镍换热器水垢的清洗方法
【专利摘要】本发明属于工业设备清洗领域，具体涉及一种镍换热器水垢的清洗方法。本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、不需拆卸清洗的镍换热器水垢的清洗方法。本发明所采用的技术方案为先将换热器碱洗后酸洗，酸洗液为以质量分数计，含磷酸5％～10％、氨基磺酸5％～10％、表面活性剂0.1％～0.3％、酸洗缓蚀剂0.25％～0.3％的水溶液，再漂洗、钝化处理。采用本发明技术方案可有效的清洗镍换热器循环水污垢，同时避免了停产拆卸所带来的不便和人力、物资消耗。同时，本发明技术方案简单，成本低，适于推广。
【专利说明】镍换热器水垢的清洗方法
【技术领域】
[0001]本发明属于工业设备清洗领域，具体涉及一种镍换热器水垢的清洗方法。
技术背景
[0002]离子膜法制碱工艺中，高温碱液降温设备通常选用工业镍材质的板式换热器，由于受循环水质及长期在高温条件下运行工艺的影响，镍换热器在使用一段时间后，在循环水侧会结垢。因污垢的导热系数较小，一般仅为碳钢的1%，据相关资料统计，当污垢层达Imm时，换热效率降低8 %，从而使得换热效率降低，达不到生产工艺控制参数，严重时会被迫停产。
[0003]目前镍换热器水垢的清洗方法主要是人工拆卸清洗，如对于板式换热器，需拆开板式换热器的每一块板片，采用人工对每一块换热片进行清洗除垢，然后重新组装。此法的缺点是装置需停产拆卸，在拆卸时，密封胶条易损坏，在清洗时也易损坏换热板片，更换费用高，人工清洗耗费时间长，劳动强度大。并且频繁拆卸对设备保养、维护不利，大大缩短了设备使用寿命。以攀枝花5万吨离子膜烧碱厂为例，电解工序出槽碱液换热器，板片材质为工业纯镍，该板式换热器经常进行人工拆卸清洗，每次清洗时得配备垫片及板片以备拆卸损坏时更换。结垢严重时，10余人清洗需至少I整天时间，至少需更换数张板片及10多张垫片。
[0004]为解决频繁人工清洗问题，本领域技术人员需要一种化学清洗镍换热器的方法。由于镍易受强氧化性无机酸腐蚀，目前化学清洗方法较少，迄今为止未见相关专利及报道。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种操作简单、不需拆卸清洗的镍换热器水垢的清洗方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包括以下步骤:
[0007]a、碱洗:加入碱洗液碱洗，每20min?60min测定碱洗液中磷酸根浓度，碱洗至碱洗液中磷酸根浓度变化< 0.1 %或碱洗液进出口磷酸根浓度差< 0.1%即可；
[0008]b、酸洗:排尽碱洗液，加入酸洗液酸洗，每20min?60min测定酸洗液中氢离子浓度，酸洗至酸洗液中氢离子浓度变化< 0.1 %或酸洗液进出口氢离子浓度差< 0.1%即可；
[0009]C、漂洗:排尽酸洗液，加入漂洗液漂洗；
[0010]d、钝化:排尽漂洗液，加入钝化液钝化；
[0011]其中:
[0012]所述碱洗液为以质量分数计，含Na3PO4 0.5 %?I %、Na2HPO4 0.1 %?0.2 %的水溶液；
[0013]所述酸洗液为以质量分数计，含磷酸5%?10%，氨基磺酸8%?10%，表面活性剂0.1 %?0.3 %，酸洗缓蚀剂0.25 %?0.3 %的水溶液；
[0014]所述漂洗液为以质量分数计，含柠檬酸3%?5 %，以氨水调节pH值至3?4的水溶液；
[0015]所述钝化液为以质量分数计，含NaNO2 0.25%?0.5%、Na3PO4 0.25%?0.5%、
Na2CO3 0.5%?I %的水溶液。
[0016]所述酸洗液中的表面活性剂可选用烷基苯磺酸钠。
[0017]所述酸洗缓蚀剂可选用蓝星集团公司生产的Lan-826多用型酸洗缓蚀剂。
[0018]上述技术方案中，为检查换热器有无泄露，除去表面疏松的污垢，减少碱洗液和酸洗液的消耗，可在碱洗前先进行水洗，水洗至无污水排出即可。为加快水洗速度，确保水洗效果，水洗时水流速宜控制> lOm/s。
[0019]碱洗可除去会使酸洗缓蚀剂中毒失效的有机物质、垢层外表面疏松的疏水物质和硫酸盐污垢，以便酸洗液能与垢层发生作用，提高除垢效果。碱洗可在常温下进行，但碱洗时间较长，为加快碱洗速度，节省碱洗时间，碱洗温度可控制为70°C?90°C。
[0020]上述任一技术方案中，酸洗前可先进行水洗以除去残留的碱洗液以节约酸洗液消耗。为加快水洗速度，水洗时水流速宜控制> lOm/s。
[0021]酸洗可在常温下进行，但酸洗时间较长，为节省酸洗时间，酸洗温度宜控制为40°C?60°C，温度过高，酸洗缓蚀剂、表面活性剂中的有机物质易被破坏，导致酸洗效率降低。
[0022]上述任一技术方案中，漂洗前可先进行水洗以除去残留的酸洗液以节约漂洗液消耗。为加快水洗速度，水洗时水流速宜控制> lOm/s。
[0023]漂洗在常温下即可进行，为加快漂洗速度，漂洗温度宜控制为70°C?90°C。
[0024]漂洗时间控制为0.5h?1.5h即可达到工艺要求，具体漂洗时间视漂洗温度而定。
[0025]漂洗液中调节pH值所用氨水浓度无特殊要求，采用市售氨水即可。
[0026]上述任一技术方案中，漂洗液中可加入二邻甲苯硫脲0.5%?1%作为缓蚀剂。
[0027]钝化在常温下即可进行，为确保钝化效果，节省钝化时间，钝化温度宜控制为60。。?90。。。
[0028]钝化时间控制为Ih?6h即可达到钝化效果，具体钝化时间视钝化温度与钝化效果而定。
[0029]为确保清洗效果，节约清洗成本，上述技术方案中的酸洗液、碱洗液、漂洗液、钝化液、水均从换热器底部送入，从换热器顶部排出；若进行水洗，则水也从换热器底部送入，从换热器顶部排出。
[0030]为节约成本，减少废水排放量，换热器顶部排出的酸洗液、碱洗液、漂洗液、钝化液可循环使用；若进行水洗，则水也可循环使用。
[0031]本发明的有益效果如下:
[0032]采用本发明技术方案可有效的清洗镍换热器循环水污垢，同时避免了停产拆卸所带来的不便和人力、物资消耗。同时，本发明技术方案简单，成本低，适于推广。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但应理解的是，不将本发明的保护范围限制于该实施例中。
[0034]以攀枝花5万吨规模离子膜烧碱厂为例，电解工序出槽碱液换热器为镍板式换热器，板片材质为工业纯镍，使用一段时间后结垢，对其进行清洗。
[0035]清洗前准备:停止该换热器的使用，关闭循环水管线进出口总阀，打开排污阀，将换热器内残留水排尽；在换热器循环水侧进出口的排污口用软管连接至循环清洗装置；
[0036]水洗:往循环清洗装置中加满水，启动循环，将循环清洗装置内补满水，观察循环清洗装置中液位有无明显降低，检查确认有清洗管线有无内漏情况；无内漏则排尽循环槽中污水，重新加水循环冲洗至水清澈为止；
[0037]碱洗:将以质量分数计，含Na3PO4 0.5%, Na2HPO4 0.15%的水溶液送入循环清洗，碱洗温度为70°C?90°C ;每30分钟监测磷酸根浓度，直至前后两次磷酸根浓度测定值(0.1 %或碱洗液进出口磷酸根浓度差< 0.1% ;
[0038]水洗:碱洗后用水冲洗清除残留的碱液，水洗0.5h即可；
[0039]酸洗:清空循环槽，加入配制好的酸洗液，开始循环清洗，酸洗温度为40°C?60°C;酸洗时每30min测定一次氢离子浓度、铁离子浓度、温度和pH值，以确保清洗效果；当前后两次氢离子浓度测定值变化< 0.1%或者进出口氢离子浓度差< 0.1%，视为达到清洗终点；其中，酸洗液为以质量分数计，含磷酸8%，氨基磺酸10%，烷基苯磺酸钠0.1，蓝星集团公司生产的Lan-826多用型酸洗缓蚀剂0.25%的水溶液；
[0040]水洗:水洗0.5h除去酸洗液；
[0041]漂洗:配制漂洗液，漂洗液以质量分数计，含柠檬酸3%，用市售氨水调节pH值3?4后加入二邻甲苯硫脲0.5%。加入漂洗液后开启镍换热器热侧碱液循环，间接加热将漂洗液升温至70°C?90°C，启动循环泵进行漂洗，漂洗时间Ih ；
[0042]钝化；排尽漂洗液，加入钝化液，钝化液为以质量分数计，含NaNO2 0.25%, Na3PO40.25%, Na2CO3 I %的水溶液。通过镍换热器热侧碱液间接加热使钝化温度为60°C?90°C，钝化时间4h，完成清洗。
[0043]经检测，清洗后的换热器碳酸盐型污垢除垢率均达到80%以上，硅酸盐型污垢和硫酸盐型污垢除垢率均达到60%以上，除垢效果明显，达到了清洗目的。金属挂片腐蚀速率的平均值< 1g.πΓ2.h—1，除垢后钝化效果佳，避免了人工拆洗耗费大量人力、物力。
【权利要求】
1.镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于，包括以下步骤: a、碱洗:加入碱洗液碱洗，每20min?60min测定碱洗液中磷酸根浓度，碱洗至碱洗液中磷酸根浓度变化< 0.1 %或碱洗液进出口磷酸根浓度差< 0.1%即可； b、酸洗:排尽碱洗液，加入酸洗液酸洗，每20min?60min测定酸洗液中氢离子浓度，酸洗至酸洗液中氢离子浓度变化< 0.1 %或酸洗液进出口氢离子浓度差< 0.1%即可； C、漂洗:排尽酸洗液，加入漂洗液漂洗； d、钝化:排尽漂洗液，加入钝化液钝化； 其中: 所述碱洗液为以质量分数计，含Na3PO40.5 %?I %、Na2HPO40.1 %?0.2 %的水溶液； 所述酸洗液为以质量分数计，含磷酸5 %?10 %，氨基磺酸8 %?10 %，表面活性剂0.1 %?0.3 %，酸洗缓蚀剂0.25 %?0.3 %的水溶液； 所述漂洗液为以质量分数计，含柠檬酸3%?5%，以氨水调节pH值至3?4的水溶液； 所述钝化液为以质量分数计，含NaNO20.25 %?0.5 %、Na3PO40.25 %?0.5 %、Na2CO30.5%?I %的水溶液。
2.根据权利要求1所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于:所述酸洗液中的表面活性剂为烷基苯磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于:所述酸洗缓蚀剂为蓝星集团公司生产的Lan-826多用型酸洗缓蚀剂。
4.根据权利要求1所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于:所述漂洗液中含二邻甲苯硫脲0.5%?1%。
5.根据权利要求1所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于，满足下述至少一项: 碱洗温度为70°C?90°C ； 酸洗温度为40°C?60°C ； 漂洗温度为70°C?90°C ； 钝化温度为60°C?90°C。
6.根据权利要求1或5所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于，满足下述至少一项: 漂洗时间0.5h?1.5h ; 纯化时间Ih?6h。
7.根据权利要求1所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于，满足下述至少一项: 碱洗前进行水洗； 酸洗前进行水洗； 漂洗前进行水洗。
8.根据权利要求7所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于，满足下述至少一项: 碱洗前水洗时水流速> 1m/s ； 酸洗前水洗时水流速> 1m/s ； 漂洗前水洗时水流速> lOm/s。
9.根据权利要求1?8任一项所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于:酸洗液、碱洗液、漂洗液、钝化液均从换热器底部送入，从换热器顶部排出；若进行水洗，则水从换热器底部送入，从换热器顶部排出。
10.根据权利要求9所述的镍换热器水垢的清洗方法，其特征在于:换热器顶部排出的酸洗液、碱洗液、漂洗液、钝化液循环使用；若进行水洗，则水循环使用。
【文档编号】F28G9/00GK104406452SQ201410648512
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】刘澜涛, 宋德锦, 王海军 申请人:攀枝花钢企欣宇化工有限公司