Способ очистки теплопередающих поверхностей теплообменников от отложений сульфата кальция

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнв

Соцнаанстнческнв

Республнк (i»3 000733 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150681 (21) 3304843/28-12

Р(М Nn з

F 28 С 9/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (33) УДК 621 175.

004 1(088 8 ) Опубликовано 280283. Бюллетень №8

Дата опубликования описания 280233

Э.М. Миткевич, В.Н. Коробанов, B.П. Никулина,""

И.И. Марушкина, Э.В. Ермаков, .,T. КолеаниЧенко, т и

Н.И. Холоденко и С.Н. Коптев :,,... т : (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ ТЕПЛОПЕРЕДАИЦИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

TEIIJIOOB14EHHHKQB OT ОТЛО)КЕНИЙ СУЛЬФАТА

КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к способам очистки поверхностей теплостбменнйков от отложений сульфата кальция, преимущественно содержащих примеси карбонатно.-щелочных соединений, и может найти применение в химической, сахарной промышелнности, в теплоэнергетике, водоснабжении и других отраслях народного хозяйства.

Отложения сульфата кальция состоят в основном из безводного сульфата кальция (ангидрита ) и его кристаллогидратов, характеризуются высокой плотностью и тяжело поддаются как механическому, так и химическому удалению.

Отложения на теплопередающих поверхностях теплообменников принодят к резкому снижению коэффициента теплопередачи и являются главным препятствием для эффективного осуществления ряда процессон.

Известен способ очистки теплопередающих поверхностей технологических аппаратов от отложений сульфата кальцйя путем промывки растворителем при поддержания рН среды 1 и скорости движения раствора 0,30 5 м/с с последующим вводом осадителя сульфат-ионов, а именно растворимой соли бария, при.этом в.,качестве растворителя используют раствор минеральной кислоты t.1).

5 Данный способ позволяет интенсивно верги промывку аппаратов, однако ввиду того, что ему сопутствует интенсивный оррозионный износ аппаратуры, сп ýá ограничен применением

10 только для аппаратуры, выполненной иэ дорогостоящих корроэионно-стойких материалов, например титана.

Кроме того, для осуществления способа необходим демонтаж греющих камер, которые выполнены из титана, с установкой их на специальном промывочном стенде, что является, длительным и трудоемким процессом и фактически ликвидирует преимущество, получаемое за счет ускоренного растнорения отложений.

В случае выполнения аппарата из углероди той стали применение данного способа приводит к ныходу его из строя через 2-3 года н результате коррозионного износа.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки теплопередающих поверхностей от отложений сульфата кальция путем TlpoMhlPKH 2

30 25%-ным рас творог кипарис т и патрии, 1000733 которую ведут при поддержании рН среды 8-9 и скорости движения раствора 1 м/с с последующим ннодом осадителей сульфат-ионов и/или кальцийионов (2 g.

Этот способ устраняет недостатки предыдущего н части повышенного коррозионного износа аппаратуры, не требует демонтажа и монтажа греющих камер для промывки, однако он весьма длителен. Длительность промывки составляет 10 сут. этот недостаток обусловлен низкой эффективностью при растворении сульфатных отложений, содержащих примеси других соединений: карбоната кальция, гидро- 15 окиси кальция, гидроокиси магния.

Влияние примесей сказывается даже при их незначительном содержании (0,5-5,0 мас.% ). Эти примеси, образуя экранирующие пленки на слоях отложений сульфата кальция, существенно замедляют скорость растворения.

Другим существенным недостатком, усложняющим способ, является.необходимОсть стрОгОгО кОнтрОля сКоросТН 25 поступления сульфат- или кальцийионов н раствор для определения требуемого количества осадителя. Недостатком является также применение в качестве осадителя ядовитой и дорогостоящей соли бария.

Цель изобретения — интенсификация процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки поверхностей от отложений сульфата кальция путем их циркуляционной промывки раствором хлористого натрия, промывку ведут при поддержании рН среды 4-7 и скорости движения раствора

1,1-3,5 м/с. 40

Введение промывки при рН среды больше 7 не поэноляет растворить отложения карбоната кальция и, более того, возможно дополнительное об- 45 разование пленок гидроокиси кальция.

Продолжительность промывки увеличивается до 7 сут. При использовании промывного раствора с рН меньше 4 усиливается коррозия аппаратуры без интенсификации растворения. При скорости движения промывного раствора менее 1,1 и/с наблюдается значительное замедление процесса растворения вследствие уменьшения скорости транспортировки продуктов реакции из реакционной зоны в объем раствора.

Продолжительность промывки увеличивается до 7-10 сут. Проведение процесса растворения при скоростях движения раствора более 3,5 м/с нецеле- 60 сообразно из-за перехода его в кинетическую область, где лимитирующей стадией является химическое взаимодействие сульфата кальция с хлористым натрием. 65

Способ осущестнляют следующим образом.

Аппарат, ныполненный из углеродистой стали, с греющими камерами иэ титана, поверхности которых покрыты отложениями сульфата кальция, содержащими примеси карбонатно-щелочных соединений, заполняют раствором хлористого натрия с концентрацией 2

25 Mac,Ъ>кальций-ионов 0,01-0,2 мас.В.

После заполнения аппарата включают циркуляционный насос, обеспечивающий скорость движения раствора относительно поверхности с отложениями 1,13,5 м/с, рН раствора поддерживают путем постоянной подачи минеральной кислоты в количестве 0,2 мас.% по отношению к объему промынного раствора на входе в аппарат.

Во время промывки в аппарате поддерживают температуру промывного раствора на уровнй .50-100 С. На протяжении всей промывки осуществляют подпитку аппарата свежим раствором в количестве 10 м /ч, отработанный про3 мывной раствор постоянно отводят из аппарата.

Пример 1. Выпарной аппарат

F = б30 м, греющая поверхность которого покрыта отложениями безвод- > ного сульфата кальция, содержащими до 1% примесей CACO З и Са(ОН ), тол- щиной 1-2 мм, заполняют IlpoMbIBHblM раствором с содержанием хлористого натрия 15 мас.Ъ, кальций-ионов

0,2 мас.В, рН регулируют подачей минеральной кислоты s количестве

0,2 мас.Ъ по отношению к объему промывного раствора на входе в аппарат.

После заполнения аппарата включают циркуляционный насос, обеспечивающий скорость движения раствора 1,1 м/с.

>3о время промывки в аппарате поддерживают температуру раствора на уровне 100ОC. На протяжении всей промывки осуществляют подпитку аппарата свежим раствором в количестве

20 м /ч. Отработанный промывной раствор отводят из аппарата. Продолжительность промывки аппарата 72 ч.

В аналогичных условиях по способупрототипу с применением осадителей длительность промывки 10 сут.

Пример 2. Выпарной аппарат

F = б30 м, греющая поверхность которого покрыта отложениями безводного сульфата кальция, содержащими до 1 мас.В примесей СаСО4 и Са(ОН ), толщиной 1-2 мм, заполняют промывным раствором с содержанием хлористого натрия 2 мас.%, кальций-ионов

0,1 мас.Ъ, рН б регулируют подачей минеральной кислоты в количестве

0,2 мас.Ъ по Отношению к общему объему промывного раствора на входе в аппарат. После заполнения аппарата включают циркуляционный насос, обес1040733

Составитель В. Безбородова

Редактор П. Макаревич Техред Л.Пекарь

Корректор N. Шароши

Подписное

Заказ 1351/38 Тираж 670

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, .К-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проентная, 4 печивающий скорость движения раствора 2,3 м/с. Во время промывки в аппарате поддерживают температуру

85ОС. На протяжении всей промывки осуществляют подпитку аппарата свежим растворов в количестве 10 м 3/ч; отработанный провывной раствор отводят из аппарата. Продолжительность промывки аппарата 75 ч.

Показатели прояывки по способупрототипу аналогичны описанным в примере 1.

Пример 3. Выпарной аппарат

F 630 м, греющая поверхность ко» торого покрыта отложениями безводного сульфата кальция, содержащими до 2 мас.В примесей СаСО и Са(ОН ), толщиной 1-2 мм, заполняют промывным раствором с содержанием хлористого натрия 25 мас.В,кальций-ионов

0,1 мас.В, рН 4 регулируют подачей минеральной кислоты в количестве

0,2 мас.В по отношению к общему объему промывного раствора на входе в аппарат. После заполнения аппарата включают циркуляцнонный насос, обеспечивающий скорость движения раствора 3,5 м/с. Во время промывки в аппарате поддерживают температуру 50 С.

<На протяжении всей промывки осуществляют подпитку аппарата свежим раствором в количестве 10 м /ч, отработанный промывной раствор отводят из анпарата. Продолжительность промывки аппарата около трех суток.

Показатели промывки по способу- . прототипу аналогичны описанным в примере 1.

Как видно иэ приведенных примеров, технико-зкономические преиму- щества предлагаемого способа заключаются: в интенсификации процесса растворения отложений с 10 сут по способу-прототипу до 3 сут в предлагаемом; в упрощении и удешевлении процесса растворения отложений за счет исключения ядовитых и дорогостоящих реагентов, используемых в ка l0 честве осадителей сульфат-ионов, а также в исключении аналитического контроля скорости поступления сульфат- или кальций-ионов в раствор.

Ожидаемый зкономический зффект

15 от использования изобретения составит г20 тыс. руб/r. при выпуске

180 тыс. т/г. хлористого кальция.

Формула изобретения

20 (Способ очистки теплопередающих поверхностей теплообменников от отложений сульфата кальция путем цир. куляционной промывки поверхностей

2д 2-25%-ным раствором хлористого натрия, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью интенсификации процесса, промывку ведут при поддер- . жании рН среды 4-7 и скорости движения раствора .1,1-3,5 м/с.

Источники информации, принятые во внимание нри зкспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 464773, кл. F 28 G 9/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 634081, кл. F 28 G 9/00, 1978 (про тотип ).