化工設備清洗

更新:2013/10/11 22:50:03 點擊:
  • 產品品牌 化工設備清洗
  • 產品型號 上海化工設備清洗
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產品介紹
    上海化學設備清洗公司專業提供各類化工生產設備清洗服務,公司可提供化學清洗、高壓水清洗、PIG清洗、幹冰清洗、空氣爆破清洗、氣動彈清洗技術服務。服務工程項目有工業設備清洗、管道清洗、空調冷卻水/冷冰水係統清洗、換熱器清洗、儲罐清洗、鍋爐清洗。大型裝置開車前、大修期清洗、設備維護/維修清洗、氧氣管線脫脂,醫藥不鏽鋼拋光管道鈍化、純水管道殺菌滅藻及鈍化、電子行業工藝管道清洗、鍋爐點火前/檢修清洗,各種工業、民用鍋爐清洗,化工廠各種設備(如反應釜、吸收塔、再生塔、合成塔、工藝管線等)清洗、防腐、保溫。
    一,化工生產設備清洗

    1.開車前清洗的必要性   
   
過去認為新安裝的化工生產設備不需要在開車前進行化學清洗,但實踐證明,開車前進行化學清洗對提高生產效率,避免汙垢對生產的影響十分必要。因此目前新建化工設備投產前都進行開車前清洗。    
   
化工生產過程中涉及多種化工原料並要使用催化劑。對某些原料和催化劑的純度要求極高,因而在生產過程中對裝置設備及管道的清潔度有很高的要求,任何雜質的介入都會導致辭催化劑中毒,副反應的產生直至破壞整個工藝過程。此外裝置中的某些設備及附件的精度要求很高或對雜質的破壞作用十分敏感,因此任何機械雜質的介入都極有可能破壞精密部件的質量而影響正常生產。    
    
任何新裝置的設備和管道在製造、運輸、貯存及安裝過程中都不可避免地產生軋製鱗片、油汙泥紗、焊渣、表麵浮層及各種氧化物等汙垢,因此在新裝置開車前要進行清洗將各種汙垢雜質去除,使裝置達到合乎要求的清潔度,為正常生產創造良好的條件。 
    2
.清洗前的準備    
   
清洗前應把被清洗設備或裝置中易受清洗液腐蝕損害的部件如調節閥、流量計等拆除,並將過濾器芯()及單向閥的閥芯抽除。並采用加臨時短管、旁路或盲板等措施以保證清洗過程中不發生泄漏,不損壞其他部件,並使被清洗設備與不清洗設備及管線隔開。
   
並按要求準備好水、電、蒸汽及氮氣、空氣等工程用料,如使用的氮氣要求純度達到太於99%、幹燥無油、壓力能保持在0.20.6MPa
    3
.清洗程序及工藝條件  
    (1)
清洗方式  根據設備具體情況可采用浸泡循環清洗或噴淋清洗。采用浸泡循環清洗時可采用低點進液高,氨回液的循環流程。並在高點設置排氣孔以1防止產生氣阻而使清洗液不能充滿係統。采用噴淋清洗時可采用高點進液,低點回流的流程。兩種流程中使用的氮氣管線可安裝於高點,同時設置低點導淋排汙點以排盡殘液。
    (2)
清洗程序及使用藥劑  清洗程度一般為係統水壓檢漏(水衝洗)一脫脂一水衝洗一酸洗一衝洗一漂洗一中和鈍化一檢查及人工處理。    
   
以下對各工序加以說明。
   
水壓檢漏(水衝洗)目的是檢查臨時係統的泄漏情況,同時清除係統中灰塵、泥沙、脫落的金屬氧化物、焊渣及其他疏鬆易除的汙垢。檢漏肘首先應高位注水,低點排放,以便排盡雜物,控製進出水平衡。衝洗流速一般大於0.15ms,必要時可作正反向切換。衝洗至出水目測觀察透明無微粒為止。然後將係統注滿水,關閉出口閥門,升壓至0.41.0MPa,檢查所有焊縫、閥門、法蘭、短管等連接處的泄漏情況並進行修補,合格後排盡係統內衝洗水,再注入加熱至6070熱水,然後用手摸檢查係統有無死角、氣阻截流及串線等現象。
   
脫脂清洗目的為除去係統內的機械油、石墨脂、油塗層及肪鏽油等油汙以保證酸洗均勻。[page]
   
適用於碳鋼、不鏽鋼等材質的脫脂清洗液的配方為:    
   
燒堿0.5%2.5%;純堿0.5%2.5%;磷酸鈉0.5%2.5%;水玻璃(Na2SiO3) 0.5%2.5%;表麵活性劑0.05%1.0%表麵活性劑為潤濕劑JFC,聚醚F68,烷基苯磺酸鈉或乳化劑OP—10等。    
   
適用於鋁等有色金屬材質的脫脂清洗劑配方為:   
   
磷酸三鈉0.5%2.0%;水玻璃0.5%2.0%;三聚磷酸鈉0.5%2.0%;表麵活性劑 0.05%1.0%
   
操作方法為排盡係統內衝洗水,用預熱的水充滿係統並循環加熱,然後加入脫脂清洗液保持805。每3min檢查堿度、油含量、溫度各12次。當係統脫脂液堿度、油含量基本趨於平衡,監測管段上的汙垢全部除盡後即可結束脫脂,並用氮氣將脫脂液壓出。
   
脫脂後的水洗目的是除去係統內殘留的堿性清洗劑,並使殘留的部分雜質脫離表麵被帶走。用氮氣將脫月旨液壓出後,及時注入溫水衝洗,並每10min監測一次pH值和濁度,使係統呈中性或微堿性為止,當pH值趨於穩定,濁度達到要求可結束水衝洗,一般水衝洗35h左右。    
   
酸洗目的是用酸與金屬氧化物的化學反應使其生成可溶物而去除。
   
適用於碳鋼材質的酸洗清洗液的配方為:
    (9)
鹽酸6%10%,緩蝕劑Lan—826 0.2%0.25%  
    (b)
鹽酸6%10%,氫氟酸0.2%1%,緩蝕劑:Lan—826 0.25%0.3%
   
適用於不鏽鋼、碳鋼不鏽鋼組合材質的酸洗清洗液配方為:
    (a)
硝酸5%1.0%,氫氟酸0.5%10%,緩蝕劑Lan—826 0.25%0.30%
    (b)
氫氟酸1%2%,緩蝕劑Lan—826 0.20%0.25%
    (c)
檸檬酸2%3%,氨水(調節pH3.54.0),緩蝕劑Lan—826 0.1%0.2%
   
酸洗的方法為用氮氣將衝洗水排出後,用泵將配製好的酸洗液打入係統中,當有清洗液返回時通過放空和導淋檢查酸洗液是否充滿,確定充滿後再用泵進行循環清洗並定期切換方向。在循環過程中每隔一定時間進行排汙和放空,避免產生氣阻和導淋堵塞,影響清洗效果。每30min檢測1—2次酸濃度和pH值,檢測一次鐵離子和銅離子濃度,並隨時觀察腐蝕率。當清洗液濃度不再降低,金屬離子濃度基本穩定,監測管段汙垢已完全除盡呈現金屬本色時即達到酸洗終點。酰洗過程大約48h
   
酸洗後的水衝洗目的為去除殘留的酸洗液和係統內脫落的固體顆粒以利漂洗和鈍化處理。其法為用氮氣將酸洗液排出,並用大量水對全係統進行開路清洗。不斷輪換開啟係統各導淋以使沉積在短管內的雜物、殘液排淨,衝洗過程中每10mm測定一次pH值,當pH值接中性時停止衝洗。    
   
漂洗目的是利用檸檬酸銨與係統內殘留的鐵離子絡合並除去係統內在水衝洗過程中形成的浮鏽,使係統總鐵離子濃度降低、以保證後麵鈍化效果。漂洗液配方為:    
   
檸檬酸0.2%0.5%,加氨水調至pH3.54.0,女l緩蝕劑Lan-826  0.1%0.2%[page]
   
把此漂洗液用泵打人係統,漂洗溫度維持在80±5,控製pH3.54.0。每lmin檢測一次pH值和溫度。每20min檢測一次漂洗液濃度和鐵離子濃度,當漂洗液濃度和總銖離子法基奉達到平衡即可結束漂洗,漂洗時間約23h   
   
中和鈍化工序中和目的是去除殘餘酸液,鈍化是為了防止酸洗後處於活化狀態的金屬表麵重新氧化而產生二次浮鏽。    
   
鈍化液配方為:   
   
亞硝酸鈉1%2%,純堿0.5%1.0%氨水是用來調節pH值的。    
   
漂洗結束後,如溶液中鐵離子含量小於500mgkg時可直接用氨水調節pH=910,加入鈍化液進行鈍化處理。若鐵離子含量大於500mgkg時應更換漂洗液至溶液中鐵離子含量小於50(mgkgi再加入氨水和鈍化液。鈍化溫度維持在4060,鈍化處理過程中要不斷進行高點放空,低點排汙以排除氣阻、避免死角,確保鈍化效果。鈍化過程每30mm檢測一次pH值和溫度。鈍化時間一般為46h
   
檢查人工處理工序的目的是對清洗後的設備進行最後檢查,對局部鈍化破損出現鏽霜的地方采用人工修補處理。  
   
整個清洗過程通過建立清洗站進行,圖 27—2為清洗站示意圖。   
    
27—2  清洗站流程示意圖
    
二、開工後的清洗
    1
.汙垢的情況
   
已運動12年以上的化工裝置常會粘有鐵的氧化物垢屑或含鋼的垢屑,銅垢中含有氧化銅(CuO)、堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]和金屬銅。    
   
對開車後化工設備中鏽垢的分析結果如表27—3所示。    
   
27-3說明化工設備開車後鏽垢主要的鐵和銅氧化垢。
   
27-3  化工設備鏽垢分析    

成分

含量/%

 

成分

含量/%

垢樣A

垢樣B

垢樣A

垢樣B

CaO
Fe
2O+Al2O3
CuO
SiO2

1.1
81.7
13.7
6.2

1.7
31.5
67.5
1.0

其他灼燒減量及
ZnO,NiO,SO3,P2O5,
CO2,MgO

0

0

    鐵鏽垢一般可用酸洗去除。酸洗的方法和步驟與開工前的清洗裝置的方法基本相同。  
   
當汙垢中銅含量較多時,僅用酸洗是除不掉的,需用氨水除去銅的成分後,再進行酸洗。
   
銅和銅氧化物垢屑經常與鐵的氧化物形成層狀附著物,這種多層附著物清洗很費事,應當在層狀物形成前加以清洗。    
   
對銅和其氧化物可采用以下方法清洗。
    2
.銅垢清洗方法[page]
    (1)
氨水鹽酸兩段清洗法  它的原理是先用氨水把銅離子絡合,形成銅氨絡離子而溶解。    
    Cu2++4NH2=[Cu(NH3)4]2+
銅垢溶解後,經水衝洗幹淨再用鹽酸把鐵鏽和其他水垢溶解去除。
    Fe2O3+6HCl
2FeCl3+3H2O
用水衝洗之後,要進行防鏽處理。這種方法的缺點是耗費時間較長,用水量較大。表27—4列有兩段法清洗液的組成。    
   
27-4  氨水鹽酸兩段清洗法洗液組成  

工序名稱

使用藥品

成分/%

處理條件

堿洗

氨水
過硫酸銨
銅溶解助劑

1.5
0.5
0.2

60溫度下處理至溶液中銅離子濃度不變為止

鹽酸酸洗

鹽酸
腐蝕抑製劑
銅離子絡合劑
還原劑

5.0
0.5
1.0
0.3

60溫度下處理至溶液中鐵離憶濃度保持不變為止

防鏽處理


聯氨(肼)
防鏽劑T

0.1
0.1
0.1

80溫度下處理23h

                             S
                             

    (2)
硫脲鹽酸法  硫脲(H2NC--NH2)也是銅離子的一種絡全劑,能與銅離子形成穩定的配位化合物。
    Cu2++2(NH2)2CS
[Cu(N2H4CS)2]2+
使用時把硫脲溶於鹽酸中並用過硫酸銨[(NH4)2S2O8]作氧化助劑,配成洗液使水垢中各種離子成分一次全部溶解去除。由於隻用一次洗液處理使工作效率大為提高。
    (3)
堿洗除銅法(ACR是一種應用較普遍的有機螯合劑去掉銅、鐵鏽垢的新工藝。其優點是用一種洗液對銅垢進行處理還可達到同時防鏽的目的,所需時間短、用水量少。ACR法工藝流程如圖27—3所示。
   
此工藝包括JeEDTA螯合清洗劑加熱到 120160pH99.2範圍循環清洗約68h,利用EDTA螯合作用去除氧化鐵後,然後熄火降溫至90,通人氧氣把銅氧化成氧化銅。在去除銅垢的同時在金屬表麵生成三價鐵鹽的鈍化膜起到防鏽效果。其反應機理為鐵鏽垢與 EDTA銨鹽反應而被螯合溶解。
   
27—3  ACR法清洗工藝
    Fe3O4+3Y4-+8NH+4=2FeY-+FeY2-+8NH3+4H2O
 
銅單質是較難被O2氧化的,但形成螯合物後易被氧化,因為Cu2+/Cu的電極電位要比CuY2-/Cu的電位高得多,因此在含有螯合劑時EDTA溶掖中銅容易被Oj氧化。二價鐵離子的螯合物FeY”易被空氣中氧化成FeY-,而FeY-較易把Cu單質氧化。因此在通人氧氣盯;[page]
 
首先發生2FeY2-+ O2+H2O=2FeY-+20H-的反應,生成的FeY—又參加銅單質的氧化反應:Cu+2FeY-+Y4-=CuY2-+2FeY2-,產生的FeY-又被循環應用到前一反應被氧化成FeY-。由於FeY2-的參與使銅單質的氧化要比直接被空氣氧化快得多,使通入氧氣把銅單質氧化成為可能。
   
三、設備管線的清洗
    清洗化工生產設備通常采用化學清洗或物理清洗方法。
    1
.化學清洗工藝    
   
根據管線中汙垢的種類及清洗的目的可采用不同的清洗工藝。這些工藝的原理已在前麵有關章節中介紹過,在此僅把有關工藝列在表27—5中供讀者參考。
   
27-5  根據不同清洗目的采用的化學清洗工藝

清洗目的

清洗方法

清洗條件

清洗劑組成/%

處理溫度/

時間/h

去除油脂

溶劑清洗

碳係溶劑、氯係溶劑

常溫~100

210

乳化清洗

乳化清洗劑或酸、堿混合液

常溫~80

68

堿清洗

Na2CO3              0.10.2
Na3PO4              0.1
0.2
表麵活性劑          0.10.2

6090

1224

去除SiO2有機聚合物

堿煮

Na2CO3              0.2
Na3PO4              0.2
亞硫酸鈉            0.030.1
表麵活性劑          0.20.5

150220

1224

去除SiO2有機聚合物

潤化處理

Na2CO3                15
NaOH                1
5
表麵活性劑          0.10.3

>80

1024

去除氧化鐵皮

鹽酸清洗

HCl
緩蝕劑              0.30.5
還原劑              0.20.5
(
銅溶解劑           0.53)
(
溶解促進劑         0.52)

5060

48

有機酸清洗(檸檬酸、羥基乙酸、檸檬氨酸)

有機酸              25
緩蝕劑              0.30.5
還原劑(銅溶解劑、溶解促進劑) 0.10.3

85±5

48

氨合清洗

螯合鹽(EDTA)      110
緩蝕劑              0.30.5
還原劑及其他        0.10.3

120150

612

去除銅垢

氨清洗

氨水                310
銅溶解劑            0.11

4060

46

去除泥渣

剝離泥渣排泥處理

過氧化氫係藥劑      13
抑製劑、氧化劑、還原劑

常溫

315

[page]
     2
.物理清洗工藝    
   
通過物理或機械方法對管線表麵的汙垢給予一定衝擊力使其剝離脫落。采用的方法有高壓水射流清洗、PIG清洗、噴砂清洗、旋轉機械清洗、吸引清洗及超聲波清洗等,這些方法的原理在第二篇中已有詳細介紹,在這裏隻對具體的清洗設備做些介紹。
    (1)
高壓水射流清洗  用小口徑的噴嘴以高壓水連續噴射,靠射流的衝擊力可以去除管道中的汙垢和堵塞物。     肩壓水射流清洗裝置主要由高壓泵j動力裝置,壓力調節裝置,高壓管,各種噴槍,噴嘴組成,可裝在工程車上,便於現場施工。
   
根據管線內壁附著物的硬度,粘著性,油性等形態特點選用不同壓力與不同類型的噴槍或噴嘴。對油性,粘著性附著垢一般選用2030MPa壓力,硬質垢選用3070MPai對特硬垢或近乎堵塞的管道可采用150MPa或更高壓力。
   
根據清洗對象不同可采用剛性噴杆或柔性噴杆,前者適用於清洗直管,後者適用於曲管。噴杆頭部接有噴嘴。噴嘴有多孔固定型和旋轉型(見第十章有關圖形),通過改變噴嘴孔的大小、形狀、數量、噴射角度、方向可以改變和提高清洗能力。
   
對彎曲形狀的熱交換器傳熱管,一般靠人工使用柔性噴杆,一根接+根地進行作業,近年來也采用機械化噴杆作業係統。
    (2)
機械清洗  是用電機或壓縮空氣、高壓水驅動使前端的鑽頭發生旋轉來清除管內硬質或軟質汙垢的方法。在鑽頭附近噴射出的低壓的水起到冷卻鑽頭、排除汙垢的作用。對於不宜用水或酸清洗的汙垢可用加壓空氣清除,可燃性汙垢不能用加壓空氣可通氮氣清除。
   
清洗硬質汙垢要用超硬金屬製造的鑽頭,但應注意選擇好與管道內徑相適合的鑽頭以免造成管道內壁損傷。為提高清垢效率,鑽頭的刀刃有不同形狀,操作時間轉數可達10000rmln以上。
   
27—4 機械法清洗U形熱交換器管道
   
清洗軟質汙垢時,鑽杆外徑相對要細些,確保有足夠的排汙空間。機械清洗中鑽頭的旋轉是靠撓性軸傳遞的,軸的中心是高壓管,用這種方法可清洗完全堵塞的U型熱交換器如圖27—4。也可以用穗形鋼絲刷代替鑽頭清洗管道,同時用水把脫落的汙垢排掉,見圖27—5[page]
   (3)PIG
清洗  是用塑料製成的彈丸清洗管道的方法。把彈丸用水壓經漸縮管(發射裝置)壓人被清洗管內,利用彈丸與管壁的摩擦作用清除內壁的汙垢。再利用管壁與彈丸接觸麵的泄漏反壓水把除去的汙垢向前輸送,並從裝在另一側的漸縮管(接受裝置)排出。其後再給漸縮管(接受裝置)加壓,彈丸反向壓入管中並對管道進行清洗。彈丸在清洗管中反複進行往返運動達到清洗汙垢目的;目前使用的彈丸是富有彈性可壓縮的高發泡性聚氨酯材料製成的炮彈狀或球狀體。在其表麵可嵌植磨料、鋼絲刷和鐵釘。
   
類似的還有在煉化廠冷凝冷卻器中使用的在線膠球連續清洗係統,見圖27—6。膠圖27—5  穗形刷清汙裝置球隨循環冷卻水送人冷凝管內,膠球外徑比管內徑稍大,利用膠球對管壁的壓迫作用l在行進中摩擦去除積垢,隨水流膠球進入循環水出水口吸球網中並重複上述清洗過程,直至完成清洗。    
   
如果在管線中加入少量清洗藥劑可用PIG機清洗、清除長距離管線中的積垢,如在輸油管線中加入脫脂劑或脫蠟溶劑,用PIG清洗可去除管壁的油汙。PIG清洗最易出現的故障是卡徑式堵塞,這個問題可用逆方向吹送解決。在單純用化學清洗劑不能完全清除掉管內汙垢時可用化學清洗與PIG清洗相結合的方法。具體裝置見圖27—7。在清洗劑、罐中混入彈丸 (PIG),然後用泵以較高速度把清洗液打人清洗管中,在清洗管內由於流速急劇變化,彈丸發生螺旋運動並撞擊管壁,在化學清洗劑與PIG清洗協同作用下可清除單純用化學清洗劑難以去除的汙垢。清洗完成之後可用彈丸分離裝置把彈丸與清洗液分離。    
   
27—6  在線膠球連續清洗係統    
    1
一冷凝器;2一收球網;3一膠球分配器;4一裝球室;5一膠球泵
    
27—7  化學清洗與PIG相結合的清洗裝置示意圖
   
利用化學清洗與物理清洗方法交叉或聯合獲得最佳協同效果已成為當前清洗技術發尉的一種趨勢,除了PIG+化學清洗之外i還在高()壓水射流+化學清洗;旋轉機械+化學清洗;旋轉機械+()壓水射流+化學清洗;磨料+()壓水射流清洗;旋轉機械+()壓水射流清洗等。
    (4)
吸引清洗  這是利用真空泵直接吸引的清洗方法,它適合於清洗由於液體中懸浮物在流速變動與渦流發生部位堆積成淤泥而造成的管道堵塞,隻適合較易清除的汙垢。吸引係統中應設置過濾器,同時作好排水處理。    
    (5)
超聲波清洗  適合於小型精密機械的管道,如燒結金屬管或微孔過濾器的清洗。利用水為媒體對清洗管線作超聲波振蕩處理,超聲波產生的空穴和振動衝擊作用可去除汙垢。
    (6)
電化學清洗  對於醫藥、食品、超純水裝置中的管線可采用電化學清洗。把金屬管-浸入磷酸或硫酸的電解液中,並與直流電源的正極或負極相連(使金屬管線成為電解槽的陽極或陰極),依靠在清洗表麵上產生的氧氣或氫氣的掀動作用去除附著的汙垢,這種方法隻在特殊情況下使用。    
    (7)
噴砂清洗、是利用石英砂、鋼丸等磨料靠壓縮空氣作高速噴射,以去除管線內壁鏽垢、油脂等汙垢的方法,它對小口徑較短管線清洗有較高效率,而對大口徑管道進行噴砂清洗需用大量壓縮空氣,現場施工難以實現,對長距離管線由於壓力損失太大也不適合用這種方法。 

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