Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений



Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений
Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений

 


Владельцы патента RU 2528776:

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к геотермальной энергетике и может быть использовано для очистки геотермального оборудования от карбонатных отложений. Предложен способ очистки теплообменника от карбонатных отложений, включающий подвод геотермальной воды с концентрацией углекислого газа выше равновесного значения, которое создается путем увеличения общего, соответственно, и парциального давления углекислого газа в очищаемом теплообменнике, при этом, очищаемый теплообменник подключают последовательно к чистому теплообменнику, а из геотермальной воды перед подачей в чистый теплообменник удаляют часть углекислого газа до равновесного значения и подают в геотермальную воду перед подачей в очищаемый теплообменник, парциальное давление углекислого газа в очищаемом теплообменнике поддерживается на уровне выше равновесного значения. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки теплообменника а также исключить потери тепла геотермальной воды, используемой для горячего водоснабжения. 2 ил.

 

Изобретение относится к геотермальной энергетике и может быть использовано для очистки геотермального оборудования от карбонатных отложений.

Известны способы механической (гидромеханической) очистки поверхностей различного оборудования от твердых отложений карбоната кальция [1, 2]. Очистка производится специальным чистящим инструментом - скребками, зубчатыми коронками, роликовыми насадками, центробежными шарошками, а счищенные отложения удаляют потоком жидкости. Применение этих способов облегчается в случае рыхлых отложений плотностью 1500-1900 кг/м3 при открытом доступе к очищаемой поверхности. Удаление плотных твердых отложений в труднодоступных местах требует больших затрат, и в процессе очистки возможны механические повреждения стенок очищаемого оборудования. К недостаткам этих способов также относятся расходы на монтажно-демонтажные работы и простой оборудования во время очистки.

Известен также способ очистки оборудования от карбонатных отложений с применением различных химических реагентов, в основном кислотосодержащих [3, 4]. Наибольший эффект дает, как известно, применение соляной, серной, азотной кислот. Чаще всего кислотную отмывку производят раствором соляной кислоты, образующей при взаимодействии со всеми отложениями растворимые соли. Недостатками этого способа являются: большой расход кислот, коррозия оборудования при очистке, загрязнение окружающей среды, а также дополнительные затраты на монтажно-демонтажные работы и простой оборудования во время очистки.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ очистки геотермального оборудования путем растворения карбонатных отложений углекислотой, содержащейся в геотермальной воде [5]. Для этого в очищаемом оборудовании парциальное давление углекислого газа поддерживается выше равновесного значения, создающего в растворе воды агрессивную углекислоту.

Агрессивная углекислота, увеличивая кислотность раствора, переводит твердый карбонат кальция в раствор воды в виде хорошо растворимой соли бикарбоната кальция.

В данном способе парциальное давление углекислого газа увеличивают путем повышения общего давления в очищаемом оборудовании. Однако при очистке этим способом теплообменной аппаратуры имеют место потери тепла геотермальной воды из-за наличия на теплообменной поверхности слоя отложений, вследствие чего потенциал геотермальной воды используется с низким кпд. Так как процесс очистки оборудования занимает значительное время (из-за невысокой кислотности раствора геотермальной воды, используемой для очистки), то потери тепла растут пропорционально времени очистки.

Техническим решением заявляемого способа является повышение эффективности очистки геотермального теплообменника от карбонатных отложений.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в способе очистки теплообменника от карбонатных отложений, включающем подвод в него геотермальной воды с концентрацией углекислого газа выше равновесного значения, которое создается путем увеличения общего, соответственно, и парциального давления углекислого газа в очищаемом теплообменнике, очищаемый теплообменник подключают последовательно к чистому теплообменнику, а из геотермальной воды перед подачей в чистый теплообменник удаляют часть углекислого газа до равновесного значения и подают в геотермальную воду, поступающую в очищаемый теплообменник, при этом парциальное давление углекислого газа в очищаемом теплообменнике поддерживается на уровне выше равновесного значения.

Сущность изобретения поясняется чертежами и данными по растворимости твердых отложений карбоната кальция в геотермальной воде скв. 27Т (Махачкала, Республика Дагестан), представленными в таблице. На фиг.1 - равновесные параметры воды скв. 27T, при которых она не выделяет и не растворяет твердую фазу карбоната кальция, а на фиг.2 - схема подключения очищаемого теплообменника к чистому теплообменнику.

Для каждой геотермальной скважины существуют параметры воды, при которых она не растворяет и не выделяет твердую фазу карбоната кальция [6]. Для примера на фиг.1 представлена линия равновесных значений давления и температуры воды скважины 27 Т. В точках с параметрами давления и температуры воды выше равновесной линии твердая фаза карбоната кальция растворяется в виде бикарбоната кальция

CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

При этом чем выше расположена точка от равновесной линии, тем выше скорость растворения (см. табл.). Наоборот, в точках расположенных ниже равновесной линии из воды выделяется твердая фаза карбоната кальция. Используя график равновесных параметров воды эксплуатируемой скважины и чистый теплообменник, можно произвести очистку теплообменника с твердыми отложениями карбоната кальция без потерь теплового потенциала геотермальной воды данной скважины.

Таблица
Скорость растворения отложений CaCO3 на скв. 27Т (t=99°C)
Re Общее давление в системе Р, МПа Плотность отложений ρ, кг/м3 Скорость растворения отложений υ, мм/сут
1 200000 0,75 2700 0,4
2 50000 0,75 2200 0,3-0,4
3 200000 0,55 2700 0,1-0,15
4 50000 0,55 2200 0,05-0,1
5 50000 0,45 2200 0-0,01

Способ осуществляется следующим образом. По линии 1 (фиг.2) геотермальная вода с давлением P1 не ниже равновесного значения поступает в первый контур чистого теплообменника 2. Далее вода с давлением P2, превышающим равновесное значение при данной температуре, подводится по линии 3 в очищаемый теплообменник 4 и выводится из него с давлением P3, соответствующем не ниже равновесного значения при температуре выхода воды из очищаемой системы. Одновременно в противотоке во второй контур очищаемого теплообменника 4 по линии 6 подается холодная пресная вода. Далее холодная вода по линии 7 подводится ко второму контуру теплообменника 2 и выводится из него к потребителю по линии 8.

На линии 1 часть углекислого газа выводится из геотермальной воды перед теплообменником 2 и по линии 9 насосом 10 подается в геотермальную воду на линии 3 перед очищаемым теплообменником 4. Этот процесс уменьшает кислотность раствора воды, подаваемой в чистый теплообменник 2, тем самым снижая коррозию его внутренней стенки. В то же время подача углекислого газа в геотермальную воду, предварительно охлажденную в чистом теплообменнике 2, на линии 3 увеличивает ее кислотность перед подачей в очищаемый теплообменник 4, тем самым увеличивая скорость растворения отложений.

Чистый теплообменник 2 позволяет утилизировать тепло геотермальной воды и способствует большей растворимости углекислого газа в геотермальной воде, подаваемой в очищаемый теплообменник 4.

В случае необходимости увеличения потока геотермальной воды через чистый теплообменник 2 (например, в зимнее время) параллельно теплообменнику 4 предусмотрена линия 11 с запорной арматурой 12.

Таким образом, последовательное подключение очищаемого теплообменника к чистому теплообменнику, снижение парциального давления углекислого газа в чистом теплообменнике и увеличение его в очищаемом теплообменнике позволяет повысить эффективность очистки теплообменника от карбонатных отложений и исключить потери тепла геотермальной воды.

Источники информации

1. РФ пат. 20003390, кл. B08B 9/04, опубл. 30.11.93.

2. РФ пат. 2177377, кл. B08B 9/045, опубл.27.12.2001.

3. РФ пат. 2078058, кл. C02F 5/14, опубл. 27.04.1997.

4. РФ пат. 2177458, кл. C02F 5/14, C23F 14/02, опуб. 27.12.2001.

5. Ахмедов Г.Я. К вопросу образования и растворения карбонатных отложений в геотермальных системах // Альтернативная энергетика и экология. 2010. №7. С.128-133.

6. Ахмедов Г.Я. Проблемы солеотложения при использовании геотермальных вод для горячего тепловодоснабжения // Промышленная энергетика, 2009. №9 С.50-54.

Способ очистки теплообменника от карбонатных отложений, включающий подвод геотермальной воды с концентрацией углекислого газа выше равновесного значения, которое создается путем увеличения общего, соответственно, и парциального давления углекислого газа в очищаемом теплообменнике, отличающийся тем, что очищаемый теплообменник подключают последовательно к чистому теплообменнику, а из геотермальной воды перед подачей в чистый теплообменник удаляют часть углекислого газа до равновесного значения и подают в геотермальную воду перед подачей в очищаемый теплообменник, при этом парциальное давление углекислого газа в очищаемом теплообменнике поддерживается на уровне выше равновесного значения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано при очистке теплообменников на пункте подогрева нефти от парафиновых отложений. Способ очистки теплообменников от парафиновых отложений заключается в том, что очистку производят потоком горячей нефти с выносом нагретого и разжиженного парафина потоком нефти, при этом к теплообменникам подключают линию реверсивной подачи нефти через теплообменники и при увеличении перепада давления между давлением нефти на входе в теплообменники и на их выходе до величины, составляющей от 0,9 до 0,95 от предельно допустимой для данных теплообменников в последние переключают подачу нефти с входа в теплообменники на выход из теплообменников с формированием таким образом реверсивного режима течения нефти, который осуществляют до достижения заданного перепада давления на каждом из теплообменников пункта подготовки нефти, после чего осуществляют переключение подачи нефти на вход теплообменников.
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки внутренней поверхности котельных труб тепловых электростанций от отложений и для последующей пассивации этой поверхности.
Группа изобретений относится к области теплоэнергетики и может быть использована для эксплуатационной очистки от отложений внутренних поверхностей котельных труб энергетических котлов: барабанных котлов и котлов-утилизаторов парогазовых установок с последующей пассивацией этих поверхностей.
Изобретение относится к очистке наружной поверхности из алюминия и алюминиевых сплавов аппаратов воздушного охлаждения (далее - АВО). Способ включает обработку поверхности моющим средством и промывку водой, при этом очистку осуществляют в три этапа, на первом и третьем этапах осуществляют струйную промывку поверхности нагретой водой или смесью воды с водяным паром при давлении струи 20-150 бар, а на втором этапе осуществляют струйную обработку поверхности 0,25-1,5% водным раствором кислотного моющего средства, нагретым до температуры 20-60°C с давлением струи 20-150 бар с выдержкой в течение 10-30 минут.

Устройство для проверки герметичности, промывки и определения теплоотдачи автомобильных радиаторов относится к моечному оборудованию и может быть использовано для очистки радиаторов систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания.
Изобретение относится к проблеме удаления продуктов коррозии и солевых отложений в трубопроводах и теплообменной аппаратуре ЖКХ с использованием водооборотных систем и может быть использовано в нефтехимической, химической, металлургической промышленности, а также на предприятиях промышленной энергетики.
Изобретение относится к энергетике, в частности к способам очистки теплообменных аппаратов, паровых и водогрейных котлов, парогенераторов от отложений и их последующей пассивации, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других областях народного хозяйства.

Изобретение относится к области очистки технологического оборудования и сетей и может быть использовано в различных областях промышленности. .
Изобретение относится к удалению отложений, содержащих магнетит и медь, из контейнеров промышленных и электроэнергетических установок, в частности из парогенератора атомной электростанции.

Изобретение относится к технологии химической очистки внутренних полостей теплообменного оборудования (теплообменных контуров) и может быть использовано для очистки систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания или других агрегатов от накипно-коррозионных отложений. Технический результат - повышение эффективности воздействия обрабатывающей жидкости на внутреннюю поверхность полости теплообменного оборудования. Способ включает промывку обрабатываемой полости раствором промывочного реагента при его температуре 50-80°С и периодическую смену направления движения потока через полость, при этом используют раствор, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%: сульфаминовая кислота - 2-5, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное. Затем осуществляют нейтрализацию раствора промывочного реагента раствором гидрооксида натрия и противокоррозионную обработку полости путем ее промывки пассивирующим раствором. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технологии безразборной химической очистки теплообменного оборудования, а именно к очистке теплообменной системы дизеля тепловоза от накипно-коррозионных отложений. Способ очистки включает разделение теплообменной системы на следующие контуры: контур водяной системы охлаждения дизеля, контур водовоздушных секций радиатора системы водяного охлаждения дизеля и турбокомпрессора тепловоза, контур водовоздушных секций радиатора системы водяного охлаждения масла и надувочного воздуха, контур турбокомпрессора, контур охладителя надувочного воздуха, контур водомасляного теплообменника, контур топливоподогревателя, контур отопителя кабины машиниста. При этом осуществляют раздельную промывку каждого из упомянутых контуров раствором промывочного реагента при его температуре 50-80°С с периодической сменой направления движения потока раствора через полость контура, нейтрализацию растворов реагента и противокоррозионную обработку. В качестве промывочного раствора используют раствор, содержащий в мас.%: сульфаминовая кислота - 2-5, динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное. Изобретение обеспечивает увеличение эффективности очистки теплообменных систем, повышение производительности, улучшение антикоррозионных свойств обрабатываемых поверхностей и безопасности способа. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к очистке поверхности теплообменного оборудования от накипно-коррозионных отложений. В способе используют жидкий очищающий состав, содержащий аскорбиновую кислоту, комплексообразователь, воду и, возможно, вспомогательные добавки, который заливают или прокачивают через теплообменное оборудование. Подачу очищающего состава в теплообменное оборудование осуществляют из расширительного бака кавитационно-теплового генератора, обеспечивающего гидродинамический нагрев жидкого очищающего состава до температуры 70÷130°C и создание вихревого потока жидкости в очищаемом оборудовании за счет гидродинамической кавитации, причем перед использованием упомянутого состава теплообменное оборудование заполняют водой, которую нагревают с помощью кавитационно-теплового генератора до 50÷70°C. Изобретение обеспечивает повышение энергоэффективности процесса, снижение расхода очищающего средства, повышение экологической безопасности процесса, повышение производительности процесса удаления накипно-коррозионных отложений различной плотности и состава. 3 з.п. ф-лы, 6 табл., 1 пр.

Изобретение относится к энергетике, в частности к способам очистки теплообменных аппаратов, паровых и водогрейных котлов, парогенераторов от отложений и их последующей пассивации, и может быть использовано в энергетической, машиностроительной и других областях народного хозяйства. Техническим результатом, достигаемым использованием изобретения, является повышение эффективности очистки и пассивации внутренних поверхностей теплообменных труб за счет проведения процесса в три стадии при последовательном дозировании в поток пара реагента - муравьиной кислоты, разлагающейся при температурах от 200 до 650°C с выделением оксида углерода, в следующей очередности: муравьиная кислота, водород и кислород. Технический результат достигается тем, что в способе парохимической очистки и пассивации поверхностей металлических труб, характеризующемся их продувкой водяным паром с окислителем и активаторами процесса очистки, в поток водяного пара в процессе их продувки поочередно вводят вначале реагент, выделяющий оксид углерода - водный раствор муравьиной кислоты, затем водород и в завершение процесса вводят кислород.
Изобретение относится к способу химической очистки контуров исследовательских и энергетических установок и может быть использовано в области теплоэнергетики и ядерной техники, например, при очистке внутренних поверхностей контуров, изготовленных полностью или частично из углеродистой стали, от железоокисных отложений (преимущественно магнетита), в том числе загрязненных радионуклидами. Обработку контура в сборе осуществляют 5÷20%-ными растворами ОЭДФ кислоты, нейтрализованными до величин рН=2,0÷2,9 аммиаком, или калиевой, или натриевой щелочью при температурах 55÷95°C, а по достижении постоянного значения величины рН (что соответствует окончанию процесса растворения рыхлой части железоокисных отложений) в контур вводят при циркуляции концентрат калиевой или натриевой щелочи или аммиака для создания в растворе величины рН=8,0÷8,5. Составы для очистки или дезактивации контура в сборе или отдельных его узлов, используемые в данном способе, обладают высокой эффективностью в отношении растворения железоокисных отложений и меньшими коррозионными потерями углеродистых сталей. 6 табл.
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для очистки, пассивации и поддержания водно-химического режима (ВХР) рабочего водопарового тракта (РВПТ) паросиловых энергоблоков докритических параметров, в том числе парогазовых установок. Предложен способ организации комплексной технологии очистки и пассивации внутренних поверхностей, а также последующего поддержания корректирующего эксплуатационного ВХР РВПТ паросилового энергоблока с использованием средств воздействия на химическое состояние водопаровой среды на каждом из перечисленных этапов указанной комплексной технологии. Отличие в том, что в качестве средств воздействия на химическое состояние водопаровой среды на всех трех этапах указанной комплексной технологии используют один и тот же аминосодержащий химический реагент, оптимальную концентрацию которого в обрабатываемой им среде подбирают индивидуально для каждого из указанных этапов, а оптимальные параметры указанной среды подбирают только для двух первых этапов. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в энергоустановках для очистки водопарового контура. В предложенном способе очищающий раствор подается в очищаемую часть, а затем сливается, во время или непосредственно после слива очищающего раствора в очищаемую часть, по меньшей мере, в одной ее высокой точке подается пар для промывки, открывается или оставляется открытым, по меньшей мере, один выпуск в нижней точке очищаемой части, пар подается до тех пор, пока он не выйдет из выпуска, в случае нескольких выпусков закрываются те выпуски, из которых выходит пар, и пар подается до тех пор, пока он не выйдет из всех выпусков, после чего пароподающий трубопровод закрывается и все выпуски снова открываются. Изобретение относится также к применению способа в пароэлектростанции, газопаротурбинной установке и, в частности, водопаровом контуре парогенератора-утилизатора. Благодаря предложенному способу уменьшается объем сточных вод. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технологии химической очистки внутренних полостей теплообменного оборудования и может быть использовано для очистки систем охлаждения двигателей внутреннего сгорания или других агрегатов от накипно-коррозионных отложений. Способ позволяет избежать применения реагентов, оказывающих негативное воздействие на природную среду. Способ включает промывку обрабатываемой полости раствором промывочного реагента при его температуре 50-80°C и периодическую смену направления движения потока через полость, при этом используют раствор, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. %: сульфаминовая кислота - 2-5, ЭБК - 1-1,5, ингибитор коррозии - 0,1-0,2, вода - остальное. Затем осуществляют нейтрализацию раствора промывочного реагента щелочным раствором и противокоррозионную обработку полости путем ее промывки пассивирующим раствором. 1 табл.
Наверх