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冷却水系统化学清洗工艺

【摘要】:冷却水系统化学处理的顺序一般是先用水冲洗,然后进行化学清洗,接着进行预膜处理,最后转入正常的化学处理运行。杀菌常用氯或次氯酸钠,连续投加,控制余氯为0.5~1.0mg/L,直到化学清洗结束。化学清洗开始时,循环水的浊度和铁离子会迅速增加数倍或数十倍,待清洗一段时间后,浊度和铁离子逐渐降低,并稳定下来,待浊度连续3h不再增加和出口铁离子浓度不变时,清洗工作即可结束。化学清洗的方法主要有以下几种。

冷却水系统化学处理的顺序一般是先用水冲洗,然后进行化学清洗,接着进行预膜处理,最后转入正常的化学处理运行。新系统由于没有经过运行,设备内部一般比较干净,故清洗的目的主要是去除设备表面氧化物(如铁锈)、油脂和杀菌。主要采用表面活性剂,例如,琥珀酸二乙酯磺酸钠(渗透剂T)、十二烷基磺酸钠、聚氧乙烯山梨糖醇酐油酸酯(吐温-80)等。也有采用表面活性剂与阻垢分散剂的复配药剂。杀菌常用氯或次氯酸钠,连续投加,控制余氯为0.5~1.0mg/L,直到化学清洗结束。也可先加杀菌剂,剥离4~8h后,再加入清洗剂。

使用表面活性剂清洗过程中会出现大量泡沫,因此事先要准备好消泡剂。当泡沫大量产生时向水池内加入消泡剂3~5mg/L,不久泡沫即可消除。消泡剂主要含液体石蜡和硬脂酸。化学清洗开始时,循环水的浊度和铁离子会迅速增加数倍或数十倍,待清洗一段时间后,浊度和铁离子逐渐降低,并稳定下来,待浊度连续3h不再增加和出口铁离子浓度不变时,清洗工作即可结束。一般来说,清洗时间约需24h左右。清洗阶段不排水、补水。清洗结束后,应尽可能地大量排水和大量补水进行系统置换,当浊度降到10mg/L以下时,即可开始下一步的预膜处理。

化学清洗的方法主要有以下几种。

1.循环清洗法

循环清洗法是用泵使清洗液在系统内强制循环进行清洗的方法。循环清洗系统包括清洗液箱、耐蚀循环泵、临时安装的循环系统。清洗液箱中常设置加热控温设备。升温到55~60℃,控制流速0.2m/s。清洗液的浓度和温度容易保持均匀,由于液体流动可以提高清洗效果,所以被采用得最多。

用5%~7%的热盐酸溶液循环清洗适合于铁的氧化物含量在40%以上,并且含有相当数量磷酸盐的水垢。氧化铁垢中常混有铜或铜的氧化物,如果其含量超过5%,可加硫脲隐蔽;如果其含量达10%,应增加氨与过硫酸铵除铜步骤。在循环清洗期间,定时采样分析酸液浓度和铁离子浓度。正常情况下二价铁离子浓度升高,三价铁离子基本保持在400mg/L以下。当酸浓度和亚铁离子浓度基本不变时,可结束酸洗,排出废清洗液,用清水冲洗至pH>5后,转入钝化操作。

应该指出的是,清洗过程中硬垢大量剥离与崩解是不正常现象。剥离的氧化皮和硬垢片很容易产生堵塞。崩解的水垢来不及溶解则会造成阻塞和气塞,使清洗难以顺利进行,并影响清洗效果。为防止垢的崩解,在清洗较疏松的碳酸钙垢时,应使用低浓度盐酸(例如,由0.5%起,逐渐提高到2%),并且防止加酸过快过猛。直管的热交换器解垢后,如果垢体松软,可用压缩空气载压力水冲洗。有些水垢介于堆积的沉渣和硬质水垢之间。例如,用阻垢剂处理的循环水冷却塔,常因为超过规定的极限碳酸盐硬度或超过规定的浓缩倍率而积渣,但是尚未硬化成垢,可用普通压力水或压缩空气自设备上吹下。

2.浸泡清洗法

浸泡清洗法是把预先配制好的清洗液装满要清洗的对象,静置浸泡一定时间,然后放出废液,用水冲洗。该法适用于小型冷却设备以及被沉积物堵死而无法将清洗液进行循环的设备。浸泡清洗省去了循环系统的安装工作和循环泵、阀门等的设备费用,是经济廉价的清洗方法,但需时间较长。清洗效果取决于药剂浓度和浸泡时间。药剂用量按垢量计算。对碳酸钙垢,通常取2~2.5kg/(m2·mm厚)需30%盐酸2.4kg/kg(垢)。

3.脉动清洗法

脉动清洗法是介于循环法和浸渍法之间的清洗方法。在清洗对象中装满清洗液浸渍一定时间后,从下部放出清洗液,再注入操作。利用所谓“液体的搅动”,达到浓度和温度的均匀。清洗液的搅动量越多越好,下部连接点有多个时,若把排出部位和注入部位互相变换一下,则更有效。适用于不能循环的结构和水垢量多、管线较长以及远离连接点的设备。

4.喷淋清洗法

喷淋清洗法适用于罐等容积比表面积大的清洗对象,以及因满水而强度不够的清洗对象。用喷嘴喷淋清洗液进行清洗。喷射喷嘴根据需要可通过清洗液进行360°自动旋转。

5.泡沫清洗法

在浸泡清洗时,将发泡剂加入清洗液中,再鼓入空气、氮气等气体,使药剂充满整个容器,以便用少量的清洗剂去清洗一个大容器设备的内壁。这种方法称为泡沫清洗或鼓泡清洗。该方法适用于清洗碳酸钙、磷酸盐和铁铜垢混杂的水垢。当水垢中磷酸盐或铁的氧化物含量较多时,用盐酸清洗液溶垢速度慢,而且缺少碳酸钙垢溶解时的二氧化碳鼓泡搅动和使垢松动崩解的作用,清洗效果将受影响,除垢率有时不足70%,为此需鼓入氮气或同时加入发泡剂和加热。当氮气流量达300mL/min就有较好的冲击搅拌助溶效果,使除垢速度与除垢率较静态浸泡有明显提高。

6.涂敷清洗法

有时清洗对象没有必要进行全面清洗,只需要清洗一部分或特殊部位,可采用涂敷清洗法。将黏结剂和清洗液混合后做成涂敷清洗液,涂敷在必要的部位,静置一定时间后再清洗。