碳化塔水箱的化學(xué)清洗

單德山，李全文

（山東海化股份有限公司純堿廠，山東濰坊 262737）

經(jīng)驗(yàn)交流

碳化塔水箱的化學(xué)清洗

單德山，李全文

（山東?；煞萦邢薰炯儔A廠，山東濰坊 262737）

我公司采用一次海水作為冷卻介質(zhì)，碳化塔冷卻水箱內(nèi)部易形成水垢。介紹水箱化學(xué)清洗方案的確定，清洗劑的緩蝕效率，具體清洗方法，及清洗后的換熱效果。

碳化塔；化學(xué)清洗；冷卻水箱；緩蝕率；效果

我公司采用一次海水作為冷卻介質(zhì)，將碳化反應(yīng)所放出的熱量移出，達(dá)到降低出堿液溫度而提高轉(zhuǎn)化率的目的。一次海水盡管經(jīng)過(guò)澄清處理，但是海水的水生物及鈣、鎂離子含量較高，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，鈦管壁上形成結(jié)疤影響換熱效率；而且當(dāng)?shù)睾Ｋ疁囟认奶煲话阍?5～30℃，而出堿溫度要求控制在28～32℃左右，換熱的溫差很小。為了達(dá)到提高換熱效率，降低出堿溫度，結(jié)合生產(chǎn)的實(shí)際，我們對(duì)碳化水箱進(jìn)行化學(xué)清洗。

1 化學(xué)清洗方案的確定

1.1 化學(xué)清洗配方的確定

?；儔A碳化塔塔體及水箱為鑄鐵材質(zhì)，換熱管為鈦合金，水箱花板與換熱管用丁基橡膠連接，兩端水箱與塔體連接用螺絲緊固，所加密封墊為氯丁橡膠。

在化學(xué)清洗之前，從水箱中采集水垢樣進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表1。

根據(jù)碳化塔的材質(zhì)和HG／2387－2007《工業(yè)設(shè)備化學(xué)清洗質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》及DL／T794－2001《火力鍋爐化學(xué)清洗導(dǎo)則》，根據(jù)水垢的成分分析，采用鹽酸、氫氟酸和雙氧水為主要清洗介質(zhì)進(jìn)行清洗，在清洗的過(guò)程中加入強(qiáng)還原劑，以抑制Fe3＋對(duì)塔體材質(zhì)的電位差腐蝕。

表1 水垢成分表

1.2 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定緩蝕效率

為掌控清洗液對(duì)碳化塔腐蝕程度，根據(jù)碳化塔的材質(zhì)按照標(biāo)準(zhǔn)制作了試片，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的緩蝕率測(cè)定。

1.2.1 測(cè)定步驟

將試片用320＃水砂紙?jiān)谒讲Ａ锨昂蠓较蜓心?，用丙酮浸泡去油后，用紗布擦干，放入無(wú)水乙醇中浸泡2h后擦干，放入干燥器中1h，將試片稱重備用。

取鹽酸（分析純）用蒸餾水配成7%（用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)液滴定，濃度差不應(yīng)超過(guò)±0.1%），取其400 ml，注入500ml的燒杯中，加入一定量的緩蝕劑攪勻，在恒溫水浴上恒溫至55±2℃時(shí)，將3個(gè)已知重量的試片用塑料線穿過(guò)中間的小孔，懸掛于燒杯中，試片全部被鹽酸浸泡，并在恒溫下保持2h，取出立即用清水沖洗擦干，放入無(wú)水乙醇中，浸泡3min，取出用紗布擦干，放入干燥器中1h后稱重。

于同樣濃度的鹽酸中，在不加緩蝕劑的相同條件下，以另一組同樣的試片作同樣的處理，進(jìn)行空白試驗(yàn)。

1.2.2 試驗(yàn)公式

腐蝕速度V＝（W－W1）／2×S

緩蝕率（%）＝（V0－V1）／V0×100%

式中：W——鹽酸浸泡前試片重量，g；

W1——鹽酸浸泡后試片重量，g；

S——試片與鹽酸接觸的總面，m2；

V0——未加緩蝕劑的腐蝕速度，g／m2·h；

V1——加緩蝕劑的腐蝕速度，g／m2·h；

2——試片在鹽酸中侵泡的時(shí)間，h。

注：分別計(jì)算出3片的腐蝕速度，取其中的兩片數(shù)據(jù)相近的平均值，計(jì)算出腐蝕速率。

1.2.3 測(cè)量結(jié)果

表3 試片稱重結(jié)果

1.2.4 試驗(yàn)結(jié)果

由以上數(shù)據(jù)可計(jì)算出：

V鈦0＝（8.5327－8.53067）／2×0.0013＝0.7808g／m2·h（未加緩蝕劑）

V鈦1＝（8.7051－8.7048）／2×0.0013＝0.1154g／m2·h（加緩蝕劑）

緩蝕率（鈦）＝（0.7808－0.1154）／0.7808×100%＝85.22%

V鋼0＝（32.9392－32.7158）／2×0.0017＝65.7059g／m2·h（未加緩蝕劑）

V鋼1＝（32.2132－32.1836）／2×0.0017＝8.7059g／m2·h（加緩蝕劑）

緩蝕率（鋼）＝（65.7059－8.7059）／65.7059×100%＝86.75%

由試驗(yàn)結(jié)果看，緩蝕率鈦管為85.22%，碳鋼為86.75%，緩蝕效果良好。

2 清洗方案實(shí)施

2.1 清洗工藝流程

由碳化水箱海水進(jìn)水口安裝進(jìn)液閥門，出口安裝回液閥，并將清洗液槽、循環(huán)泵連接起來(lái)，組成清洗回路。清洗流程即：加清水循環(huán)→人工預(yù)熱→加緩蝕劑→加清洗劑→及時(shí)化驗(yàn)→鈍化預(yù)膜。

2.2 清洗操作

向碳化塔水箱加入清水進(jìn)行沖洗，沖洗設(shè)備內(nèi)的淤泥雜物，確認(rèn)設(shè)備及管線無(wú)漏點(diǎn)后，即開(kāi)泵循環(huán)1h，檢查水箱無(wú)異常情況發(fā)生。向酸洗槽內(nèi)加入蒸汽加熱，加熱水溫至40～50℃，把緩蝕劑從配酸槽中加入，循環(huán)2h。把各種清洗劑加入配酸槽。清洗時(shí)，每隔30min化驗(yàn)一次清洗液中H＋的濃度，每隔60min化驗(yàn)一次Fe2＋、Fe3＋的濃度，當(dāng)Fe2＋、Fe3＋和Cr2＋掩蔽劑的濃度超過(guò)或達(dá)到0.1mol／L，要補(bǔ)充0.1%的還原劑和0.1%掩蔽劑；當(dāng)H＋濃度低于0.5mol／L時(shí)，要補(bǔ)充清洗劑，使得H＋濃度維持在0.5～1.0mol／L之間，清洗至終點(diǎn)時(shí)，H＋濃度維持在0.2～0.4mol／L之間，并以連續(xù)兩次以上H＋濃度變化不超過(guò)0.2%為清洗終點(diǎn)。清洗時(shí)，每隔90min檢查一次實(shí)驗(yàn)試片，以確保緩蝕率。

酸洗結(jié)束以后，必須中和，以防止在酸洗后裸露的金屬產(chǎn)生二次腐蝕，這就要在設(shè)備內(nèi)部表面形成一層致密的保護(hù)膜，具體方法是將配制好的鈍化中和劑加入配酸槽，并向配酸槽內(nèi)加熱80℃的溫度，維持這個(gè)溫度，開(kāi)泵循環(huán)8h后排放。排放后用清水沖洗。

2.3 化學(xué)清洗數(shù)據(jù)

表3 化學(xué)清洗數(shù)據(jù)

3 化學(xué)清洗效果

從表4中的數(shù)據(jù)可以看出，化學(xué)清洗以后，海水的出水溫度平均提高3～4℃，說(shuō)明鈦管的換熱效率比化學(xué)清洗前已提高；從化學(xué)清洗后出堿液溫度來(lái)看，比清洗以前降低3～5℃，基本達(dá)到生產(chǎn)的要求，清洗效果良好。實(shí)施化學(xué)清洗，降低了出堿液的溫度，提高了碳化轉(zhuǎn)化率，降低了鹽的消耗，降低了系統(tǒng)的循環(huán)量，達(dá)到了化學(xué)清洗的目的。

表4 清洗前后比較

TQ 114.15

B

1005－8370（2011）06－27－03

2011－08－05

單德山（1969—），工程師，1990年畢業(yè)于山東工業(yè)大學(xué)機(jī)械系?，F(xiàn)從事車間生產(chǎn)和設(shè)備管理。