凝结水精处理再生系统酸泥形成原因分析

吴琼 黄旭 姚景文

【摘 要】中核运行秦二厂某次启动凝结水精处理系统再生用酸计量泵时，泵入口过滤器被酸泥堵塞导致管线流量降低。本文通过理论分析和试验验证，给出凝结水精处理再生系统酸泥的形成原因，并提出通过优化运行方式、增加定期清洗、提高浓酸储罐传输管出口高度等建议来防止酸泥的形成。

【关键词】凝结水精处理系统;酸泥;堵塞

中图分类号： TM621 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）03-0199-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.083

Reasons Analysis of Acid Sludge Formation in Condensate Polishing Treatment System

WU Qiong HUANG Xu YAO Jing-wen

（CNNP Nuclear Operations Management Co.，Ltd，Haiyan Zhejiang 314300，China）

【Abstract】While started the acid regeneration metering pump of the Condensate Polishing Treatment System at Qinshan Nuclear Power Plant Phase II of CNNO，it was found that the inlet filter of the pump was blocked by the acid sludge and the pipeline flow was reduced.Through theoretical analysis and experimental verification，this paper showed the reasons why acid mud generated in Condensate Polishing Treatment System，and proposed to prevent the formation of acid sludge by optimizing the operation mode，increasing the regular cleaning and increasing the outlet pipeline height of the concentrated acid storage tank.

【Key words】Condensate Polishing Treatment System;Acid sludge;Blockage

0 前言

2018年4月秦二廠1号机组启动凝结水精处理系统（1ATE）混床再生用酸计量泵时，发现管线流量低，检查发现泵入口过滤器内有少量酸泥，打开混床再生用酸计量箱出酸阀，清澈的酸能缓慢流出。经初步分析，混床再生用酸计量箱内部有酸泥，管道被酸泥轻微堵塞造成再生用酸计量泵出口流量低。对酸过滤器及酸过滤器至酸计量泵管道内酸泥进行清理后，管线流量恢复正常。

1 原因分析

1.1 酸泥成分分析

本次1ATE清理出的酸泥呈土白色稀泥状物质（如图），能够溶解于除盐水中，经分析物质中Fe离子约有10%左右;SO4根离子约有85%;判断该物质是Fe2（SO4）3与H2SO4的混合物。

1.2 酸泥的形成原理

浓硫酸酸泥是土白色或是淡黄色疏松的土泥状物质。酸泥和浓硫酸混合在一起呈稀泥状，颜色一般为土白色。浓硫酸酸泥的主要成分为Fe2（SO4）3占95%;其它是少量的FeCI3和水不溶物。干的Fe2（SO4）3是土白色或是淡黄色粉末，它的水合物很多，常见的是黄色Fe2（SO4）3.9H2O，密度为2.1g/cm3，易溶于水与乙醇，不溶于浓H2SO4， 在空气中易潮解，水溶液由于水解而形成Fe（HO）3的胶溶体，转变为红褐色。反应式如下：

这也是酸泥在用水冲洗后所呈红褐色的原因。

（1）浓硫酸与铁的反应

浓硫酸在生产、运输、贮存、使用过程中，经常接触到铁，就会发生如下反应：

在生产中严格控制工艺指标，反应②、③的机会很少，所以Fe2（SO4）3的形成量是很少的。

（2）氯的作用下形成的酸泥

由于浓硫酸中存在着氯离子，氯离子对钝化膜有破坏作用，反应①得以继续进行，生成Fe2（SO4）3的量增加。同时氯离子似乎起着催化作用，使反应加快，从而产生大量的酸泥。

（3）与铁锈的反应

在使用碳钢设备管道时，由于Fe2O3的存在，就会生成Fe2（SO4）3。反应式如下：

Fe2O3+H2SO4=Fe2（SO4）3+2H2O

这个反应是比较慢的，但时间一长Fe2O3还是转变成了Fe2（SO4）3，这是新用碳钢设备内酸泥的主要来原因。

1.3 秦二厂凝结水精处理再生系统酸泥形成原因

（1）与系统设备反应形成

凝结水精处理系统设备材质：系统低位和立式酸储罐及酸计量箱罐体为碳钢;硫酸管道为内衬聚四氟乙烯钢衬塑复合管，所有与浓酸接触的阀门内衬聚四氟乙烯。根据以上材质，在浓酸储罐中可能存在反应①，形成酸泥。

（2）空气中氯离子促进酸泥形成

凝结水精处理系统各个浓酸储罐连接到呼吸器，平衡储罐内外压力。该呼吸器内有变色硅胶，空气流通时吸收空气中的水份。因空气中含有一定量的氯离子，硅胶呼吸器只能吸收空气中的水份，因此空气中的氯离子会进入浓酸储罐，促进酸泥形成。

（3）接收的浓硫酸带入

槽车在运输过程中不断摇晃，使硫酸腐蚀槽车壁的速度加快，产生硫酸铁。浓硫酸在注入到系统低位酸储罐时将产生的硫酸铁同时注入到储罐，沉积到储罐底部。

1.4 酸泥堵塞过滤器原因

硫酸铁不溶于浓硫酸，因此浓硫酸与系统设备反应形成的硫酸铁，会自然沉降到罐体底部。在再生泵启动后，浓硫酸流动时对储罐内溶液形成搅动，使储罐中的酸泥大量悬浮，导致酸泥通过管道传输到下游设备，另外，如果有一定量的酸泥沉积在罐体底部，罐体硫酸输出管线过低，底部沉积的酸泥吸入管线，引起下游过滤器堵塞。

2 结论与建议

2.1 结论

（1）凝结水精处理系统混床再生用酸计量泵启动后管线流量低，是由于入口过滤器酸泥堵塞引起。

（2）酸泥的主要成分是硫酸铁，且不溶于浓硫酸。

（3）酸泥的形成是必然的，其在浓硫酸生产、运输及储存过程中均会反应生成，无法完全避免。沉积的酸泥在浓硫酸流动中由于储罐内溶液搅动和出口管道过低而发生转移。

2.2 建议

（1）在浓硫酸接收时、从低位浓酸贮槽传输至立式浓酸贮槽、再从立式浓酸贮槽传输至中和用酸计量箱后静置一段时间，待酸泥自然沉降后使用，减少酸泥的转移。

（2）将凝结水精处理系统低位浓酸贮槽、立式浓酸贮槽及中和用酸计量箱的出口管道接口位置提高，保持与底部沉积的酸泥有足够距离，避免浓硫酸传输时吸入酸泥。

（3）增加低位浓酸贮槽、立式浓酸贮槽及中和用酸计量箱及浓酸管道、过滤器等相关设备的定期清工作项目，减少设备内沉积的酸泥量。

【参考文献】

[1]窦照英，实用化学清洗技术，化学工业出版社2012，31.

[2]张爱敏，电厂化学设备运行，中国电力出版社，2004.

[3]乔春莉，工业硫酸中酸泥成份分析及其对产品质量的影响，河南化工，1999.