化學(xué)清洗技術(shù)在焦化廠螺旋板換熱器上的應(yīng)用

1、概述

螺旋板換熱器因具有體積小,安裝和操作方便,換熱效果好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于焦化廠生產(chǎn)的換熱系統(tǒng)。濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司焦化廠(簡(jiǎn)稱濟(jì)鋼焦化廠)現(xiàn)有各種規(guī)格的螺旋板換熱器25臺(tái),在焦化的生產(chǎn)換熱中發(fā)揮了重要作用。但螺旋板換熱器也存在一定的缺點(diǎn),即結(jié)垢、腐蝕、穿孔內(nèi)漏時(shí),無(wú)法處理,大多是一次性使用。一臺(tái)160m 2的螺旋板換熱器重9.7t,價(jià)值為8～9萬(wàn)元,所以換熱器因結(jié)垢堵塞而更換造成的浪費(fèi)十分巨大。1995年7月,濟(jì)鋼焦化廠回收車(chē)間洗滌系統(tǒng)2臺(tái)SS- 16型螺旋板換熱器發(fā)生嚴(yán)重堵塞,換熱效果明顯下降,對(duì)生產(chǎn)造成很大威脅。因這兩臺(tái)換熱器擔(dān)負(fù)著從蒸氨系統(tǒng)送來(lái)的溫度35～40℃的蒸氨廢水,在此與18℃的低溫水進(jìn)行熱交換,使蒸氨廢水的溫度必須降到25℃左右才能保持洗氨塔內(nèi)正常的噴淋洗氨。如果蒸氨廢水的溫度高于28℃的煤氣溫度,洗滌效果差,煤氣中的NH3、HCN、H2S、CO 2等雜質(zhì)就清洗不下來(lái),那么煤氣凈化效果就不好,而市民使用不合格的煤氣易發(fā)生安全問(wèn)題,甚至造成供煤氣管道、設(shè)備的腐蝕,發(fā)生煤氣泄漏,危及市民的生命安全。另外,從生產(chǎn)角度來(lái)講,這道工序不合格,將對(duì)下道洗滌煤氣中的苯生產(chǎn)帶來(lái)麻煩,整個(gè)洗滌生產(chǎn)流程將發(fā)生嚴(yán)重的不穩(wěn)定。由于2臺(tái)換熱器的嚴(yán)重堵塞,循環(huán)水量由65m 3/h降為36m 3/h;阻力由0.05～0.1M Pa增加到0.5～0.6M Pa,蒸氨廢水出口溫度由原來(lái)的25℃升至32℃以上,造成洗氨生產(chǎn)的紊亂。為了確保生產(chǎn),決定更換2臺(tái)新螺旋板換熱器。原2臺(tái)螺旋板換熱器安裝設(shè)置在洗滌泵房屋頂上,堵塞的換熱器內(nèi)有大量垢物雜質(zhì),重量比新?lián)Q熱器重量增加很多,且泵房前有許多管道支架等障礙物,吊車(chē)無(wú)法靠近,因而吊裝十分困難。后將靠邊的一臺(tái)換下,但由于2臺(tái)換熱器是串聯(lián)使用,堵塞問(wèn)題仍沒(méi)得到根本解決。對(duì)報(bào)廢的換熱器進(jìn)行觀察分析,發(fā)現(xiàn)出入口處有厚5～10mm的黑色焦油物掛結(jié)在通道壁上,使寬20mm的通道空間余量很小了,為了盡快穩(wěn)定生產(chǎn),經(jīng)過(guò)充分的論證,濟(jì)鋼焦化廠決定采用化學(xué)清洗新技術(shù)。主要清洗螺旋板換熱器通道內(nèi)的水垢及煤焦油、軟瀝青等積物。

2清洗程序

(1)根據(jù)堵塞情況及垢物性質(zhì),按比例配制一定濃度的化學(xué)清洗溶液,并不斷調(diào)整各組份的添加量。

(2)配制清洗劑。選定由碳酸鈉、苛性鈉、滲透劑、表面活性劑、乳化劑等十幾種化學(xué)品組成并配制成濃度為10%的清洗液。

(3)清洗液入口溫度為55℃,出口溫度為30℃,可根據(jù)垢物介質(zhì)的構(gòu)成情況調(diào)整入口清洗液的溫度。

(4)采用浸泡與循環(huán)相結(jié)合的清洗方法。一般情況需浸泡15～20h,然后進(jìn)行強(qiáng)制性循環(huán)6h。

(5)清洗的排除物為粘稠的黑色液體并伴有絮狀焦油物,流到地面上則結(jié)為膏狀,重量約為50～80kg。

(6)清洗到一定程度后,打開(kāi)螺旋板換熱器的出、入口觀察焦油物清洗程度,然后加入“洗油王”并適當(dāng)調(diào)節(jié)配方,用泵打入換熱器廢氨水通道內(nèi),同時(shí)在循環(huán)水通道入口處通入蒸氣進(jìn)行加熱,促使焦油物最大限度的溶于“洗油王”溶液內(nèi)而排出,依次循環(huán)多遍。

(7)清洗完畢后,進(jìn)行酸洗以清除水垢。酸洗液入口溫度為50℃,由6%的鹽酸溶液加入適量的緩蝕劑等,酸洗過(guò)程中有氣體排出及泡沫產(chǎn)生,酸洗終止時(shí)酸溶液濃度為3.5% ,并排出黑色液體。

(8)酸洗后進(jìn)行堿洗中和,加入苛性鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉組成的混合液體浸泡及循環(huán)6h,直至黑色液體排盡終止。

(9)最后用清水沖洗,直到pH值為7,沖洗結(jié)束。

3清洗效果

(1)清洗后的螺旋板換熱器投入使用后,蒸氨廢水出口溫度由32℃降至28℃以下,滿足了洗氨塔工藝生產(chǎn)的要求。

(2)循環(huán)水量由清洗前的36m 3/h增加到46m 3/h以上,提高了28%。

(3)設(shè)備阻力由清洗前的0.50～0.60M Pa降至0.25～0.30M Pa,降低了50%。

(4)洗后的循環(huán)水量與設(shè)計(jì)指標(biāo)相比,清洗率達(dá)70.8%以上,基本上保證了正常生產(chǎn)。由于清洗效果比較明顯,我們又在濟(jì)鋼焦化廠蒸氨廢水余熱采暖站使用的SS100- 16型螺旋板換熱器上應(yīng)用,使采暖循環(huán)水溫度達(dá)72℃。應(yīng)用化學(xué)清洗技術(shù)進(jìn)行富氨水管道的除垢,效果更好。該管道直徑為Φ133mm ,后變徑為Φ159mm的管道,管道全長(zhǎng)400m ,結(jié)垢平均厚度為15～20mm ,清洗液采用鹽酸溶液中添加1%左右的硝酸溶液,同時(shí)加入緩蝕劑、滲透劑、乳化劑等溶液進(jìn)行清洗,管道壁上清洗率為100%。表中列出SS100- 16型螺旋板換熱器清洗前后的情況對(duì)比。從表內(nèi)對(duì)比數(shù)字可以看出,經(jīng)過(guò)配方的不斷調(diào)整和清洗經(jīng)驗(yàn)的積累,清洗效果越來(lái)越好。