兖矿鲁南化肥厂中空纤维膜氢回收装置采用大连物化所技术，装置分为预处理部分和膜分离提纯部分，由5个膜分离器串联使用。该装置原设计处理吹除气量为9000 m3/h，氢回收量为5000 m3/h，氢气回收率≥85％，纯度≥90％。装置自2007年11月投入运行以来，运行稳定，增产液氨产量2 t/h以上，增产节能效果和经济效益非常明显。但自2009年6月份以来，装置在生产运行中出现了回收氢气浓度下降的问题。分析原因如下。
1.原始设计上存在一定缺陷，进入洗涤塔的脱盐水温度无调节手段
按照工艺要求，脱盐水在进入洗涤塔前应设置氨冷器，用来调节进入水洗塔的水温。而该套装置原始设计时未设计氨冷器，脱盐水由水箱经柱塞泵直接打入水洗塔，夏季温度高时，进入水洗塔的脱盐水温度远高于设计温度25 ℃，加之进入系统的弛放气温度也偏高，在一定程度上影响了水洗塔的洗涤效果。弛放气进入水洗塔后吸氨放热，出水洗塔的弛放气温度远高于设计温度35 ℃，有可能达到45 ℃，造成蒸汽加入量少或不用加（入膜分离器前要求温度高于露点温度，在45～50 ℃），因水洗塔出口弛放气温度的增高，导致气体中饱和带水量的增加，因此膜分离器入口温度即使达到45～50 ℃，但仍低于该含水量下的露点温度。进入膜分离器后，液体在纤维表面冷凝，造成膜分离器老化，渗透性降低，导致回收的氢气浓度下降。
2.弛放气中有害气体的影响
该氢回收装置接收了部分高压氨合成装置的弛放气（氨含量在7%～9%），氨含量的增加，造成了水洗塔洗氨时放热量的增加，导致蒸汽加入量减少或不加，弛放气中饱和带水量增加，尤其在夏季高温时，还会造成洗氨不彻底，且高压氨合成装置压缩机为往复式压缩机，会有微量的润滑油带入弛放气中。以上两种有害气体均会造成膜分离器的损坏与老化，导致回收氢气的浓度下降。
3.水洗塔出口未设置温度点
操作规程要求操作过程中进膜分离器的温度应高于水洗塔出口温度10 ℃，但水洗塔出口却未设置温度点，给操作带来一定的误区。
4.膜分离器失效
2009年7月，对1＃膜分离器拆开检查，发现其内膜表面、丝表壁封头均有开裂现象。经技术人员与厂家人员现场确认，1＃～3＃膜作报废处理。
5.尾气超压，膜分离器出、入口压差小
因尾气用量受限，造成尾气压力高。为降低尾气压力，相应增加了投用的膜分离器数量，造成H2百分含量低，同时膜分离器入、出口压差小（入口9.0 MPa，出口2.1 MPa），压差的减小，导致气体流速减慢，回收的氢气浓度降低。
6.入口流量表偏差大，系统超负荷运行
该装置原设计处理弛放气量9000 m3/h，因配套的低压氨合成装置于2008年5月原始开车，系统试开车阶段放空量较大。再加上接收部分高压氨合成装置的弛放气，导致系统处于超负荷运行。另外，入口流量表偏差较大，导致操作人员对氢回收装置的处理气量的判断有一定的影响。超负荷运行还导致气速较大，对膜的冲刷力较大，膜分离器老化，回收的氢气浓度下降。
针对以上原因分析，采取了如下解决措施。
1.增强安全监控措施
利用系统停车机会，在水洗塔出口增设测温点，同时增设气液分离器液位监控。在膜分离器入口与尾气出口增设联通阀，当气体含量超标时，直接将弛放气排入尾气管网。
2.将闲置的1套氢回收装置并入运行
将厂内闲置的1套氢回收装置移至现有氢回收装置南侧，与在用膜分离器并联使用。装置投入运行后，增加处理气量约2000 m3/h。计划购置新的膜分离器，以更换报废的3个膜分离器。
3.增加尾气用户，降低尾气压力
对我厂75 t/h流化床锅炉实施掺烧弛放气，实现掺烧弛放气1600 m3/h，增加了尾气的用量，降低了尾气的压力，优化了氢回收装置的运行，同时节能降耗效果明显。
4.增设氨冷器或降低弛放气温度
在脱盐水进入水洗塔前增设氨冷器，保证进入脱盐水泵的水温在25 ℃以下。优化弛放气流程，使弛放气与冷交前气体（-15 ℃）间接换热，降低弛放气进入氢回收装置的温度，确保进膜分离器的温度高于水洗塔出口温度10 ℃，使进入膜分离器的温度真正高于其露点温度，延长膜分离器的使用寿命，保证回收氢气的浓度要求。
通过以上措施的实施，不仅可以保证氢回收装置的各项生产工艺指标达到原设计要求，而且可以延长膜分离器的使用寿命，提高装置氢回收能力，并为进一步综合利用和开发弛放气，生产氨、甲醇等后加工产品，提供稳定、优质的氢源，以获得更大的经济效益。