化学清洗技术在焦化厂螺旋板换热器的应用

[ 字号: ] [ 关闭 ] 2010-9-18 11:04:40 来自网络 作者:admin 浏览次数: 发表评论

关键词:换热器

螺旋板换热器因具有体积小, 安装和操作方便, 换热效果好等优点被广泛应用于焦化厂生产的换热系统。济南钢铁集团总公司焦化厂(简称济钢焦化厂) 现有各种规格的螺旋板换热器25 台, 在焦化的生产换热中发挥了重要作用。但螺旋板换热器也存在一定的缺点, 即结垢、腐蚀、穿孔内漏时, 无法处理, 大多是一次性使用。一台160m 2 的螺旋板换热器重9.7t, 价值为8~ 9 万元, 所以换热器因结垢堵塞而更换造成的浪费十分巨大。1995 年7 月, 济钢焦化厂回收车间洗涤系统2 台SS- 16 型螺旋板换热器发生严重堵塞, 换热效果明显下降, 对生产造成很大威胁。因这两台换热器担负着从蒸氨系统送来的温度35~ 40℃的蒸氨废水, 在此与18℃的低温水进行热交换, 使蒸氨废水的温度必须降到25℃左右才能保持洗氨塔内正常的喷淋洗氨。如果蒸氨废水的温度高于28℃的煤气温度, 洗涤效果差, 煤气中的NH3、HCN、H2S、CO 2等杂质就清洗不下来, 那么煤气净化效果就不好, 而市民使用不合格的煤气易发生安全问题,甚至造成供煤气管道、设备的腐蚀, 发生煤气泄漏, 危及市民的生命安全。另外, 从生产角度来讲, 这道工序不合格, 将对下道洗涤煤气中的苯生产带来麻烦, 整个洗涤生产流程将发生严重的不稳定。由于2 台换热器的严重堵塞, 循环水量由65m 3/h 降为36m 3/h; 阻力由0.05~0.1M Pa 增加到0.5~ 0.6M Pa, 蒸氨废水出口温度由原来的25℃升至32℃以上, 造成洗氨生产的紊乱。为了确保生产, 决定更换2 台新螺旋板换热器。原2 台螺旋板换热器安装设置在洗涤泵房屋顶上, 堵塞的换热器内有大量垢物杂质, 重量比新换热器重量增加很多, 且泵房前有许多管道支架等障碍物, 吊车无法靠近, 因而吊装十分困难。后将靠边的一台换下, 但由于2 台换热器是串联使用, 堵塞问题仍没得到根本解决。对报废的换热器进行观察分析, 发现出入口处有厚5~ 10mm 的黑色焦油物挂结在通道壁上, 使宽20mm 的通道空间余量很小了, 为了尽快稳定生产, 经过充分的论证, 济钢焦化厂决定采用化学清洗新技术。主要清洗螺旋板换热器通道内的水垢及煤焦油、软沥青等积物。
2 清洗程序
    (1) 根据堵塞情况及垢物性质, 按比例配制一定浓度的化学清洗溶液, 并不断调整各组份的添加量。(2) 配制清洗剂。选定由碳酸钠、苛性钠、渗透剂、表面活性剂、乳化剂等十几种化学品组成并配制成浓度为10% 的清洗液。(3) 清洗液入口温度为55℃, 出口温度为30℃, 可根据垢物介质的构成情况调整入口清洗液的温度。(4) 采用浸泡与循环相结合的清洗方法。一般情况需浸泡15~ 20h, 然后进行强制性循环6h。(5) 清洗的排除物为粘稠的黑色液体并伴有絮状焦油物, 流到地面上则结为膏状, 重量约为50~ 80kg。(6) 清洗到一定程度后, 打开螺旋板换热器的出、入口观察焦油物清洗程度, 然后加入“洗油王”并适当调节配方, 用泵打入换热器废氨水通道内, 同时在循环水通道入口处通入蒸气进行加热, 促使焦油物最大限度的溶于“洗油王”溶液内而排出, 依次循环多遍。(7) 清洗完毕后, 进行酸洗以清除水垢。酸洗液入口温度为50℃, 由6% 的盐酸溶液加入适量的缓蚀剂等, 酸洗过程中有气体排出及泡沫产生, 酸洗终止时酸溶液浓度为3.5% , 并排出黑色液体。(8) 酸洗后进行碱洗中和, 加入苛性钠、碳酸钠、磷酸三钠组成的混合液体浸泡及循环6h, 直至黑色液体排尽终止。(9) 最后用清水冲洗, 直到pH 值为7, 冲洗结束。
3 清洗效果
    (1) 清洗后的螺旋板换热器投入使用后, 蒸氨废水出口温度由32℃降至28℃以下, 满足了洗氨塔工艺生产的要求。(2) 循环水量由清洗前的36m 3/h 增加到46m 3/h 以上, 提高了28%。(3) 设备阻力由清洗前的0.50~ 0.60M Pa 降至0.25~ 0.30M Pa, 降低了50%。(4) 洗后的循环水量与设计指标相比, 清洗率达70.8% 以上, 基本上保证了正常生产。由于清洗效果比较明显, 我们又在济钢焦化厂蒸氨废水余热采暖站使用的SS100- 16 型螺旋板换热器上应用, 使采暖循环水温度达72℃。应用化学清洗技术进行富氨水管道的除垢, 效果更好。该管道直径为Φ 133mm , 后变径为Φ 159mm 的管道, 管道全长400m , 结垢平均厚度为15~ 20mm , 清洗液采用盐酸溶液中添加1% 左右的硝酸溶液, 同时加入缓蚀剂、渗透剂、乳化剂等溶液进行清洗, 管道壁上清洗率为100%。表中列出SS100- 16 型螺旋板换热器清洗前后的情况对比。从表内对比数字可以看出, 经过配方的不断调整和清洗经验的积累, 清洗效果越来越好。

4 结束语
    清洗后的螺旋板换热器及管道立即投入生产, 节约资金30 万元以上。因为清洗1台换热器只需资金3000~ 7500 元, 我们共修2 台价值11000 元, 加上400m 管道清洗费共计2.5 万元, 所以采用化学清洗技术的经济效益是巨大的。另外, 设备清洗在现场就地施工, 不需吊车机械费、人工费, 两项可节约8000 余元。应用化学清洗技术施工简单方便, 时间短, 一般需2~ 3d, 结垢介质复杂时, 可适当延长清洗时间。济钢焦化厂采用化学清洗技术处理螺旋板换热器的结垢堵塞问题直接和间接效益可达50 万元以上, 达到了降成本、反浪费、增效益的目的。



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