呂 靜，李興生，劉志軍

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

碳化塔冷卻水箱的清洗方法

呂 靜，李興生，劉志軍

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

通過(guò)對(duì)碳化塔冷卻水箱的清洗方法進(jìn)行不斷探索，并結(jié)合零污染、零排放、清潔生產(chǎn)等工作方針，提出了用物理方法清洗碳化塔冷卻水箱，實(shí)現(xiàn)了快速、高效、環(huán)保、低成本的目的。

酸洗；堿洗；反吹洗；碳化塔；冷卻水箱

在氨堿法純堿生產(chǎn)過(guò)程中，碳化塔素有“制堿心臟”之稱。碳化塔選型后，制約其生產(chǎn)能力的關(guān)鍵因素之一，就是冷卻水箱換熱效果的好壞。影響換熱效果的主要因素有：冷卻水量的大小、冷卻水溫度的高低、冷卻面積（即冷卻水層）的調(diào)整以及冷卻水管的換熱效率等。當(dāng)水量、水溫、水層、水走向都已經(jīng)固定而無(wú)法改變時(shí)，我們只能及時(shí)輪換制堿塔，清洗冷卻水管外側(cè)結(jié)疤，恢復(fù)其冷卻能力，但對(duì)于水側(cè)結(jié)疤仍無(wú)能為力。因此我們?cè)?jīng)采取過(guò)酸洗、堿洗、反沖、反吹洗碳化塔冷卻水箱等手段，來(lái)提高冷卻水管的冷卻效率。下面對(duì)幾種方法加以介紹和比較。

清洗碳化塔冷卻水箱，必須選在碳化塔中和作業(yè)期間進(jìn)行。清洗前須將碳化塔冷卻水箱內(nèi)的水放掉并與水系統(tǒng)隔斷，同時(shí)減少清洗氣進(jìn)量，控制中和水溫度在50℃以下，然后交付清洗。

1 酸洗碳化塔冷卻水箱

酸洗碳化塔冷卻水箱，須由具有專業(yè)資質(zhì)的酸洗人員進(jìn)行清洗。該法是在鹽酸中按一定比例加入緩蝕劑，在酸洗槽內(nèi)配好酸洗液，緩蝕劑的濃度控制在3‰。連接好酸洗管線，打通流程。然后開(kāi)酸洗泵，將酸洗液打入碳化塔冷卻水箱內(nèi)，出液再回到酸洗槽，這樣用泵不斷地將酸洗液在碳化塔冷卻水箱內(nèi)循環(huán)，通過(guò)鹽酸與冷卻水管內(nèi)的生物粘泥及鈣質(zhì)結(jié)疤進(jìn)行反應(yīng)、剝離，由酸洗液不斷帶出。在酸洗過(guò)程中，根據(jù)酸洗液濃度的變化，要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)加鹽酸和緩蝕劑，當(dāng)酸洗液濃度變化很小時(shí)，酸洗完畢，將酸洗液放掉，碳化塔冷卻水箱沖凈，最終達(dá)到碳化塔水箱結(jié)疤清除的目的，交付生產(chǎn)投用。

正常酸洗每塔約需4～5h，加上放水、沖洗等約需6h左右，影響純堿產(chǎn)量約20t。酸洗每塔需鹽酸5～6t，緩蝕劑100kg左右，酸洗泵電機(jī)22 kW，酸洗人員2～3人，酸洗總成本每塔約8 000元。此外，酸洗碳化塔冷卻水箱，對(duì)設(shè)備壽命影響較大，當(dāng)鹽酸與緩蝕劑配比不當(dāng)或過(guò)洗時(shí)，會(huì)造成鹽酸與碳化塔冷卻水箱內(nèi)“花板”等進(jìn)行反應(yīng)，將“花板”洗薄甚至洗漏，給生產(chǎn)造成很大影響。此外酸洗過(guò)程中排掉的酸洗液也對(duì)環(huán)境造成了污染。

2 堿洗碳化塔冷卻水箱

由于酸洗碳化塔冷卻水箱對(duì)設(shè)備壽命影響較大，2008年嘗試堿洗。用生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的落地堿加入硫化鈉桶內(nèi)，用熱廢淡液溶解，堿液濃度控制在50tt，配成堿洗液，用泵沿上面所說(shuō)的酸洗流程打入碳化塔冷卻水箱，回液再返回到硫化鈉桶內(nèi)。通過(guò)不斷的循環(huán)，利用一定濃度的熱堿液對(duì)碳化塔冷卻水箱內(nèi)的生物粘泥等進(jìn)行“軟化松弛”后，利用液體的沖擊力，不斷將泥帶出。在堿洗過(guò)程中，也需要根據(jù)堿液濃度的變化適當(dāng)補(bǔ)加落地堿，以保證堿洗液的濃度。

堿洗碳化塔冷卻水箱，每塔堿洗4h，耗用落地堿7.5t左右。因硫化鈉桶較小，堿洗完畢后的堿洗液無(wú)法回收，只能外排，總計(jì)耗時(shí)也在6h左右。因此法是人工化堿，勞動(dòng)強(qiáng)度較大。此法為試驗(yàn)性質(zhì)，流程是臨時(shí)的，因此所接膠管較多，經(jīng)常出現(xiàn)爆管現(xiàn)象，造成堿液、膠管損失較多，每次堿洗需人員3人。

在此基礎(chǔ)上，從其它工序引來(lái)高鹽堿液作為堿洗液，利用以前棄之不用的貯桶作為堿洗桶，專門(mén)配制環(huán)型堿洗管和回收管線，在堿洗桶上裝設(shè)壓力表，能夠控制堿液的補(bǔ)加量和堿洗完畢對(duì)堿液進(jìn)行回收。這樣第一次堿洗碳化塔冷卻水箱時(shí)，準(zhǔn)備約40 m3的高鹽堿液，在堿洗過(guò)程中，根據(jù)堿液濃度的變化適當(dāng)補(bǔ)加高鹽堿液即可。每次堿洗時(shí)，損失高鹽堿液約5m3。

在堿洗過(guò)程中，堿洗液濃度需控制在50tt以上，溫度控制在40℃左右，而且多次堿洗碳化塔冷卻水箱后，堿洗液濃度較低時(shí)需外排一部分，以保證堿液濃度。為了保證堿洗液溫度，每次堿洗前需要用1.5MPa蒸汽對(duì)堿洗液進(jìn)行加熱。

這種堿洗方法，較前面所述的用落地堿為原料的堿洗方法降低了成本，減少了人工和環(huán)境污染。

3 用清洗氣反吹碳化塔冷卻水箱

投產(chǎn)初期，曾借鑒其它兄弟企業(yè)用清洗氣反吹的方法來(lái)清洗碳化塔冷卻水箱，即從清洗氣導(dǎo)淋處接清洗氣至碳化塔冷卻水箱底部進(jìn)水管上的外排閥，吹洗時(shí)四樓水箱放氣閥全開(kāi)，冷卻水閥開(kāi)少許，通過(guò)對(duì)清洗氣和冷卻水量的控制，讓清洗氣間歇式的帶著冷卻水通過(guò)碳化冷卻水箱中的冷卻水管，就像“浪淘砂”一樣，將碳化塔冷卻水箱內(nèi)的生物粘泥清除，并由水氣帶出，直到出水清澈為止。

由于此法是從四樓出水、出氣、出泥，且此法是間歇式的，因此吹洗時(shí)間較長(zhǎng)，每塔約吹洗5～8h，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和生產(chǎn)的影響都較大。

圖1 碳化塔清洗示意圖

在此基礎(chǔ)上，我們對(duì)此法進(jìn)行了改進(jìn)，從四樓放氣閥處進(jìn)氣，開(kāi)少許回水，從一樓外排處出水、出氣、出泥。這樣就可以用較多的清洗氣帶著適量的回水，猛烈沖刷冷卻水管內(nèi)壁幾次，直至水清澈為止。

改進(jìn)后的清洗氣反吹法，每塔用時(shí)基本控制在1h左右，對(duì)生產(chǎn)造成的影響也較小，能夠適應(yīng)高負(fù)荷情況下的生產(chǎn)，而且此法外排的是水，排放的水進(jìn)入氧化塘后回收利用，因此實(shí)現(xiàn)了零污染、零排放；而清洗過(guò)程中因采用的是清洗氣，無(wú)需外加動(dòng)力裝置，因此動(dòng)力消耗為零。因降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，人工也只需1～2人。

4 幾種方法的效果比較

酸洗碳化塔冷卻水箱，屬化學(xué)清洗，專業(yè)性強(qiáng)，成本高，污染較為嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備壽命影響較大；堿洗碳化塔冷卻水箱，也屬于化學(xué)清洗范疇，但經(jīng)過(guò)改進(jìn)后，成本、污染等較酸洗法有很大進(jìn)步，但因清洗時(shí)間較長(zhǎng)，造成中和水溫度高、濃度低，對(duì)生產(chǎn)影響較大，不適應(yīng)高負(fù)荷生產(chǎn)；原始的清洗氣反吹法，因清洗周期最長(zhǎng)，對(duì)生產(chǎn)影響也較大，且每班只能清洗1座塔；改進(jìn)后的清洗氣反吹法，清洗周期短，每班可吹洗3～4座塔，能夠及時(shí)提高碳化塔冷卻水箱的換熱效率。

目前我公司有碳化塔26座，如果每年對(duì)碳化塔冷卻水箱清洗2～3次，酸洗費(fèi)用在50萬(wàn)元以上，堿洗費(fèi)用在30萬(wàn)元以上，而清洗氣反吹法，物料成本可以忽略不計(jì)，由此可以看出清洗氣反吹法的優(yōu)勢(shì)。

氨堿法純堿生產(chǎn)面臨著環(huán)保、節(jié)能等方面的巨大壓力，碳化塔冷卻水箱的清洗只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，我們還要進(jìn)一步下大力氣進(jìn)行研究，為純堿行業(yè)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排等方面做出努力。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）02－34－02

2011－12－27

呂靜（1983—），畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，助理工程師。