硫磺制酸煙氣換熱系統(tǒng)的清洗實(shí)踐

侯希濤，劉勤學(xué)

(淄博建龍化工有限公司，山東淄博 256414)

硫磺制酸煙氣換熱系統(tǒng)的清洗實(shí)踐

侯希濤，劉勤學(xué)

(淄博建龍化工有限公司，山東淄博 256414)

介紹了清洗硫磺制酸裝置煙氣換熱系統(tǒng)換熱設(shè)備中粉塵及酸泥的方法、堿水沖洗費(fèi)用及注意事項(xiàng)。詳述其中一套換熱設(shè)備經(jīng)清洗后，一吸塔進(jìn)口煙氣溫度由207 ℃下降到175 ℃，風(fēng)機(jī)出口壓力由25 kPa降至22 kPa，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或接近新設(shè)備要求。重新投運(yùn)后的設(shè)備運(yùn)行正常，且各換熱設(shè)備阻力降減小，換熱能力明顯增強(qiáng)，大大提高了系統(tǒng)的熱能利用效率。

硫磺制酸 煙氣 換熱系統(tǒng) 清理 堿水

淄博建龍化工有限公司(以下簡(jiǎn)稱建龍化工)先后建設(shè)3套硫磺制酸系統(tǒng)，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，在省煤器、高溫及低溫蒸汽過熱器及煙氣換熱器與煙氣接觸的一側(cè)附著大量粉塵、鐵銹和酸泥，導(dǎo)致各換熱設(shè)備換熱效率降低，進(jìn)吸收塔煙氣溫度升高、鍋爐產(chǎn)汽率下降和冷卻循環(huán)水負(fù)荷的升高。設(shè)備換熱效率的降低還造成設(shè)備阻力升高，從而影響風(fēng)機(jī)出口壓頭并最終導(dǎo)致電耗升高。解決這些問題的通常辦法是在系統(tǒng)停工期間采用木棒、鐵棒、壓縮空氣進(jìn)行清理，這些機(jī)械清理方式對(duì)暴露在外側(cè)的換熱管束有效，但對(duì)隱藏在里面的換熱管束而言效果較差;為此，建龍化工研究切實(shí)有效的措施，來清理各換熱設(shè)備，以解決上述問題。

1 粉塵及酸泥的成因及清理方法

1.1 粉塵及酸泥產(chǎn)生的原因

1)干燥塔出口空氣因干燥、除沫效果達(dá)不到要求，焚硫爐內(nèi)隨空氣進(jìn)入的水分和酸霧導(dǎo)致煙氣露點(diǎn)上升，開停工過程或系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，在符合冷凝條件的部位也會(huì)產(chǎn)生冷凝酸腐蝕，其腐蝕物與煙氣系統(tǒng)內(nèi)的灰塵形成酸泥[1]，系統(tǒng)開車初期及熱力系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏時(shí)更易形成大量冷凝酸，加劇酸泥的生成。

2)因硅藻土質(zhì)量問題使釩催化劑部分粉化，附著在煙氣系統(tǒng)的管道和換熱管管壁上。

3)硫磺生產(chǎn)或運(yùn)輸過程中帶入的灰分及裝卸時(shí)帶入的雜質(zhì)，經(jīng)焚硫爐燃燒后進(jìn)入后續(xù)煙氣系統(tǒng)。

4)焚硫爐烘爐及長(zhǎng)期停工再升溫時(shí)產(chǎn)生的灰塵、油煙等雜質(zhì)進(jìn)入，焚硫爐襯磚、耐高溫膠泥及膨脹縫填充物等產(chǎn)生的微量粉塵。

1.2 清理方法

換熱設(shè)備的換熱面積普遍較大，換熱管束數(shù)量多且密集，若僅用木棒、鐵棒或壓縮空氣無法徹底清理所有換熱管束，尤其是一旦吸潮，形成的黏稠狀酸泥更難清理。而且換熱器管束多為碳鋼材質(zhì)，若用清水沖洗，形成的稀酸會(huì)造成換熱器腐蝕。為找到解決問題的方法，建龍化工決定對(duì)硫磺制酸系統(tǒng)的煙氣換熱系統(tǒng)換熱設(shè)備采用堿水集中統(tǒng)一清洗，其關(guān)鍵是低溫、沖洗液呈堿性。一般煙氣換熱設(shè)備直接采用堿水沖洗，對(duì)省煤器、高溫及低溫蒸汽過熱器的換熱管束，則采用強(qiáng)堿水沖洗、弱堿水浸泡和自來水沖洗3個(gè)步驟，從而避免因帶換熱翅片難以一次性沖洗干凈而造成的稀酸腐蝕。

2 堿水沖洗及浸泡的實(shí)施方案

1)待換熱設(shè)備停止運(yùn)行降至常溫后，清理換熱器內(nèi)部，尤其是徹底清理鐵銹、酸泥和焊渣等能夠清理的部位，這一步驟較為關(guān)鍵，因?yàn)檫@樣可減少酸堿中和產(chǎn)生的熱量、減少機(jī)械雜質(zhì)的產(chǎn)生，降低沖洗溫度減輕設(shè)備腐蝕的同時(shí)，還減輕堿水循環(huán)泵葉輪、泵殼的機(jī)械損傷和堵塞。

2)換熱設(shè)備煙氣側(cè)的進(jìn)出氣口與干吸系統(tǒng)及轉(zhuǎn)化系統(tǒng)完全隔斷，防止?jié)駳膺M(jìn)入干吸塔或轉(zhuǎn)化器，設(shè)備煙氣側(cè)下部則直接用鋼板隔斷并焊死，并在最底部加裝放酸閥門。

3)各換熱器煙氣側(cè)放酸閥下部設(shè)置1臺(tái)堿水循環(huán)槽，其大小可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況而定，儲(chǔ)槽內(nèi)安裝1臺(tái)潛污泵，泵出口用軟管接至各換熱器頂部，將配好的堿水用泵打至各煙氣換熱器上部，堿液自上流下，對(duì)于管程部分則沖洗每根管束，堿液與管束表面的酸性粉塵反應(yīng)會(huì)逐漸變成酸性，這時(shí)需及時(shí)補(bǔ)充片堿，保證循環(huán)液pH值呈堿性。管束外壁與煙氣接觸的部分，按多個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行沖洗，盡量將每根管子外壁沖洗到位。

4)采用強(qiáng)堿液時(shí)一般沖洗2～3遍，沖洗末期保證循環(huán)液pH值在7～9，以免浪費(fèi)片堿，強(qiáng)堿液沖洗完畢后，需處理廢液。

5)換熱器管程用強(qiáng)堿液沖洗后，需再用自來水直接沖洗干凈。沖洗省煤器、高溫及低溫蒸汽過熱器管壁后，還需將殼體內(nèi)灌滿弱堿水加以浸泡并循環(huán)，確保殼體內(nèi)部pH值控制在8～11，將夾雜在翅片管內(nèi)的酸泥浸泡出來，但同時(shí)也要防止出現(xiàn)局部腐蝕。根據(jù)pH值的變化，弱堿水浸泡一般維持在1～2 d，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)的設(shè)備其酸泥量可能較大，需更換一次堿水才能達(dá)到效果。

6)當(dāng)弱堿水pH值逐漸穩(wěn)定不再變化，說明設(shè)備內(nèi)部酸泥已清理干凈，這時(shí)可將堿水放掉，用自來水沖洗3～5遍可達(dá)到要求，也可用自來水灌滿浸泡，測(cè)定pH值有無變化。

7)通常沖洗過后的設(shè)備在12 h后表面水分會(huì)自然蒸干，難以蒸發(fā)的局部位置也會(huì)在24 h后自然蒸干。呈弱酸性的地方則需要2～3 d甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

3 堿水沖洗費(fèi)用及效果

2015年9月，建龍化工對(duì)其中1套硫磺制酸系統(tǒng)的煙氣換熱設(shè)備進(jìn)行堿水清理，使用3臺(tái)潛污泵，20 m DN50鋼絲塑料軟管， 40袋片堿，材料費(fèi)用約為5 000元。對(duì)清理前后的管壁、螺旋翅片測(cè)厚比較發(fā)現(xiàn)堿水清理基本未對(duì)設(shè)備造成腐蝕。鍋爐給水經(jīng)省煤器換熱后進(jìn)入汽包的水溫由沖洗前的215 ℃升至220 ℃，冷熱交換器管程出口煙氣溫度比清理前降低20 ℃，一吸塔進(jìn)口煙氣溫度由207 ℃下降到175 ℃?？諝怙L(fēng)機(jī)出口壓力由25 kPa下降到22 kPa。低溫蒸汽過熱器出口蒸汽溫度略微提高，在高溫過熱器中部噴水后溫度比清理前降低10 ℃的情況下，高溫蒸汽過熱器出口蒸汽溫度比清理前仍提高了10 ℃。

4 沖洗注意事項(xiàng)

1)清洗過程最關(guān)鍵的是控制堿水pH值，特別是強(qiáng)堿水沖洗階段，因酸泥量大、清洗液濁度大且pH值變化快，剛沖洗時(shí)從換熱器管束上流下來的水基本呈酸性，因此如何以最快速度完成第一遍沖洗、減少設(shè)備腐蝕最為關(guān)鍵。

2)其次是控制溫度。堿水和酸泥的反應(yīng)、片堿溶化會(huì)提高循環(huán)液溫度，溫度升高會(huì)造成管束、泵腐蝕。因此，潛污泵的運(yùn)行正常將直接影響沖洗時(shí)間和沖洗效果。

3)各煙氣換熱設(shè)備的酸泥均含有少量氮氧化物，沖洗時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)黃煙現(xiàn)象，對(duì)操作人員身體造成傷害，因此在沖洗時(shí)要注意防護(hù)措施，避免人員中毒和發(fā)生污染事故。沖洗后的污水需要根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況，采取適當(dāng)措施達(dá)標(biāo)后排放。

5 結(jié)語

建龍化工對(duì)煙氣換熱系統(tǒng)的換熱設(shè)備沖洗實(shí)踐證明：沖洗對(duì)設(shè)備造成的傷害較小，重新投運(yùn)后的設(shè)備運(yùn)行正常，且各換熱設(shè)備阻力降減小，換熱能力明顯增強(qiáng)，大大提高了系統(tǒng)的熱能利用效率，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，對(duì)已運(yùn)行多年的硫酸煙氣換熱設(shè)備的清理工作具有積極的借鑒意義。

[1] 王超，孫克艷.氯氣干燥中濃硫酸酸泥的成因及防治措施[J].中國(guó)氯堿，1999(6)：31-32.

Cleaning practice of flue gas heat exchange system in sulphur-burning sulphuric acid plant

HOUXitao，LIUQinxue

(Zibo Jianlong Chemical Co.,Ltd.,Zibo,Shandong,256414,China)

Ways of cleaning dust and acid mud in heat exchange system of sulphur-burning sulphuric acid plant, alkaline water washing cost and notes are introduced. It is described that after cleaning, temperature of inlet flue gas of intermediate absorber dropped from 207 ℃ to 175 ℃, and outlet pressure of blower decreased from 25 kPa to 22 kPa, with all index meeting and approaching new equipment requirements. Equipment put into operation ran normally and resistance drop in every exchange plant decreased, exchange ability increased greatly, improving heat utilization efficiency of system significantly.

sulphur-burning sulphuric acid；flue gas；exchange system；clean；alkaline water

2016-12-19。

侯希濤，男，淄博建龍化工有限公司工藝工程師，從事硫酸生產(chǎn)管理工作。電話：13953363716；E-mail：13011630046@163.com。

TQ111.16

B

1002-1507(2017)04-0030-02