專利名稱：一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法。
背景技術(shù)：
石墨換熱器是二水濕法磷酸生產(chǎn)中濃縮系統(tǒng)的主要設(shè)備之一，在磷酸濃縮時，隨著磷酸濃度提高，濕法磷酸中溶的多種離子(如Na2(KK2O)以及其它酸不溶物的溶解度急速下降而析出沉淀，如鈣、鎂、鐵等鹽類析出，常粘附于濃縮石墨換熱器列管內(nèi)壁上形成硬垢殼，即結(jié)垢，此類結(jié)垢硬而發(fā)亮，組成主要是硫酸鈣、硅酸鹽(如氟硅酸鈉、氟硅酸鉀及硅酸鈣等)、鈣鎂鋁磷酸鹽等。其中鈉鉀鹽類、硅酸鈣等會形成堅硬致密的硬質(zhì)結(jié)垢粘附于濃縮石墨換熱器列管內(nèi)壁上，不易被清洗除掉，磷礦中的K2O及Nii2O因其含量低，常常不為人們所重視，但事實證明，其生成的氟硅酸鹽是管道結(jié)垢的主要原因，常常造成管道或泵進(jìn)出口的堵塞，使清洗頻率增加，常用的硫酸清洗不易清除，常用的方法為定期配制硫酸清洗液進(jìn)行清洗，同時在清洗后采用高壓清洗水等機械清洗法對石墨換熱器的結(jié)垢進(jìn)行疏通及除垢，但這種方法不能徹底清洗除掉結(jié)垢，并隨著生產(chǎn)時間加長，用硫酸洗液清洗時未能清除掉的垢也越積越厚，嚴(yán)重降低傳熱效率，增大了傳熱阻力，造成石墨換熱器生產(chǎn)能力下降， 使生產(chǎn)成本升高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，它包含如下步驟第一次水沖洗(機械洗)一第一次試壓一酸洗一第二次水沖洗(機械洗)一第二次試壓一堿洗一第三次水沖洗(機械洗)一第三次試壓。所述酸洗步驟中，酸液由濃度為7-8%鹽酸和濃度為6-8%氟硅酸按1 0. 5比例進(jìn)行配制，溫度控制在50°C至60°C。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在酸液中加入酸洗緩蝕劑。所述堿洗步驟中，堿液由濃度為6-7%氫氧化鈉和濃度為9-10%碳酸鈉按比例 1 2進(jìn)行配制。所述堿洗步驟中，堿液通過泵的作用，在石墨換熱器列管內(nèi)強制循環(huán)流動，當(dāng)溫度達(dá)到60°C至70°C，停止循環(huán)進(jìn)行浸泡。所述第一次、第二次和第三次水沖洗步驟為用機械器具或高壓清洗機用水沖洗。本發(fā)明的有益效果是耗時短，清洗時間一般需3天左右，清洗后石墨換熱器產(chǎn)酸能力可從86%提高到98%以上，且對換熱列管無損傷，對恢復(fù)石墨換熱器的功能和提高生產(chǎn)能力有明顯的改善。經(jīng)實踐證明，用本方法清洗后石墨換熱器的加酸量可提高到110m3/h，可提高生產(chǎn)能力左右，增產(chǎn)效果顯著，使石墨換熱器換熱能力恢復(fù)到98%以上。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述的實施例。本發(fā)明所述的石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，它包含如下步驟第一次水沖洗 (機械洗)一第一次試壓一酸洗一第二次水沖洗(機械洗)一第二次試壓一堿洗一第三次水沖洗(機械洗)一第三次試壓。所述酸洗步驟中，酸液由濃度為7-8%鹽酸和濃度為6-8%氟硅酸按1 0. 5比例進(jìn)行配制，溫度控制在50°C至60°C。在清洗過程中，酸液通過泵的作用，在石墨換熱器列管內(nèi)中強制循環(huán)流動，以防止局部溫度過高造成石墨換熱器列管的傷害；同時為了防止對設(shè)備的腐蝕，可在酸液中加入相應(yīng)的酸洗緩蝕劑，其主要化學(xué)反應(yīng)如下Ca3 (PO4) 2+6HC1 — 3CaCl2+2H3P04K2SiF6+2HCl — 2KCl+H2SiF6Na2SiF6+2HCl — 2NaCl+H2SiF6所述堿洗步驟中，堿液由濃度為6-7%氫氧化鈉和濃度為9-10%碳酸鈉按比例 1 2進(jìn)行配制。在清洗過程中，堿液通過泵的作用，在石墨換熱器列管內(nèi)強制循環(huán)流動，以防止局部溫度過高造成石墨換熱器列管的傷害，當(dāng)溫度達(dá)到60°C至70°C，停止循環(huán)進(jìn)行浸泡。這個浸泡，使清洗的溫度保持在這個范圍內(nèi)，對于不能用酸洗除掉的硬質(zhì)結(jié)垢如硫酸鹽垢、氟硅酸鹽垢等，通過在這溫度下與堿液作用發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng)，使老垢疏松或脫落。其主要化學(xué)反應(yīng)如下1、對硫酸鹽垢的轉(zhuǎn)化作用碳酸鈉溶液可電離出碳酸根離子(CO/—)Na2CO3 — 2Na++C032-硫酸鹽垢或硅酸鹽雖然是難溶化合物，但它們?nèi)杂猩倭康娜芙猓谌芤褐幸泊嬖谥铝腥芙馄胶釩aSO4 固一Ca2++S0:CaS i O3 固—Ca2++S i 0廣溶解出的少量鈣離子(Ca2+)和碳酸根離子(C032_)生成溶解度更小的沉淀物 Ca2++C0廣—CaCO3 I結(jié)果，使堅硬致密的硫酸鈣(CaSO4)或硅酸鈣(CaSiO3)不斷地轉(zhuǎn)化成松軟的碳酸鈣。這樣，由于部分鹽垢的這種轉(zhuǎn)型，可以使垢層出現(xiàn)細(xì)微的裂縫，進(jìn)而垢層出現(xiàn)松動和脫落。這種轉(zhuǎn)化需要一定的時間和溫度，并且后者的溶度積比前者溶度積小得愈多，沉淀轉(zhuǎn)化就愈容易。從化學(xué)手冊中查到硫酸鈣、碳酸鈣的溶度積是Kspcaso4 = 6. 5*10_5 > KspCaC03 = 4. 8*10_9由此可知，硫酸鹽結(jié)垢可以轉(zhuǎn)化為碳酸鹽結(jié)垢，這種結(jié)垢轉(zhuǎn)化過程都會導(dǎo)致結(jié)晶形狀的改變，造成老垢松動。2、氫氧化鈉對硅酸鹽的溶解作用氫氧化鈉與難溶的硅酸鹽垢發(fā)生反應(yīng)，生成可溶的硅酸鈉，反應(yīng)式如下
CaSi03+2Na0H = Na2Si03+Ca (OH) 2
隨著堿洗溫度的升高，上述反應(yīng)愈容易進(jìn)行。堿洗條件堿洗溫度是關(guān)鍵，一般控制較高，堿洗持續(xù)時間一般為1 Mh，堿洗的流速一般要求不十分嚴(yán)格，關(guān)鍵在于開始升溫和配制堿液時需要一定的流速，最終是避免石墨換熱器列管受熱不均而引起列管爆裂。當(dāng)溫度達(dá)到控制指標(biāo)后可以靜止浸泡一段時間。當(dāng)浸泡的堿液溫度低于控制指標(biāo)10°c時，又通過泵的作用，讓堿液在石墨換熱器列管內(nèi)再強制循環(huán)流動，同時升溫達(dá)到控制指標(biāo)，循環(huán)進(jìn)行堿洗1 24h后排放。所述第一次、第二次和第三次水沖洗步驟為用機械器具或高壓清洗機用水沖洗。石墨換熱器列管酸洗和堿洗后都要用高壓清洗機進(jìn)行水沖洗，因不管是酸洗還是堿洗，石墨換熱器列管都會有大量垢層脫落堵塞石墨管口及還有一些老垢松動粘附在器壁上，這些堵塞物和老垢不得不借助機械器具或高壓清洗機(一般高壓清洗機沖水壓力15 16MPa)用水沖洗除去。
權(quán)利要求
1.一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于包含如下步驟第一次水沖洗(機械洗)一第一次試壓一酸洗一第二次水沖洗(機械洗)一第二次試壓一堿洗一第三次水沖洗(機械洗)一第三次試壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于所述酸洗步驟中，酸液由濃度為7-8%鹽酸和濃度為6-8%氟硅酸按1 0.5比例進(jìn)行配制，溫度控制在50°C至60°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于在所述酸液中加入酸洗緩蝕劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于所述堿洗步驟中，堿液由濃度為6-7%氫氧化鈉和濃度為9-10%碳酸鈉按比例1 2進(jìn)行配制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于所述堿洗步驟中，堿液通過泵的作用，在石墨換熱器列管內(nèi)強制循環(huán)流動，當(dāng)溫度達(dá)到60°C至70°C， 停止循環(huán)進(jìn)行浸泡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，其特征在于所述第一次、第二次和第三次水沖洗步驟為用機械器具或高壓清洗機用水沖洗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石墨換熱器列管結(jié)垢清洗方法，它包含如下步驟第一次水沖洗(機械洗)→第一次試壓→酸洗→第二次水沖洗(機械洗)→第二次試壓→堿洗→第三次水沖洗(機械洗)→第三次試壓。本發(fā)明耗時短，清洗時間一般需3天左右，清洗后石墨換熱器產(chǎn)酸能力可從86％提高到98％以上，且對換熱列管無損傷，對恢復(fù)石墨換熱器的功能和提高生產(chǎn)能力有明顯的改善。
文檔編號F28G9/00GK102519301SQ20111040933
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者何明凱, 孫凱, 堯宗林, 張衛(wèi)紅, 徐魁, 楊龍, 石永義, 石秀明, 穆勁, 陳彬, 陳春, 魏發(fā)展 申請人:貴州開磷(集團)有限責(zé)任公司