1、概述

螺旋板換熱器因具有體積小,安裝和操作方便,換熱效果好等優點被廣泛應用于焦化廠生產的換熱系統。濟南鋼鐵集團總公司焦化廠(簡稱濟鋼焦化廠)現有各種規格的螺旋板換熱器25臺,在焦化的生產換熱中發揮了重要作用。但螺旋板換熱器也存在一定的缺點,即結垢、腐蝕、穿孔內漏時,無法處理,大多是一次性使用。一臺160m 2的螺旋板換熱器重9.7t,價值為8～9萬元,所以換熱器因結垢堵塞而更換造成的浪費十分巨大。1995年7月,濟鋼焦化廠回收車間洗滌系統2臺SS- 16型螺旋板換熱器發生嚴重堵塞,換熱效果明顯下降,對生產造成很大威脅。因這兩臺換熱器擔負著從蒸氨系統送來的溫度35～40℃的蒸氨廢水,在此與18℃的低溫水進行熱交換,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等雜質就清洗不下來,那么煤氣凈化效果就不好,而市民使用不合格的煤氣易發生安全問題,甚至造成供煤氣管道、設備的腐蝕,發生煤氣泄漏,危及市民的生命安全。另外,從生產角度來講,這道工序不合格,將對下道洗滌煤氣中的苯生產帶來麻煩,整個洗滌生產流程將發生嚴重的不穩定。由于2臺換熱器的嚴重堵塞,循環水量由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的25℃升至32℃以上,造成洗氨生產的紊亂。為了確保生產,決定更換2臺新螺旋板換熱器。原2臺螺旋板換熱器安裝設置在洗滌泵房屋頂上,堵塞的換熱器內有大量垢物雜質,重量比新換熱器重量增加很多,且泵房前有許多管道支架等障礙物,吊車無法靠近,因而吊裝十分困難。后將靠邊的一臺換下,但由于2臺換熱器是串聯使用,堵塞問題仍沒得到根本解決。對報廢的換熱器進行觀察分析,發現出入口處有厚5～10mm的黑色焦油物掛結在通道壁上,使寬20mm的通道空間余量很小了,為了盡快穩定生產,經過充分的論證,濟鋼焦化廠決定采用化學清洗新技術。主要清洗螺旋板換熱器通道內的水垢及煤焦油、軟瀝青等積物。

2清洗程序

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

(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℃,可根據垢物介質的構成情況調整入口清洗液的溫度。

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

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

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

(7)清洗完畢后,進行酸洗以清除水垢。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,酸洗過程中有氣體排出及泡沫產生,酸洗終止時酸溶液濃度為3.5% ,并排出黑色液體。

(8)酸洗后進行堿洗中和,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的要求。

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

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

(4)洗后的循環水量與設計指標相比,清洗率達70.8%以上,基本上保證了正常生產。由于清洗效果比較明顯,我們又在濟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用,使采暖循環水溫度達72℃。應用化學清洗技術進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400m ,結垢平均厚度為15～20mm ,清洗液采用鹽酸溶液中添加1%左右的硝酸溶液,同時加入緩蝕劑、滲透劑、乳化劑等溶液進行清洗,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比。從表內對比數字可以看出,經過配方的不斷調整和清洗經驗的積累,清洗效果越來越好。