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磷酸浓缩系统石墨换热器清洗工艺研究

2020-01-10 09:52:47浏览:7 来源:清洗联盟   

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磷酸浓缩系统石墨换热器清洗工艺研究

摘要:浓酸和大量的固体的方法,沉淀的杂质沉积石墨换热器管,从而导致浓度降低系统容量,清洁周期缩短,从而增加清洁的难度。浓磷酸进行了研究石墨换热器系统的在线和离线清洗过程中,分别以获得最佳的操作条件,并强调需要清洁石墨换热器压力试验,泄漏。结果表明:在最佳操作条件下,石墨换热器清洗效果显着,并浓缩显著改善磷酸装置容量。

关键词:石墨换热器清洗;

1、概述

湿法磷酸是通过降低溶解度成分会沉淀浓缩,在磷酸溶液中的某些杂质。这种沉淀可分为以下几类钙的盐,氟化物盐和盐沉淀。在组合时,产生钙盐磷酸钙阴离子溶液,和最低溶解性钙盐,当W(P203)≤45时多数钙盐是硫酸钙二水合物%;碱金属氟化物盐主要是和氟氟;以下将沉淀的盐主要是镁,铁,铝,磷酸钾化合物,其一个周期的浓磷酸的后通常产生的,则不会产生大的石墨换热器结垢的影响。在浓磷酸,钙和氟化物盐沉淀在石墨换热器,这会影响热传递和增加了系统集中的电阻的表面的主要部分的过程。

根据凯普集团某磷酸厂2015年稀磷酸数据,稀磷酸w(P203)浓度为23.85%,密度为1282kg/m2,含固率为1.23%。当磷酸装置生产能力为800kt/a(P20)时,进入磷酸浓缩装置的稀磷酸固体含量为41.3kt/a,石墨换热器管路中会沉积大量的固体颗粒和析出的杂质颗粒,导致磷酸浓缩系统容量降低,清洗周期缩短,清洗难度增加。因此,研究湿法磷酸浓缩系统中石墨换热器的最佳清洗工艺条件,提高清洗效果具有重要意义。

介绍了磷酸浓缩系统石墨换热器在线清洗和离线清洗的实验结果。

2、石墨换热器在线清洗工艺

当系统完成的浓缩湿法磷酸的生产周期,热交换器必须停止石墨清洗。通过系统的研究,石墨换热器可以从最好的在线清洗过程中绘制。

2.1清洗液的配制

清洗液为稀硫酸,w(H2SO,)=7%~12%。制备方法为:将工艺水加入清洗液罐,打开搅拌器,然后加入w(h,so,)=98%的浓硫酸。完全混合后,从取样口取样,分析稀硫酸的浓度。当清洗液中稀硫酸浓度达到规定指标时,可对石墨换热器进行清洗。

2.2在线清洗步骤

确认磷酸浓缩系统处于正常工作状态时,可对石墨换热器进行清洗。 清洗时,清洗循环泵开始将清洗液送入石墨热交换器管内,直至清洗液完全浸入热交换器管内,清洗液通过轴流泵、石墨热交换器、闪蒸室和轴流泵循环。 同时,根据磷酸浓缩系统的正常运行情况,在石墨换热器壳侧加入低压蒸汽,将清洗液加热至822c,清洗周期为48h,每2h 监测清洗液中 so3的浓度和清洗液的温度。 清洗石墨热交换器后,清洗液通过清洗循环泵送至清洗液储罐。 当清洗液中磷酸盐浓度达到一定值时,更换清洗液,将更换的清洗液送入萃取槽。

石墨换热器清洗合格后,打开其上下人孔,再次检查石墨换热器的清洗情况,并安排人工清洗,以适当清除换热管,同时从石墨换热器底部清理磷酸盐堆积垢。

2.3试压、试漏步骤

清洗后石墨换热器必须经过试压、试漏过程,以确保设备开机正常。试压、试漏的主要动作是:①检查石墨换热器蒸汽进口管是否关闭:②检查冷凝水管阀门是否关闭:③打开蒸汽管疏水阀门,防止水进入蒸汽管道。试压、试漏步骤如下。

1.向石墨换热器壳程注入一次水质干净、无杂质的工业水后打开排空阀,待水从石墨器壳体排后关闭排气阀。

2.升压检查,等压力升至在0.1MPa时保压30min,对换热管进行检验:在检查无异常后,继续升压至0.2MPa时保压30min,再次对换热管进行检验。若发现换热管泄漏,立即堵漏,再次按照上述要求试压。

3.试压合格后通知生产车间岗位人员封密人孔,石墨换热器具备开机条件。

3石墨换热器离线清洗工艺石墨换热器积垢严重需离线清洗时,根据备机情况及生产需要,将其拆除更换备机后系统开机。

拆下的石墨换热器被吊装水平安置在支座上,并在其两端均安装堵板,一端的堵板进口短接开在其垂直方向的下侧;另一端的堵板出口短接开在其垂直方向的上侧,且堵板出口(清洗液出口)管线的安装高度需高于石墨换热器顶部高度,以保证换热管全部被清洗液浸没。

3.1清洗液的配制

1. 酸洗液酸洗液的指数为5%-10% ,# (h? (sif) 8%-12% . 其制备方法为: 在清洗液槽中加入工艺水,然后打开搅拌桨,再加入 f (h,sif) 将10% 的氟硅酸溶液倒入罐中,充分搅拌,然后加入30% 的工业盐酸,充分搅拌后,从取样口取样,直到清洗液准备好。

2.碱洗液的指标为w(naoh)=8%-12%,f(na,co,)=8%-12%。制备方法为:向清洗液罐中加入工艺水并打开搅拌器,向罐中加入NaOH和Na,CO;固体,充分搅拌后,从取样口取样分析,直至配置的清洗液符合要求..

3.2离线清洗步骤

联通各在线清洗系统,确认准备好开始,要清洗石墨换热器。如图l所示石墨换热器离线清洗过程。

1. 采用酸性清洗液的清洗流程

酸洗液由清洗循环泵从石墨热交换器插板的进口管路注入到另一端插板的出口管路,然后将所有的热交换管浸入。 同时,将低压蒸汽注入石墨热交换器壳程,将循环清洗液加热至752c,严格控制低压蒸汽阀的开度,确保循环清洗液的加热速度小于10c / h,循环清洗时间为24h。

并在清洗过程中,每隔30min监测石墨换热器壳程中蒸汽冷凝液的pH值,防止换热管泄漏,导致酸洗液串进入壳程,使其腐蚀。如果石墨换热器壳体内蒸汽冷凝液p H值小于6,立即停止加热蒸汽的供应,停止清洗循环泵,打开石墨换热器一端板上的排水阀,将清洗液排入清洗液储罐;同时打开蒸汽冷凝液出口阀和排污口阀门,将壳体内的酸凝液释放至清洗液储罐或外部系统,用70°C以上的工艺水冲洗石墨换热器壳体。石墨换热器清洗完毕后,打开人孔,测试换热管,封堵后将人孔密封,重新进入酸洗液按上述清洗工艺周期清洗石墨换热器..

在清洗过程中石墨换热器,监控清洁液每2h HCl和H,的SiF。洗涤液温度的浓度在规定范围内,并调整这些参数和要求。清洁循环后24h酸性清洁溶液,酸性清洗流体贮存容器被放置到一个专用的存储罐被重用或排出到系统的外部。

2. 采用绩性清洗液的清洗流程

酸清洗液循环清洗工序结束后,将碱性清洗液布置在清洗液储罐内,清洗系统具备启动条件后,可对石墨换热器进行清洗..

碱性清洗液的清洗工艺与酸性清洗液的清洗工艺一致..

石墨换热器清洗合格后打开,热交换器的仆人孔,检查情况再次清洁,冲洗和清理磷酸盐和其他污垢了。

3.3试压、试漏步骤

石墨换热器离线清洗后,吊回系统后,启动前必须进行压力试验和泄漏试验,确保设备正常启动。试压、试漏过程与在线清洗相同。石墨换热器经离线清洗、试压、试漏后,可转入下一循环正常生产。

4、结论

通过上述系统地试验研究,分别对石墨换热器进行在线、离线进行清洗、试压及试漏,得出其最佳清洗工艺条件。

石墨换热器最佳在线清洗工艺条件如下:

清洗液成分如(H:S0。)=7%-12%温度82±2℃清洗时间48h石墨换热器最佳离线清洗工艺条件如下:

酸性清洗液成分r(HCI)=5%-10%f(H,SiF。)=8%-12%温度75±2℃清洗时间24h碱性清洗液成分r(NaOH)=8%~12%f(Na?CO,)=8%~12%温度80±72℃清洗时间24h不管是在线清洗工艺还是离线清洗工艺,清洗合格的石墨换热器均必须经过试压、试漏过程,以确保设备开机正常。在上述在线和离线清洗工艺条件下,石墨换热器清洗效果显著,浓缩装置产能明显提高。

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