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化工設(shè)備清洗技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：
2022-05-10 14:19
在化工生產(chǎn)過程中，因?yàn)楦鞣N緣由，設(shè)備和管線中都會(huì)發(fā)生如：聚合物、結(jié)焦、油塵垢、水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)品等塵垢。這些嚴(yán)重影響了設(shè)備的運(yùn)用，因而進(jìn)行化工設(shè)備清洗十分重要。
今天我們?yōu)榇蠹覝?zhǔn)備了滿滿的干貨，精彩看點(diǎn)：
化工設(shè)備清洗技術(shù)有哪些?
為什么要清洗化工設(shè)備?
化工設(shè)備的清洗流程有哪些?
換熱器、反應(yīng)釜和設(shè)備管線該如何清洗?
化工設(shè)備清洗技術(shù)
化工設(shè)備清洗包含在線清洗和離線清洗兩種。
在線清洗
利用循環(huán)水系統(tǒng)中的涼水塔作為加藥箱，往系統(tǒng)里面加藥，進(jìn)行自然循環(huán)。
優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備不用停機(jī)，不影響正常生產(chǎn)使用。
缺點(diǎn)：清洗效果相對于離線清洗還說不是很好。清洗時(shí)間長，對設(shè)備的腐蝕危害大等。
離線清洗
指的是待清洗部件從設(shè)備或管道上拆卸后運(yùn)送至另一地點(diǎn)(相對原部件所在位置來說)進(jìn)行清洗的過程
離線清洗又可以分為物理清洗和化學(xué)清洗。
物理清洗：利用高壓流水對設(shè)備進(jìn)行清洗。需要高壓清洗設(shè)備。
化學(xué)清洗：把換熱器單獨(dú)拿出來，把循環(huán)水的進(jìn)出口管路連接到清洗車上，進(jìn)行循環(huán)。化學(xué)清洗有以下特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)：減少了藥劑的使用量，清洗效果好。
缺點(diǎn)：需要相應(yīng)的設(shè)備，如清洗車或者清洗水箱，高壓泵，各種規(guī)格的連接閥門，電焊設(shè)備等。
化學(xué)清洗有酸洗和堿洗兩種形式。
堿洗：主要是為了清除設(shè)備內(nèi)部的有機(jī)物、微生物、油污等附著物，如設(shè)備安裝時(shí)的防銹劑等。堿洗還可以起到松化、松動(dòng)、乳化及分散無機(jī)鹽類的作用。常用清洗劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸三鈉等。
酸洗：主要是為了清除無機(jī)鹽類的沉積，如碳酸鹽、硫酸鹽、硅垢等。常用清洗劑有鹽酸，硫酸，氫氟酸等有機(jī)酸。檸檬酸、氨基磺酸等有機(jī)酸。
為什么要清洗化工設(shè)備?
1.開車前清洗的必要性
開車前進(jìn)行化學(xué)清洗對提高生產(chǎn)效率，避免污垢對生產(chǎn)的影響十分必要。因此目前新建化工設(shè)備投產(chǎn)前必須進(jìn)行開車前清洗。
化工生產(chǎn)過程中涉及多種化工原料并要使用催化劑。對某些原料和催化劑的純度要求極高，因而在生產(chǎn)過程中對裝置設(shè)備及管道的清潔度有很高的要求，任何雜質(zhì)的介入都會(huì)導(dǎo)致催化劑中毒，副反應(yīng)的產(chǎn)生直至破壞整個(gè)工藝過程。此外裝置中的某些設(shè)備及附件的精度要求很高或?qū)﹄s質(zhì)的破壞作用十分敏感，因此任何機(jī)械雜質(zhì)的介入都極有可能破壞精密部件的質(zhì)量而影響正常生產(chǎn)。
2.開工后清洗的必要性
化工設(shè)備在長時(shí)間使用的情況下，會(huì)產(chǎn)生如：聚合物、結(jié)焦、油塵垢、水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)品等塵垢，這些嚴(yán)重影響了化工設(shè)備的運(yùn)用，對化工設(shè)備進(jìn)行及時(shí)清洗，可以延伸設(shè)備使用壽命、提高使用效率、確保安全，削減經(jīng)濟(jì)丟失。
所以，不管是開車前還是使用一段時(shí)間后，都應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行清洗，這是日常必不可少的保養(yǎng)維護(hù)工作。
化工設(shè)備的清洗流程有哪些?
清洗設(shè)備前的準(zhǔn)備
清洗前應(yīng)把被清洗設(shè)備或裝置中易受清洗液腐蝕損害的部件如調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)等拆除，并將過濾器芯(網(wǎng))及單向閥的閥芯抽除。并采用加臨時(shí)短管、旁路或盲板等措施以保證清洗過程中不發(fā)生泄漏，不損壞其他部件，并使被清洗設(shè)備與不清洗設(shè)備及管線隔開。
清洗程序及工藝條件
1、清洗方式
根據(jù)設(shè)備具體情況可采用浸泡循環(huán)清洗或噴淋清洗。
采用浸泡循環(huán)清洗時(shí)可采用低點(diǎn)進(jìn)液高，氨回液的循環(huán)流程。
采用噴淋清洗時(shí)可采用高點(diǎn)進(jìn)液，低點(diǎn)回流的流程。
2、清洗程序及使用藥劑
清洗程度一般為系統(tǒng)水壓檢漏(水沖洗)一脫脂一水沖洗一酸洗一沖洗一漂洗一中和鈍化一檢查及人工處理。
以下對各工序加以說明。
水壓檢漏(水沖洗)目的是檢查臨時(shí)系統(tǒng)的泄漏情況，同時(shí)清除系統(tǒng)中灰塵、泥沙、脫落的金屬氧化物、焊渣及其他疏松易除的污垢。
脫脂清洗目的為除去系統(tǒng)內(nèi)的機(jī)械油、石墨脂、油涂層及肪銹油等油污以保證酸洗均勻。
脫脂后的水洗目的是除去系統(tǒng)內(nèi)殘留的堿性清洗劑，并使殘留的部分雜質(zhì)脫離表面被帶走。物而去除。
酸洗目的是用酸與金屬氧化物的化學(xué)反應(yīng)使其生成可溶物而去除。
酸洗后的水沖洗目的為去除殘留的酸洗液和系統(tǒng)內(nèi)脫落的固體顆粒以利漂洗和鈍化處理。
漂洗目的是利用檸檬酸銨與系統(tǒng)內(nèi)殘留的鐵離子絡(luò)合并除去系統(tǒng)內(nèi)在水沖洗過程中形成的浮銹，使系統(tǒng)總鐵離子濃度降低、以保證后面鈍化效果。
中和鈍化工序中和目的是去除殘余酸液，鈍化是為了防止酸洗后處于活化狀態(tài)的金屬表面重新氧化而產(chǎn)生二次浮銹。
開工后的清洗
已運(yùn)動(dòng)1～2年以上的化工裝置常會(huì)粘有鐵的氧化物垢屑或含鋼的垢屑，銅垢中含有氧化銅(CuO)、堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]和金屬銅。
鐵銹垢一般可用酸洗去除。酸洗的方法和步驟與開工前的清洗裝置的方法基本相同。
當(dāng)污垢中銅含量較多時(shí)，僅用酸洗是除不掉的，需用氨水除去銅的成分后，再進(jìn)行酸洗。
銅和銅氧化物垢屑經(jīng)常與鐵的氧化物形成層狀附著物，這種多層附著物清洗很費(fèi)事，應(yīng)當(dāng)在層狀物形成前加以清洗。
如何清洗換熱器?
換熱器的清洗一般分為機(jī)械清洗和化學(xué)清洗兩類。
機(jī)械清洗
機(jī)械清洗方法是靠流體的流動(dòng)或機(jī)械作用提供一種大于污垢粘附力的力而使污垢從換熱面上脫落。
機(jī)械清洗的方法有兩類：一類是強(qiáng)力清洗法，如噴水清洗、噴汽清洗、噴砂清洗、刮刀或鉆頭除垢等;另一類是軟機(jī)械清洗，如鋼絲刷清洗和膠球清洗等。下面分別介紹這幾類方法：
噴水清洗，是用高壓水噴射或機(jī)械沖擊的除垢方法。采用這種方法時(shí)水壓一般為20~50MPa。現(xiàn)在也有采用更高壓力的50~70Mpa。
噴汽清洗，這種清洗器在設(shè)計(jì)和運(yùn)行上與噴水清洗器類似，用這種設(shè)備將蒸汽噴入換熱器的管側(cè)和殼側(cè)，靠沖擊力和熱量除去污垢。
噴砂清洗，是將篩分的石英砂(一般粒徑在3~5mm)用壓縮空氣(300~350kPa)通過噴槍產(chǎn)生強(qiáng)大的線速度，沖刷換熱器的管內(nèi)壁，清除掉污垢，使管子恢復(fù)原有的換熱特性。
刮刀或鉆頭除垢，這種清洗機(jī)械只適用于管子或圓筒里面的污垢。在撓性旋轉(zhuǎn)軸的頂端安裝除垢的刮刀或鉆頭，靠壓縮空氣或電力(也有使用水力或蒸汽的)使刮刀或鉆頭旋轉(zhuǎn)。
膠球清洗，是用噴丸清洗器進(jìn)行的。噴丸清洗器是由海綿球和將球推進(jìn)需清洗的管子內(nèi)部的流體噴槍組成，球?yàn)榕趶椥危园胗操|(zhì)發(fā)泡聚氨基脂的海綿體擠壓而成，富有彈性。
化學(xué)清洗
化學(xué)清洗方法，就是在流體中加入除垢劑、酸、酶等以減少污垢與換熱面的結(jié)合力，使之從換熱面上剝落。目前采用的化學(xué)清洗方法有：
循環(huán)法：用泵強(qiáng)制清洗液循環(huán)，進(jìn)行清洗。
浸漬法：將清洗液充滿設(shè)備，靜置一定時(shí)間。
浪涌法：將清洗液充滿設(shè)備，每隔一定時(shí)間把清洗液從底部卸出一部分，再將卸出的液體裝回設(shè)備內(nèi)以達(dá)到攪拌清洗的目的。
如何清洗反應(yīng)釜?
反應(yīng)釜的清洗主要有機(jī)械清洗、化學(xué)清洗和人工進(jìn)釜手工清除三種方法。
機(jī)械清洗
機(jī)械清洗：采用高壓清洗裝置，使用高壓水流通過噴頭沖刷，將反應(yīng)釜內(nèi)壁及攪拌器表面上的堅(jiān)硬垢物擊碎，徹底剝離并清除掉。
高壓水射流清洗原理為將水壓縮至高壓，然后通過伸入釜內(nèi)的清釜機(jī)器人上安裝的噴嘴釋放。壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)樗鞯膭?dòng)能，通過這個(gè)能量對壁面污垢進(jìn)行沖擊實(shí)現(xiàn)清洗、清除的效果。
化學(xué)清洗
首先要知道反應(yīng)釜設(shè)備內(nèi)的垢樣成分，最好是取樣分析。確定污垢成分后先做試驗(yàn)，選用清洗劑同時(shí)通過試驗(yàn)確定對設(shè)備金屬不會(huì)造成腐蝕。然后通過現(xiàn)場架設(shè)臨時(shí)循環(huán)裝置將清洗液在設(shè)備內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，洗去污垢。
先用適量的水沖洗攪拌槳及釜內(nèi)壁，放盡。
將溶劑通過加壓裝置流沖刷反應(yīng)釜。
如未達(dá)到清洗效果，向反應(yīng)釜中加入適量的溶劑升溫?cái)嚢杌亓髦吝_(dá)到清洗要求，然后將溶劑放出。
最后用一定量的溶劑沖洗反應(yīng)釜內(nèi)壁，放出。
人工進(jìn)釜手工清洗
成本低是其最大優(yōu)越性，但是進(jìn)釜之前需要數(shù)小時(shí)的通風(fēng)換氣，清除過程中還須隨時(shí)監(jiān)視釜內(nèi)氧氣濃度，有缺氧的危險(xiǎn);同時(shí)人工刮鏟除了不能完全清理之外，還會(huì)造成反應(yīng)釜內(nèi)壁的滑傷，這些滑痕客觀上造成了殘留物的進(jìn)一步附著。人進(jìn)釜清理也會(huì)造成產(chǎn)品衛(wèi)生上的問題。一般來說，清理一臺釜所需時(shí)間約為半天至一天。
三種方法各有利弊：
機(jī)械清洗不會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，對硬垢可以有效清洗，但是用時(shí)長、勞動(dòng)強(qiáng)度大;
化學(xué)清洗用工少，清洗時(shí)間短，清洗徹底，但是可能會(huì)造成設(shè)備被腐蝕;
人工進(jìn)釜手工清除成本低，但是危險(xiǎn)性較大，不能完全清理干凈。
因此化學(xué)清洗應(yīng)用在污垢較軟、薄的工況，機(jī)械清洗應(yīng)用在污垢硬、厚的工況。
如何清洗設(shè)備管線?
清洗化工生產(chǎn)設(shè)備通常采用化學(xué)清洗或物理清洗方法。
化學(xué)清洗
根據(jù)管線中污垢的種類及清洗的目的可采用不同的清洗工藝。在此為大家介紹根據(jù)不同清洗目的采用的化學(xué)清洗工藝。
下圖是根據(jù)不同清洗目的采用的化學(xué)清洗工藝
物理清洗
通過物理或機(jī)械方法對管線表面的污垢給予一定沖擊力使其剝離脫落。采用的方法有高壓水射流清洗、PIG清洗、噴砂清洗、旋轉(zhuǎn)機(jī)械清洗、吸引清洗及超聲波清洗等。
1、高壓水射流清洗
用小口徑的噴嘴以高壓水連續(xù)噴射，靠射流的沖擊力可以去除管道中的污垢和堵塞物。肩壓水射流清洗裝置主要由高壓泵動(dòng)力裝置，壓力調(diào)節(jié)裝置，高壓管，各種噴槍，噴嘴組成，可裝在工程車上，便于現(xiàn)場施工。
根據(jù)管線內(nèi)壁附著物的硬度，粘著性，油性等形態(tài)特點(diǎn)選用不同壓力與不同類型的噴槍或噴嘴。對油性，粘著性附著垢一般選用20～30MPa壓力，硬質(zhì)垢選用30一70MPai對特硬垢或近乎堵塞的管道可采用150MPa或更高壓力。
根據(jù)清洗對象不同可采用剛性噴桿或柔性噴桿，前者適用于清洗直管，后者適用于曲管。噴桿頭部接有噴嘴。噴嘴有多孔固定型和旋轉(zhuǎn)型(見第十章有關(guān)圖形)，通過改變噴嘴孔的大小、形狀、數(shù)量、噴射角度、方向可以改變和提高清洗能力。
對彎曲形狀的熱交換器傳熱管，一般靠人工使用柔性噴桿，一根接十根地進(jìn)行作業(yè)，近年來也采用機(jī)械化噴桿作業(yè)系統(tǒng)。
2、機(jī)械清洗
是用電機(jī)或壓縮空氣、高壓水驅(qū)動(dòng)使前端的鉆頭發(fā)生旋轉(zhuǎn)來清除管內(nèi)硬質(zhì)或軟質(zhì)污垢的方法。在鉆頭附近噴射出的低壓的水起到冷卻鉆頭、排除污垢的作用。對于不宜用水或酸清洗的污垢可用加壓空氣清除，可燃性污垢不能用加壓空氣可通氮?dú)馇宄?/p>
清洗硬質(zhì)污垢要用超硬金屬制造的鉆頭，但應(yīng)注意選擇好與管道內(nèi)徑相適合的鉆頭以免造成管道內(nèi)壁損傷。為提高清垢效率，鉆頭的刀刃有不同形狀，操作時(shí)間轉(zhuǎn)數(shù)可達(dá)10000r/mln以上。
清洗軟質(zhì)污垢時(shí)，鉆桿外徑相對要細(xì)些，確保有足夠的排污空間。機(jī)械清洗中鉆頭的旋轉(zhuǎn)是靠撓性軸傳遞的，軸的中心是高壓管，用這種方法可清洗完全堵塞的U型熱交換器。也可以用穗形鋼絲刷代替鉆頭清洗管道，同時(shí)用水把脫落的污垢排掉。
3、PIG清洗
是用塑料制成的彈丸清洗管道的方法。把彈丸用水壓經(jīng)漸縮管(發(fā)射裝置)壓人被清洗管內(nèi)，利用彈丸與管壁的摩擦作用清除內(nèi)壁的污垢。再利用管壁與彈丸接觸面的泄漏反壓水把除去的污垢向前輸送，并從裝在另一側(cè)的漸縮管(接受裝置)排出。其后再給漸縮管(接受裝置)加壓，彈丸反向壓入管中并對管道進(jìn)行清洗。彈丸在清洗管中反復(fù)進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)達(dá)到清洗污垢目的;目前使用的彈丸是富有彈性可壓縮的高發(fā)泡性聚氨酯材料制成的炮彈狀或球狀體。在其表面可嵌植磨料、鋼絲刷和鐵釘。
4、吸引清洗
這是利用真空泵直接吸引的清洗方法，它適合于清洗由于液體中懸浮物在流速變動(dòng)與渦流發(fā)生部位堆積成淤泥而造成的管道堵塞，只適合較易清除的污垢。吸引系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置過濾器，同時(shí)作好排水處理。
5、超聲波清洗
適合于小型精密機(jī)械的管道，如燒結(jié)金屬管或微孔過濾器的清洗。利用水為媒體對清洗管線作超聲波振蕩處理，超聲波產(chǎn)生的空穴和振動(dòng)沖擊作用可去除污垢。
6、電化學(xué)清洗
對于醫(yī)藥、食品、超純水裝置中的管線可采用電化學(xué)清洗。把金屬管-浸入磷酸或硫酸的電解液中，并與直流電源的正極或負(fù)極相連(使金屬管線成為電解槽的陽極或陰極)，依靠在清洗表面上產(chǎn)生的氧氣或氫氣的掀動(dòng)作用去除附著的污垢，這種方法只在特殊情況下使用。
7、噴砂清洗
是利用石英砂、鋼丸等磨料靠壓縮空氣作高速噴射，以去除管線內(nèi)壁銹垢、油脂等污垢的方法，它對小口徑較短管線清洗有較高效率，而對大口徑管道進(jìn)行噴砂清洗需用大量壓縮空氣，現(xiàn)場施工難以實(shí)現(xiàn)，對長距離管線由于壓力損失太大也不適合用這種方法。
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