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山东专业冷却器清洗公司 氯气钛制冷却器的不停车清洗

20-06-09换热器清洗技术围观18

简介 我国氯碱行业在用电解食盐制取中间产物氯气,燃烧法制取氯化氢的工艺流程中,需将氯气由70~90℃冷却至30~56℃才能保证安全生产,一般采用水冷却器冷却氯气。由于水处理不当,普遍存在冷却器结垢而影响正常

我国氯碱行业在用电解食盐制取中间产物氯气燃烧法制取氯化氢的工艺流程中需将氯气由7090℃冷却至3056℃才能保证安全生产一般采用水冷却器冷却氯气。由于水处理不当普遍存在冷却器结垢而影响正常生产的情况。对山东某化工厂的氯气钛制冷却器采用不停车、无机酸清洗工艺成功地清除了垢物。山东专业冷却器清洗公司 氯气钛制冷却器的不停车清洗

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1概述

1. 1设备简介

该冷却器为钛、碳钢复合材料的列管式换热器,管子为钛制(TA2),管板为钛、碳钢复合板,外壳为碳钢。壳程<800mm×3000mm,冷却水容积0.9m3,物料(氯气)进口温度最高达92℃。冷却器自投入运行以来,从未进行过清洗,结垢严重,使得氯气的出口温度高达70℃,严重影响了氯碱安全生产和装置生产能力的发挥。作为氯碱生产的主要设备,一旦停产,一天的经济损失达70000元。

1.2清洗工作难点分析

(1)须不停车高温清洗;

(2)一次清洗时间不能过长;

(3)防止钛、碳钢的电化学反应;

(4)防止钛的腐蚀与吸氢;

(5)钛材料热导率小,热膨胀系数小,且随温度升高钛及其焊缝强度下降,断面收缩率增加。这些特点要求不停车清洗必须避免局部过热。

2清洗工艺的确定

2. 1清洗剂配方的确定通过对垢样的分析,确定为碳酸盐垢。对于碳酸盐垢的清洗,其清洗剂的选择余地较大(如盐酸、硝酸、氨基磺酸等)。但被清洗设备的材质既有钛(TA2)又有碳钢(A3)。故在选择清洗剂配方时须着重考虑钛的腐蚀与吸氢及钛、碳钢的电化学反应。钛及钛合金的耐蚀性取决于是否能保持钝化。在钝化条件下钛和钛合金的耐蚀性优良,而在不能钝化的条件下,化学活泼性很高,不仅不耐蚀,甚至能发生强烈的化学反应。钛的钝化与否取决于介质中是否有氧化剂存在。钛在铬酸、硝酸以及浓硫酸的混酸中耐蚀,在非氧化性酸中(如盐酸、稀硫酸等)不耐蚀。钛在稀碱液中耐蚀[1]。为了保护钛设备表面免受化学清洗剂的过度侵蚀与吸氢,我们选用硝酸作主清洗剂。硝酸是一种强氧化剂,与钛接触易使钛表面形成一层钝化膜。所以,用硝酸清洗时没有吸氢现象;且钛在浓度范围很宽的硝酸中具有优异的耐蚀性。故硝酸作为钛质设备的清洗介质是十分安全的,尤其是用稀硝酸清洗。

由于该冷却器为钛和碳钢的异种金属结构,且清洗将在高温下进行,故须特别注意缓蚀剂的选择。清洗之前我们选择Lan2826和LX92001两种缓蚀剂进行缓蚀剂性能比较实验,并同时确定适宜的硝酸浓度。

钛片经各种酸度溶液浸泡,均未发现任何腐蚀现象。1~5编组的实验是将钛片与碳钢试片接触进行的浸泡实验,它们在清洗液中未出现明显的电化学腐蚀现象。最终确定清洗剂配方为30gökg硝酸+3gökgLX92001。并确定清洗温度≤70℃。

2.2清洗工艺流程的确定

在原生产工艺冷却水系统的进、出口水管上各增加一个三通,引出独立的临时清洗循环系统;将排污管线作为辅助回路,以防止局部过热及达到重点清洗的目的。1→3为酸洗工艺主进液管线,4→6为酸洗工艺主回液管线,2→4为水冲洗进水管线,3→5为水冲洗出水管线。

2.3一次清洗时间的确定

由于该冷却器目前氯气进口温度为76.9℃,为保证清洗液在闭路循环清洗过程中(清洗临时系统)温度不大于70℃,须确定一次循环清洗时间以便严格控制清洗液的温度。根据氯气冷却器的操作工艺,完全遵照清洗预定工艺流程,在清洗临时系统中以水代替清洗液进行闭路循环,测定出口及排污口的水温。每隔2min记录图1中A,B两处监测点的温度,以出口水温升至73℃作为模拟实验终点。

清洗液循环30min液温升至69℃;主、辅回液在10min之内液温升至同一温度。故该清洗工艺可以避免管板的局部过热。由此,确定一次清洗时间为30min。

3清洗步骤

1)水冲洗在原工艺条件下,开启排污阀正、反冲洗,至水澄清。

2)酸洗由于酸洗温度高、时间短,故须每隔10min测[H+]、[Fe3+]、[Fe2+]并随时测温度,严格控制清洗温度及清洗时间。腐蚀率测定采用挂片法,将碳钢试片和钛试片接触在一起放入清洗槽中及冷却器内。

3)水冲洗酸洗30min后,将酸洗液排尽,并开启原系统管线的进、出口阀门,冲洗10min。

4)中和用碱液中和残酸,使pH=6~10。

5)水冲洗水冲洗后使pH=7~8,且水澄清。

6)重复2~5步骤,直至酸洗终点。进行4次清洗,即达到酸洗终点。

 

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