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板式换热器的化学清洗

  •     板式换热器的构造:板式换热器主要由板片、垫圈、机架、压紧机构等组成。板片是用薄金属板冲压而成的一个整张,板片是板式换热器的主要局部。大致由下列几部分组成

    主要的换热面部分。1板片本体部分,同时也起到联箱的作用;2液体进出孔(角孔)流体的进出通道,介于角孔与板片本体之间;3进出口导流部分,主要使流体能在板间流动均匀,同时,也有换热的作用,位于板片的周围;4密封槽,安放密封垫圈之用,使工作流体不向外泄露和内部相互泄露。使板片组装时保证相互位置及固定之用;5定位孔及挂钩;
        板式换热器根据板片不同的花纹形状板式换热器可归纳为4类:回流型、波流型、网状型、扰流型。目前板片使用的主要资料是奥氏体不锈钢、钦及钦合金、镍及镍合金等。
        主要保证流体在板间流动时的密封性;垫圈的断面尺寸常影响板间隙的工作尺寸值,2密封垫圈是板式换热器中一个重要的辅助零件。从而影响其放热强度和阻力特性。
    目前已成为影响板式换热器使用范围的一个重要因素,垫圈材料是一个极为关键的因素。选择垫圈的资料要考虑其耐温、耐压和化学稳定性,以及弹性等性质。目前常用的资料有丁睛橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯、复合垫片等。
        板式换热器的优点:板片是波形,1传热系数高。板式换热器的流道小。截面变化复杂,使流体的流动方向和流速不时变化,增加了流体的扰动,因而能在很小的流速下达到紊流,具有较高的传热系数。特别适用于液一液换热及茹度较大的流体问换热。可适应同时进行几种流体间的加热或冷却。2适应性大。可通过增减板片达到所需要的传热面积。一台换热器可分成几个单元。体积小,3结构紧凑。耗材少。每立方米体积间的传热面积可达250m2每平方米传热面仅需金属15kg左右。使其传热有效度可达85%一90%以上。4传热系数高和金属消耗少。5易于拆洗、修理。污垢不易堆积;所用板片材质较好,6污垢系数小。由于流动扰动大。很少有腐蚀,这些都使其污垢系数值较小。
        板式换热器的缺点:易漏泄。需常更换垫圈,1密封性较差。较麻烦。一般不超过1MP2使用压力受一定限制。3使用温度受垫圈资料耐温性能的限制。不适宜于气一气换热或蒸汽冷凝。4流道小。不适用于含悬浮物的流体。5易堵塞。6流阻较管壳式为大。
        板式换热器的化学清洗
        结合其他清洗方法的经验,针对板式换热器的特点。对于板式换热器的清洗方法使用化学清洗有较好的效果。化学清洗一般有以下步骤
        1清洗前的准备
    清洗前的准备主要有以下工作:1检查了解设备的启用时间、使用记录、维修记录以及设备图纸等资料 2解清楚设备所使用的材质。3刘设备进行垢样的采集及分析化验。
    4解设备内积垢的分布。5做溶垢实验并通过实验确定清洗药剂配方和工艺。
        2清洗工艺的确定
    对于未拆开的板式换热器可以采用静态清洗或动态的清洗工艺。配制清洗液。将清洗液从上部注入设备。浸泡。排出清洗液。水冲洗。中和钝化
      2动态循环清洗工艺方法如下。并在模拟清洗状态下对临时接管处泄漏情况进行检查1水冲洗及系统试压。水冲洗及试压的目的去除系统中的积灰、泥沙、脱落的金属氧化物及其它疏松污垢。流速0.3m/以下。2碱洗 利用碱洗除去有机化合物及油污以及把垢进行软化使之容易除去。时间10一24h,温度要求85℃。并使局部杂质脱离外表而被带走。3碱洗后水冲洗。目的除去残留的碱性清洗液。生成可溶性物质。4酸洗。利用酸洗液与垢等杂质发生反应。以便后续工序的进行。5酸洗后水冲洗。为了除去残留的酸液和脱落的固体颗粒。且除去水冲洗过程中所产生的二次浮锈,6漂洗采用漂洗液与残留在系统内的铁离子结合。以降低[Fe2+/Fe3+]含量,为钝化作准备。
    从而防止设备金属返锈。7中和钝化。采用钝化剂在金属外表形成钝化膜。
        3对于拆开的板式换热器可以采用如下“循环+浸泡”清洗工艺。不只可以为下一工序减轻处置的压力,1人工处置。日的尽量通过人工减少垢的数量。而且可以减少化学药剂的用量,从而减轻对废液的处置。本工序主要可采用尼龙刷、毛刷、铜刷、小型清洗机等。并通过强制循环来保持一定的流速以达到较好的清洗效果。2循环+浸泡清洗。使用清洗药剂进行溶解和剥离污垢。对堆积物进行人工处置。3人工处置。清洗结束后。
         4 应用实例
    已经严重影响到生产的正常使用, 某铝厂生产氧化铝的可拆式板式换热器由于结垢严重。需要进行清洗,其材质为奥氏体不锈钢。
    垢层分为表层和底层。表层垢主要为碳酸盐垢,原始垢样为灰白色。可以较容易地进行处理;底层垢质地坚硬且有大量酸不溶物,使用一般的酸洗液与垢反应极其缓慢,经分析,层垢以非常致密的氧化铝为主,此外还含有其他一些氧化物和少量的磁性氧化铁和炭质,层垢虽较薄但非常坚硬致密。因此处置底层垢成为清洗的关键使用稀H2S04冷HN03,对底层垢使用单一的清洗配方难以达到较好的清洗效果。溶垢试验表明。HF及强碱均不能溶解污垢,长时间处置也不能使污垢松散,仅有细微的气泡极其缓慢地产生。
    加热条件下用较浓的HN03能将垢样松散和溶解。
    A 1203+6HNO32A 1NO33+3H2O
    加热
    C+4HN034N02+C02↑十2H2O
    Fe203+6HN032FeNO33+3H20
    FeO+4HN03FeNO33+N02+2H20
    由于设备为不锈钢材质,经过溶垢试验确定清洗配方。经过反复实验确定清洗主剂采用硝酸,对污垢进行松散和溶解;并添加促进剂、渗透剂以及缓蚀剂等清洗助剂。对清洗时的温度、浓度、时间进行了一定的限制,以减轻由于药剂的使用而造成的废液处置及排放。
    1清洗方法
    依照拆开的板式换热器的清洗工艺进行清洗。高压水(控制压力在10MPa以下,1先采用人工刷洗。防止设备变形)清除板片上疏松垢层。因为清洗液浓度较高,2清洗槽内配置好清洗药剂。加热温度不宜过高。将板片放人清洗槽内进行循环+浸泡清洗,清洗时应动静结合,以静为主。清洗时间控制在12h左右。由于板式换热器的特殊性,清洗时需严格控制酸洗液的流速,防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效率,造成设备腐蚀。取出板片,3化学清洗结束后。用小型清洗机冲洗,换热器板片光亮如新。因此在废液中的酸性较强,4清洗废液的处置。清洗废液处置后的排放规范应达到GB8978一1996污水综合排放规范》中二级排放规范。由于适用的硝酸浓度较高。不能直接排放,可通过加人碱来中和进行处置。此外还需在废液中加人石灰粉(Ca0处置其他有害离子。
    2清洗结果
    1.清洗腐蚀速率为0.97g/m2h,1腐蚀情况。根据对清洗时的腐蚀速率监测。2除垢率。除垢率达到为100%换热器板片清洗后光亮如新。
    结论
    并结合清洗效果发现,   通过多次对铝厂的可拆式板式换热器的清洗。对可拆式板式换热器采用拆开清洗效果较好,并可以直接观察到清洗效果,还可以充沛利用其他清洗方法作为补充,减少化学药剂的使用。但是板式换热器的拆开耍耗费一定时间、人力和物力。
    当无法拆开时,对全焊式板式换热器、宽通道焊接式板式换热器等类型的板式换热器不可拆的板式换热器。由于板式换热器内流体流动速度很快,所以清洗时循环速度应当严格控制在0.5-0.6m/以下(板片内流速)防止流速过快影响缓蚀剂缓蚀效率,造成设备腐蚀。清洗时还需添加稳定剂,使颗粒垢悬浮在清洗液中,通过清洗液循环带出换热器。如碳酸盐水垢等;可拆开的板式换热器的清洗多适用于难溶垢,对于不可拆开的板式换热器的清洗更适用于易溶垢。