將汙染物從氣相轉移到液相中。
3、膜分離法
(1)膜材料選擇:根據需要捕集的氣體成分和性質選擇合適的膜材料,如聚酰亞胺、醋酸纖維等。不同的膜材料對不同的氣體具有不同的滲透性和選擇性。
(2)分離原理:在壓力差的推動下,氣體混合物中的不同組分在膜兩側的分壓不同,導致氣體透過膜的速率不同,從而實現分離。例如,對於二氧化碳和氮氣的混合氣體,二氧化碳在某些膜材料中的滲透速率較快,通過膜分離技術可以將二氧化碳從混合氣體中分離出來。