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化肥厂尿素循环加热器和汽提塔清洗
化肥厂尿素循环加热器和汽提塔清洗
一、设备概况和清洗技术特点 1.污垢概况 化肥厂的尿素循环加热器和二氧化碳汽提塔为列管式不锈钢换热器，设备运行时，管内通过被加热的合成尿液混合物介质，管间通过加热蒸汽。设备运行一段时间后，管内壁积结了一层致密坚硬、呈灰黑色和红色相间的工艺性污垢，影响加热效率和正常的生产工艺过程，使尿素生产能耗上升，产量下降，增大生产成本。用传统的机械桶刷或高压水枪冲洗法处理，清洗效果很差。该污垢在常规的各种工业清洗剂中极难溶解。污垢在加热管内呈两端薄、中间厚的分布规律。 2.清洗技术特点 由牡丹江力生设备清洗服务处技术支持方——兰州缓蚀技术研究所姜少华教授研究荣获国家发明奖的尿素设备专用清洗技术，彻底攻克了尿素循环加热器和二氧化碳汽提塔工艺污垢的清洗难题，能有效清洗设备内的污垢。用本技术清洗尿素设备，具有清洗速度快、效果好、除垢彻底、不伤设备的特点，清洗过程不锈钢的腐蚀率小于1g/m2·h，清洗后的加热管和管板表面干净明亮，恢复不锈钢原有本色，传热性能可完全恢复到设备原有设计指标。
二、清洗质量标准和过程监控 1.清洗质量标准 （1）腐蚀率：小于1g/m2·h（工业设备化学清洗国家标准规定不大于6g/m2·h）。 （2）洗净率：大于95%（工业设备化学清洗国家标准规定大于80%）。 2.清洗过程的化学监控 （1）腐蚀率监控采用现场挂片失重法测定。监测试片材质与被清洗设备相同，按HG/T5323-1985标准要求加工，监测时间同清洗时间。 （2）清洗时间与终点监控：采用氧化还原法测定总铁变化，并监测压力和温度。 三、清洗工艺条件及步骤 （一）清洗工艺条件 操作压力：6~12kg/cm2； 操作温度：130℃～135℃； 蒸汽压力：4～6kg/cm2； 升温速度：120℃前，2～3℃/分钟； 120℃后，1℃/分钟； 清洗液pH：2～2.5（用氨水调整）。 （二）清洗步骤 1.配置临时清洗管路，将腐蚀监测试片挂入加热器封头内（在封头内侧电焊一根焊条，将试片固定在焊条上）。 2.系统注满清水，加压试漏。 3.热水冲洗：启动加药泵，将阀门切换到系统2工作状态。用蒸汽将系统水加温至60～70℃，循环冲洗0.5h，排去冲洗水。 4.预处理剂溶解表层有机质：在配液箱中加入3%氢氧化钠和3%预处理剂，加温至60～70℃，用加药泵循环清洗0.5～1小时，排去废液，清水冲洗至pH值为7。 5.除垢清洗 ① 将系统水温加热到60～70℃，，配液箱循环水位保持在最低液位； ② 配液箱中依次加入氨水、清洗剂Lan257C，升温至60～70℃，搅拌至清洗剂完全溶解，用氨水将清洗液pH值调整到2～2.5。继续升温至80～90℃，，加入催化剂循环均匀。 ③ 将系统阀门切换到系统1工作状态，封闭系统，关闭加药泵，并同步启动循环清洗泵（尿素融溶泵）。 ④ 开启蒸汽控制阀给系统匀速升温，升温速度控制在：120℃前2～3℃/分钟；120℃后1℃/分钟。系统压力保持在0.6～1.2MPa范围（监测压力表，当表压超过1.2MPa时，立即关停循环泵，同时开启降压阀排气降压，压力降至0.6MPa以下时，停止排气，重新启动循环泵）。 ⑤ 当系统温度升至130℃后，关闭加热蒸汽阀，使清洗液温度保持在130～135℃范围清洗。 ⑥ 每隔1h从取样阀采样分析清洗液总铁含量变化，当总铁大于30000ppm时（约需3～4小时），本次清洗达到终点。 ⑦ 关闭循环清洗泵，开启降压阀排气，将系统压力降至0.3MPa以下，废液至排污阀排至污水管道。 ⑧重复（1）～（7）步骤，直至将垢除净（最后一次清洗总铁含量小于10000ppm）。 6.水冲洗：开启加药泵，将系统阀门切换到系统2工作状态，注满清水冲洗至出水澄清。 7.钝化处理：配液箱中加入0.4%Lan 826缓蚀剂，循环均匀后缓慢加入5%硝酸混合均匀，控制温度在50 ℃以下，循环半小时后排去。 8.水冲洗至出水PH值为6～7。 9.排空，拆除临时管线，恢复设备运行系统，检查验收。
四、质量保证与安全注意事项 1.清洗期间水、电、汽不得中断，蒸汽压力不得低于0.4MPa。 2.清洗期间尿素融溶泵密封容易泄漏，应备有机械密封随时维修更换。 3.所有焊口、阀门及连接部位在清洗压力下应严密无泄漏。 4.电路接线及开关均符合连接要求，既方便操作，又安全可靠。 5.温度计、压力表、蒸汽阀门要设专人监测和操作，操作人员不得擅自离岗。 6.如加热器上部无缓冲罐，清洗液温度升至120℃后，系统压力上升速度很快。为保证安全，需设专人在降压阀和压力表处值班，当压力超过1.2Mpa时立即停泵、排气、降压。
附：尿素设备化学清洗过程控制分析方法（总Fe分析法）
1.试剂、药品： a.EDTA标准溶液：0.05mol/L； b.磺基水杨酸： 10%水溶液； c.氨水： 分析纯，25%； d.硫酸： 分析纯，96%； e.高锰酸钾： 化学纯，3%。
2.分析方法： 取1mL样品，加入250mL三角烧瓶中，加入0.8mL浓硫酸，在电炉上加热至30～40℃，滴加高锰酸钾溶液，至紫色不再退去（淡紫色），用蒸馏水稀释至50mL，滴加浓氨水将pH值调至2，加入5滴磺基水杨酸指示剂，用EDTA滴定到溶液由黑紫色变为黄亮色，记下消耗的EDTA mL数。
3.计算总铁含量： 总Fe (%) ＝56MV/1000G×100 式中： 56－Fe的原子量； M－EDTA浓度，mol/L； V－滴定消耗的EDTA体积，mL； G－试样重量，取近似值1g/mL。
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