碳化塔冷卻水箱的清洗方法

呂 靜，李興生，劉志軍

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

碳化塔冷卻水箱的清洗方法

呂 靜，李興生，劉志軍

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

通過對碳化塔冷卻水箱的清洗方法進行不斷探索，并結(jié)合零污染、零排放、清潔生產(chǎn)等工作方針，提出了用物理方法清洗碳化塔冷卻水箱，實現(xiàn)了快速、高效、環(huán)保、低成本的目的。

酸洗；堿洗；反吹洗；碳化塔；冷卻水箱

在氨堿法純堿生產(chǎn)過程中，碳化塔素有“制堿心臟”之稱。碳化塔選型后，制約其生產(chǎn)能力的關(guān)鍵因素之一，就是冷卻水箱換熱效果的好壞。影響換熱效果的主要因素有：冷卻水量的大小、冷卻水溫度的高低、冷卻面積（即冷卻水層）的調(diào)整以及冷卻水管的換熱效率等。當水量、水溫、水層、水走向都已經(jīng)固定而無法改變時，我們只能及時輪換制堿塔，清洗冷卻水管外側(cè)結(jié)疤，恢復(fù)其冷卻能力，但對于水側(cè)結(jié)疤仍無能為力。因此我們曾經(jīng)采取過酸洗、堿洗、反沖、反吹洗碳化塔冷卻水箱等手段，來提高冷卻水管的冷卻效率。下面對幾種方法加以介紹和比較。

清洗碳化塔冷卻水箱，必須選在碳化塔中和作業(yè)期間進行。清洗前須將碳化塔冷卻水箱內(nèi)的水放掉并與水系統(tǒng)隔斷，同時減少清洗氣進量，控制中和水溫度在50℃以下，然后交付清洗。

1 酸洗碳化塔冷卻水箱

酸洗碳化塔冷卻水箱，須由具有專業(yè)資質(zhì)的酸洗人員進行清洗。該法是在鹽酸中按一定比例加入緩蝕劑，在酸洗槽內(nèi)配好酸洗液，緩蝕劑的濃度控制在3‰。連接好酸洗管線，打通流程。然后開酸洗泵，將酸洗液打入碳化塔冷卻水箱內(nèi)，出液再回到酸洗槽，這樣用泵不斷地將酸洗液在碳化塔冷卻水箱內(nèi)循環(huán)，通過鹽酸與冷卻水管內(nèi)的生物粘泥及鈣質(zhì)結(jié)疤進行反應(yīng)、剝離，由酸洗液不斷帶出。在酸洗過程中，根據(jù)酸洗液濃度的變化，要適當?shù)难a加鹽酸和緩蝕劑，當酸洗液濃度變化很小時，酸洗完畢，將酸洗液放掉，碳化塔冷卻水箱沖凈，最終達到碳化塔水箱結(jié)疤清除的目的，交付生產(chǎn)投用。

正常酸洗每塔約需4～5h，加上放水、沖洗等約需6h左右，影響純堿產(chǎn)量約20t。酸洗每塔需鹽酸5～6t，緩蝕劑100kg左右，酸洗泵電機22 kW，酸洗人員2～3人，酸洗總成本每塔約8 000元。此外，酸洗碳化塔冷卻水箱，對設(shè)備壽命影響較大，當鹽酸與緩蝕劑配比不當或過洗時，會造成鹽酸與碳化塔冷卻水箱內(nèi)“花板”等進行反應(yīng)，將“花板”洗薄甚至洗漏，給生產(chǎn)造成很大影響。此外酸洗過程中排掉的酸洗液也對環(huán)境造成了污染。

2 堿洗碳化塔冷卻水箱

由于酸洗碳化塔冷卻水箱對設(shè)備壽命影響較大，2008年嘗試堿洗。用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的落地堿加入硫化鈉桶內(nèi)，用熱廢淡液溶解，堿液濃度控制在50tt，配成堿洗液，用泵沿上面所說的酸洗流程打入碳化塔冷卻水箱，回液再返回到硫化鈉桶內(nèi)。通過不斷的循環(huán)，利用一定濃度的熱堿液對碳化塔冷卻水箱內(nèi)的生物粘泥等進行“軟化松弛”后，利用液體的沖擊力，不斷將泥帶出。在堿洗過程中，也需要根據(jù)堿液濃度的變化適當補加落地堿，以保證堿洗液的濃度。

堿洗碳化塔冷卻水箱，每塔堿洗4h，耗用落地堿7.5t左右。因硫化鈉桶較小，堿洗完畢后的堿洗液無法回收，只能外排，總計耗時也在6h左右。因此法是人工化堿，勞動強度較大。此法為試驗性質(zhì)，流程是臨時的，因此所接膠管較多，經(jīng)常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，造成堿液、膠管損失較多，每次堿洗需人員3人。

在此基礎(chǔ)上，從其它工序引來高鹽堿液作為堿洗液，利用以前棄之不用的貯桶作為堿洗桶，專門配制環(huán)型堿洗管和回收管線，在堿洗桶上裝設(shè)壓力表，能夠控制堿液的補加量和堿洗完畢對堿液進行回收。這樣第一次堿洗碳化塔冷卻水箱時，準備約40 m3的高鹽堿液，在堿洗過程中，根據(jù)堿液濃度的變化適當補加高鹽堿液即可。每次堿洗時，損失高鹽堿液約5m3。

在堿洗過程中，堿洗液濃度需控制在50tt以上，溫度控制在40℃左右，而且多次堿洗碳化塔冷卻水箱后，堿洗液濃度較低時需外排一部分，以保證堿液濃度。為了保證堿洗液溫度，每次堿洗前需要用1.5MPa蒸汽對堿洗液進行加熱。

這種堿洗方法，較前面所述的用落地堿為原料的堿洗方法降低了成本，減少了人工和環(huán)境污染。

3 用清洗氣反吹碳化塔冷卻水箱

投產(chǎn)初期，曾借鑒其它兄弟企業(yè)用清洗氣反吹的方法來清洗碳化塔冷卻水箱，即從清洗氣導(dǎo)淋處接清洗氣至碳化塔冷卻水箱底部進水管上的外排閥，吹洗時四樓水箱放氣閥全開，冷卻水閥開少許，通過對清洗氣和冷卻水量的控制，讓清洗氣間歇式的帶著冷卻水通過碳化冷卻水箱中的冷卻水管，就像“浪淘砂”一樣，將碳化塔冷卻水箱內(nèi)的生物粘泥清除，并由水氣帶出，直到出水清澈為止。

由于此法是從四樓出水、出氣、出泥，且此法是間歇式的，因此吹洗時間較長，每塔約吹洗5～8h，對現(xiàn)場環(huán)境和生產(chǎn)的影響都較大。

圖1 碳化塔清洗示意圖

在此基礎(chǔ)上，我們對此法進行了改進，從四樓放氣閥處進氣，開少許回水，從一樓外排處出水、出氣、出泥。這樣就可以用較多的清洗氣帶著適量的回水，猛烈沖刷冷卻水管內(nèi)壁幾次，直至水清澈為止。

改進后的清洗氣反吹法，每塔用時基本控制在1h左右，對生產(chǎn)造成的影響也較小，能夠適應(yīng)高負荷情況下的生產(chǎn)，而且此法外排的是水，排放的水進入氧化塘后回收利用，因此實現(xiàn)了零污染、零排放；而清洗過程中因采用的是清洗氣，無需外加動力裝置，因此動力消耗為零。因降低了勞動強度，人工也只需1～2人。

4 幾種方法的效果比較

酸洗碳化塔冷卻水箱，屬化學清洗，專業(yè)性強，成本高，污染較為嚴重，對設(shè)備壽命影響較大；堿洗碳化塔冷卻水箱，也屬于化學清洗范疇，但經(jīng)過改進后，成本、污染等較酸洗法有很大進步，但因清洗時間較長，造成中和水溫度高、濃度低，對生產(chǎn)影響較大，不適應(yīng)高負荷生產(chǎn)；原始的清洗氣反吹法，因清洗周期最長，對生產(chǎn)影響也較大，且每班只能清洗1座塔；改進后的清洗氣反吹法，清洗周期短，每班可吹洗3～4座塔，能夠及時提高碳化塔冷卻水箱的換熱效率。

目前我公司有碳化塔26座，如果每年對碳化塔冷卻水箱清洗2～3次，酸洗費用在50萬元以上，堿洗費用在30萬元以上，而清洗氣反吹法，物料成本可以忽略不計，由此可以看出清洗氣反吹法的優(yōu)勢。

氨堿法純堿生產(chǎn)面臨著環(huán)保、節(jié)能等方面的巨大壓力，碳化塔冷卻水箱的清洗只是其中的一個環(huán)節(jié)，我們還要進一步下大力氣進行研究，為純堿行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排等方面做出努力。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）02－34－02

2011－12－27

呂靜（1983—），畢業(yè)于遼寧石油化工大學化學工程與工藝專業(yè)，助理工程師。