碳化塔冷却水箱的清洗方法

吕 静，李兴生，刘志军

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

碳化塔冷却水箱的清洗方法

吕 静，李兴生，刘志军

（唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305）

通过对碳化塔冷却水箱的清洗方法进行不断探索，并结合零污染、零排放、清洁生产等工作方针，提出了用物理方法清洗碳化塔冷却水箱，实现了快速、高效、环保、低成本的目的。

酸洗；碱洗；反吹洗；碳化塔；冷却水箱

在氨碱法纯碱生产过程中，碳化塔素有“制碱心脏”之称。碳化塔选型后，制约其生产能力的关键因素之一，就是冷却水箱换热效果的好坏。影响换热效果的主要因素有：冷却水量的大小、冷却水温度的高低、冷却面积（即冷却水层）的调整以及冷却水管的换热效率等。当水量、水温、水层、水走向都已经固定而无法改变时，我们只能及时轮换制碱塔，清洗冷却水管外侧结疤，恢复其冷却能力，但对于水侧结疤仍无能为力。因此我们曾经采取过酸洗、碱洗、反冲、反吹洗碳化塔冷却水箱等手段，来提高冷却水管的冷却效率。下面对几种方法加以介绍和比较。

清洗碳化塔冷却水箱，必须选在碳化塔中和作业期间进行。清洗前须将碳化塔冷却水箱内的水放掉并与水系统隔断，同时减少清洗气进量，控制中和水温度在50℃以下，然后交付清洗。

1 酸洗碳化塔冷却水箱

酸洗碳化塔冷却水箱，须由具有专业资质的酸洗人员进行清洗。该法是在盐酸中按一定比例加入缓蚀剂，在酸洗槽内配好酸洗液，缓蚀剂的浓度控制在3‰。连接好酸洗管线，打通流程。然后开酸洗泵，将酸洗液打入碳化塔冷却水箱内，出液再回到酸洗槽，这样用泵不断地将酸洗液在碳化塔冷却水箱内循环，通过盐酸与冷却水管内的生物粘泥及钙质结疤进行反应、剥离，由酸洗液不断带出。在酸洗过程中，根据酸洗液浓度的变化，要适当的补加盐酸和缓蚀剂，当酸洗液浓度变化很小时，酸洗完毕，将酸洗液放掉，碳化塔冷却水箱冲净，最终达到碳化塔水箱结疤清除的目的，交付生产投用。

正常酸洗每塔约需4～5h，加上放水、冲洗等约需6h左右，影响纯碱产量约20t。酸洗每塔需盐酸5～6t，缓蚀剂100kg左右，酸洗泵电机22 kW，酸洗人员2～3人，酸洗总成本每塔约8 000元。此外，酸洗碳化塔冷却水箱，对设备寿命影响较大，当盐酸与缓蚀剂配比不当或过洗时，会造成盐酸与碳化塔冷却水箱内“花板”等进行反应，将“花板”洗薄甚至洗漏，给生产造成很大影响。此外酸洗过程中排掉的酸洗液也对环境造成了污染。

2 碱洗碳化塔冷却水箱

由于酸洗碳化塔冷却水箱对设备寿命影响较大，2008年尝试碱洗。用生产过程中产生的落地碱加入硫化钠桶内，用热废淡液溶解，碱液浓度控制在50tt，配成碱洗液，用泵沿上面所说的酸洗流程打入碳化塔冷却水箱，回液再返回到硫化钠桶内。通过不断的循环，利用一定浓度的热碱液对碳化塔冷却水箱内的生物粘泥等进行“软化松弛”后，利用液体的冲击力，不断将泥带出。在碱洗过程中，也需要根据碱液浓度的变化适当补加落地碱，以保证碱洗液的浓度。

碱洗碳化塔冷却水箱，每塔碱洗4h，耗用落地碱7.5t左右。因硫化钠桶较小，碱洗完毕后的碱洗液无法回收，只能外排，总计耗时也在6h左右。因此法是人工化碱，劳动强度较大。此法为试验性质，流程是临时的，因此所接胶管较多，经常出现爆管现象，造成碱液、胶管损失较多，每次碱洗需人员3人。

在此基础上，从其它工序引来高盐碱液作为碱洗液，利用以前弃之不用的贮桶作为碱洗桶，专门配制环型碱洗管和回收管线，在碱洗桶上装设压力表，能够控制碱液的补加量和碱洗完毕对碱液进行回收。这样第一次碱洗碳化塔冷却水箱时，准备约40 m3的高盐碱液，在碱洗过程中，根据碱液浓度的变化适当补加高盐碱液即可。每次碱洗时，损失高盐碱液约5m3。

在碱洗过程中，碱洗液浓度需控制在50tt以上，温度控制在40℃左右，而且多次碱洗碳化塔冷却水箱后，碱洗液浓度较低时需外排一部分，以保证碱液浓度。为了保证碱洗液温度，每次碱洗前需要用1.5MPa蒸汽对碱洗液进行加热。

这种碱洗方法，较前面所述的用落地碱为原料的碱洗方法降低了成本，减少了人工和环境污染。

3 用清洗气反吹碳化塔冷却水箱

投产初期，曾借鉴其它兄弟企业用清洗气反吹的方法来清洗碳化塔冷却水箱，即从清洗气导淋处接清洗气至碳化塔冷却水箱底部进水管上的外排阀，吹洗时四楼水箱放气阀全开，冷却水阀开少许，通过对清洗气和冷却水量的控制，让清洗气间歇式的带着冷却水通过碳化冷却水箱中的冷却水管，就像“浪淘砂”一样，将碳化塔冷却水箱内的生物粘泥清除，并由水气带出，直到出水清澈为止。

由于此法是从四楼出水、出气、出泥，且此法是间歇式的，因此吹洗时间较长，每塔约吹洗5～8h，对现场环境和生产的影响都较大。

图1 碳化塔清洗示意图

在此基础上，我们对此法进行了改进，从四楼放气阀处进气，开少许回水，从一楼外排处出水、出气、出泥。这样就可以用较多的清洗气带着适量的回水，猛烈冲刷冷却水管内壁几次，直至水清澈为止。

改进后的清洗气反吹法，每塔用时基本控制在1h左右，对生产造成的影响也较小，能够适应高负荷情况下的生产，而且此法外排的是水，排放的水进入氧化塘后回收利用，因此实现了零污染、零排放；而清洗过程中因采用的是清洗气，无需外加动力装置，因此动力消耗为零。因降低了劳动强度，人工也只需1～2人。

4 几种方法的效果比较

酸洗碳化塔冷却水箱，属化学清洗，专业性强，成本高，污染较为严重，对设备寿命影响较大；碱洗碳化塔冷却水箱，也属于化学清洗范畴，但经过改进后，成本、污染等较酸洗法有很大进步，但因清洗时间较长，造成中和水温度高、浓度低，对生产影响较大，不适应高负荷生产；原始的清洗气反吹法，因清洗周期最长，对生产影响也较大，且每班只能清洗1座塔；改进后的清洗气反吹法，清洗周期短，每班可吹洗3～4座塔，能够及时提高碳化塔冷却水箱的换热效率。

目前我公司有碳化塔26座，如果每年对碳化塔冷却水箱清洗2～3次，酸洗费用在50万元以上，碱洗费用在30万元以上，而清洗气反吹法，物料成本可以忽略不计，由此可以看出清洗气反吹法的优势。

氨碱法纯碱生产面临着环保、节能等方面的巨大压力，碳化塔冷却水箱的清洗只是其中的一个环节，我们还要进一步下大力气进行研究，为纯碱行业的循环经济、清洁生产、节能减排等方面做出努力。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）02－34－02

2011－12－27

吕静（1983—），毕业于辽宁石油化工大学化学工程与工艺专业，助理工程师。