濃酸區(qū)域設(shè)備漏酸處理新技術(shù)

屈 娜，汪 永

(江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，江西貴溪 335424)

1 引言

硫酸生產(chǎn)發(fā)生的異常情況(不正常情況和事故)多種多樣、反反復(fù)復(fù)，濃酸區(qū)域設(shè)備漏酸問題長久以來影響著硫酸廠生產(chǎn)的順行［1］，因此漏酸堵漏技術(shù)是眾多企業(yè)長久以來研究的重要課題之一。隨著我國對安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)的日益重視，廣大企業(yè)(如油氣開采、化工、煉化、油氣儲運(yùn)、冶金等大中型連續(xù)性生產(chǎn)企業(yè))也越來越重視濃硫酸的堵漏技術(shù)。一種新型的濃酸堵漏處理技術(shù)于2010年3月份被江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠成功研發(fā)，在處理硫酸生產(chǎn)過程中的帶壓濃酸管道、泵槽、法蘭面等的泄漏上應(yīng)用，取得了顯著的效果。隨著使用年限的增長，公司一期、二期、三期制酸設(shè)備的不斷老化泄露，該帶壓堵漏技術(shù)實(shí)踐機(jī)會增多，其運(yùn)用效果逐漸顯現(xiàn)出來。特別在硫酸生產(chǎn)過程中濃酸區(qū)域設(shè)備漏酸上的應(yīng)用效果更加明顯，可為同行業(yè)的漏酸處理作為參考。

2 泄漏原因及危害

江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠現(xiàn)有四套制酸裝置，采用接觸法生產(chǎn)工業(yè)硫酸，主要生產(chǎn)流程分高濃度SO2煙氣的凈化、SO2轉(zhuǎn)化、SO3吸收、尾氣脫硫四大工序［2］，受設(shè)備材質(zhì)、使用年限、介質(zhì)性質(zhì)及工藝條件的影響，干吸區(qū)域濃酸設(shè)備、管道等常常泄漏，若在萌芽狀態(tài)不采取積極有效的預(yù)防控制措施，漏出的酸將會使水體和土壤受到污染嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致生產(chǎn)裝置系統(tǒng)緊急停車或事故發(fā)生。同時(shí)，冶煉廠熔煉車間冶煉銅精礦所產(chǎn)生的大量高溫高濃度 (溫度:260～300℃，濃度:15%)的SO2煙氣全部由硫酸車間4套制酸裝置抽出，若制酸系統(tǒng)停車將迫使銅冶煉生產(chǎn)系統(tǒng)減負(fù)荷生產(chǎn)或停車。因此，硫酸裝置的穩(wěn)定、長周期運(yùn)行是生產(chǎn)經(jīng)營計(jì)劃完成的前提，也是企業(yè)降本增效、節(jié)能減排口關(guān)鍵所在。

3 原漏酸處理方法對生產(chǎn)的影響

經(jīng)過總結(jié)，發(fā)現(xiàn)采用原打包箍、灌膠泥的處理方法 (原理:壓縮應(yīng)力作用下發(fā)生局部收縮，逐步收嚴(yán)泄漏的點(diǎn))僅可以在線處理管壁滲酸、塔壁滲酸等易處理的漏酸類型，但是還有一部分漏酸問題采用此方法無法在線檢修，只能停車進(jìn)行處理，2009年，車間因處理此類漏酸，停車11次，影響閃速爐投料時(shí)間長達(dá)49h［3］，嚴(yán)重影響了銅酸系統(tǒng)作業(yè)率和工廠全年生產(chǎn)任務(wù)的順利完成。經(jīng)過調(diào)查與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)在法蘭面漏酸、管道裂縫漏酸、泵槽底部漏酸等情況下，常規(guī)采用的打抱箍、灌膠泥的方法必須在系統(tǒng)停車后才能處理。因?yàn)樵谡Ｉa(chǎn)時(shí)，設(shè)備內(nèi)充滿了循環(huán)酸，如果直接在漏點(diǎn)處打包箍，那么漏出的酸全部富集于包箍內(nèi)，與之后灌入的膠泥直接接觸，使膠泥不能固化［4］。因此，處理效果不明顯，返工率比較高，嚴(yán)重影響了銅酸系統(tǒng)作業(yè)率。詳見表1。

表1 原處理方法對生產(chǎn)的影響

4 工藝改進(jìn)

原處理方法(用小塊膨化四氟片壓緊管道漏點(diǎn)，小管道可以用卡環(huán)直接壓緊，管道用鐵絲扎緊，膨化四氟墊片外面可以加一鐵片，便于壓緊［5］;壓緊后從開口處灌入耐酸膠泥)主要弊端在于無法在生產(chǎn)正常時(shí)無法使膠泥固化(正常生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)帶壓，漏出的酸會與膠泥混合)，從而無法堵漏。因此，針對這一瓶頸，制定詳細(xì)的對策實(shí)施方案，實(shí)現(xiàn)在線堵漏處理。

4.1 主要步驟

(1)確定漏酸部位;(2)將漏酸點(diǎn)隔離，具體視現(xiàn)場情況而定;(3)對隔離處進(jìn)行臨時(shí)配置管道和相應(yīng)閥門，回收污酸;(4)對漏酸點(diǎn)的隔離外層做夾層，焊補(bǔ)，灌膠泥帶措施;(5)外部實(shí)施結(jié)束后將閥門關(guān)閉，拆除臨時(shí)管線，恢復(fù)。

4.2 詳細(xì)過程

首先用鋼板制作一個接酸盒固定在漏酸點(diǎn)上，盒底安裝一帶閥門(排酸閥)管道，將漏酸引出(這一步很關(guān)鍵，因?yàn)樵谡Ｉa(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)帶壓，如果不將酸引出，酸會與之后灌入的膠泥直接接觸，使膠泥無法進(jìn)行固化);接著需量好尺寸，制作一個固定盒(固定盒頂部要預(yù)留開口)，將接酸盒整個包裹在里面;再從固定盒頂部開口處罐入耐酸膠泥，使密閉空間內(nèi)形成一個堅(jiān)硬的、有彈性的新密封結(jié)構(gòu)，達(dá)到重新密封的作用;等膠泥完全固化后，關(guān)閉排酸閥，見圖1。

圖1 新漏酸處理方法示意圖

在實(shí)施過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1)作業(yè)人員必須穿戴安全可靠的防護(hù)服、帶塑膠手套及面罩或空氣呼吸器;要有專門的安全監(jiān)護(hù)人員。 (2)工藝方面盡可能降負(fù)荷生產(chǎn)，為消除漏點(diǎn)創(chuàng)造條件。(3)密封所用的膠泥選擇應(yīng)參照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)才能達(dá)到預(yù)期的效果。(4)膠泥的濃度也要有一定標(biāo)準(zhǔn)。

5 效果檢查

2010年5月、7月、9月、10月份車間利用此創(chuàng)新方法分別對制酸系統(tǒng)三系列干吸5#閥、二系列2AT泵出口管、干吸三系列1AT回酸管、DT回酸管進(jìn)行了在線處理，至今沒有發(fā)現(xiàn)任何泄露，處理效果非常明顯。

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

從表2中對比可以看出，2010年硫酸車間共避免了4次系統(tǒng)停車事件，避免影響閃速爐投料時(shí)間22h，沒有因?yàn)樘幚砺┧釂栴}而影響到銅酸系統(tǒng)作業(yè)率，為企業(yè)創(chuàng)造了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

表2 新舊處理方法用時(shí)對比表

5.2 社會效益

(1)此創(chuàng)新方法能在短時(shí)間內(nèi)高效堵漏，根治了長期以來濃酸區(qū)域設(shè)備頻繁漏酸(H2SO4:濃度為95.3% ～98.5%)對環(huán)境的污染，為廠部強(qiáng)化現(xiàn)場管理做出了貢獻(xiàn)。

(2)避免了濃酸區(qū)域漏酸對職工的人身傷害，及時(shí)處理了安全隱患，將安全事故系數(shù)大大降低。

(3)避免了需較長時(shí)間停車處理干吸設(shè)備漏酸問題，以制酸系統(tǒng)的高作業(yè)率，確保了熔煉車間的高投礦量，為銅冶煉企業(yè)長周期生產(chǎn)的穩(wěn)定順行奠定了基礎(chǔ)。

(4)避免了對高壓(3500～5500kW)SO2風(fēng)機(jī)的頻繁開停，減輕了職工勞動強(qiáng)度，維護(hù)了車間核心設(shè)備青春。

6 結(jié)語

經(jīng)過對濃酸漏酸堵漏技術(shù)的推廣運(yùn)用和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，有如下體會:

(1)硫酸工業(yè)生產(chǎn)中，設(shè)備的易蝕性給正常生產(chǎn)帶來很多不利。一旦設(shè)備發(fā)生泄漏，輕者損耗能源、影響產(chǎn)量、污染環(huán)境，重者會導(dǎo)致停產(chǎn)，損失巨大。因此，此技術(shù)對一些大型設(shè)備的修復(fù)與工藝管網(wǎng)的堵漏顯得尤為重要［6］。

(2)此堵漏技術(shù)具有投資少、收效快、經(jīng)濟(jì)效益明顯的特點(diǎn)，對防止污染、節(jié)能減排、改善工作條件有積極的意義，是制酸裝置消除跑、冒、滴、漏的有效手段。

(3)此堵漏技術(shù)技術(shù)不是萬精油，要從認(rèn)識上消除這個誤區(qū)。它雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但仍然有一定的局限性，如大面積壁厚減薄的場所、人員無法接近的場所、有中毒爆炸的場所等，就不宜采用這種方法。

(4)此堵漏技術(shù)是在動態(tài)條件下實(shí)施的一項(xiàng)特殊應(yīng)急手段，是一種不得已而為之的處理方法，所以在有條件的時(shí)候(停車泄壓后)需拆除應(yīng)急裝置，徹底處理泄漏部位。

(5)此堵漏技術(shù)涉及不同溫度、壓力、物化性能復(fù)雜的各類介質(zhì)，泄漏所發(fā)生的部位千變?nèi)f化，作業(yè)場所處于高溫、噪聲、腐蝕性、毒性等惡劣環(huán)境。因此，在推廣過程中應(yīng)逐步考慮專業(yè)化，才能有效預(yù)防人身傷害事故的發(fā)生［7］。

(6)濃硫酸帶壓堵漏屬于高風(fēng)險(xiǎn)帶壓堵漏作業(yè)，所以在實(shí)施過程中穿戴可靠的防護(hù)用品是實(shí)施成功的關(guān)鍵。

［1］ 劉少武，高慶華，邱紅俠，等.硫酸生產(chǎn)異常情況原因與處理［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008:1－2.

［2］ 劉少武，齊焉，劉東，劉翼鵬.硫酸工作手冊1［K］.南京:東南大學(xué)出版社，2004:223－224.

［3］ 劉亮，胡滔.江銅貴冶硫酸車間技術(shù)月報(bào)［Z］.貴溪:江西銅業(yè)集團(tuán)公司貴溪冶煉廠，2010:2－3.

［4］ 鄧名杰，王天堂，陸士平，楊華.耐酸膠泥在脫硫煙囪防腐中失效原因初探［J］.全面腐蝕控制，2009，(12):23 －26.

［5］ 郭晴.硫酸廠濃酸泄露事故原因分析及應(yīng)急處理方法［J］.有色冶金設(shè)計(jì)與研究，2010，31(4):22 －23.

［6］ 孫治忠.用無機(jī)膠在硫酸生產(chǎn)中堵漏［J］.1999，(2):1－2.

［7］ 宋云彪，張建.帶壓堵漏技術(shù)在硫磺制酸裝置上的應(yīng)用［J］.云南化工，2011，38(4):7 －8.