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油脂化工厂系统化学清洗研究与应用

  发布者:1苏州美之达市政工程有限公司 发布时间:2015-3-13 15:48:15 阅读:127

脱臭系统和综合系统是油脂化工厂油品精制的主要装置,由于系统运行温度较高,容易产生油焦堵塞管道、降低传热效率严重影响正常生产,传统的清洗方法是停工后打开设备人工清扫或高压水射流清洗,这些方法都存在着清洗时间长、除垢效果不均匀等缺点,特别是对于螺旋板换热器和系统管线等设备清洗效果更差。为了解决这一问题我们根据装置的实际情况,研究了脱臭、综合系统清洗的清洗配方和清洗工艺,并对巴陵油脂公司脱臭系统和综合系统进行多次成功的系统清洗,取得了很好的清洗效果:除油率大于98%,除焦垢率大于95%,腐蚀率小于0.4g/㎡.h;清洗后脱臭系统流量从2m3/h提高到10m3/h以上,有效地提高了装置的生产能力,降低能耗,有较好的经济效益和推广应用前景。本文以巴陵油脂公司脱臭系统和综合系统的清洗为例介绍该技术。
1、结垢情况及危害
巴陵油脂公司脱臭系统和综合系统主要有容器、换热器、塔及管线等设备,经过多年的运行后,设备表面结垢严重,特别是螺旋板换热器E702、E703表面由于运行温度较高,堵塞严重,系统流量流量从10m3/h逐步下降到2m3/h,已经影响正常生产。由于系统内部介质及工艺条件不同,设备表面沉积的污垢差别较大,具体情况见表一。
这些污垢的存在将主要带来以下问题:一、影响产品的质量,由于污垢粘度大、颜色深,进入成品中影响产品的品质;二、降低传热效率:由于污垢的传热系数小,热阻大,使得设备的传热效果降低,导致物料温度不能满足工艺要求;三、大量污垢沉积在设备及管线表面,导致管径变小,阻力增大,严重影响正常生产。
2、清洗配方及工艺机理
2.1清洗配方
从表一可以看出,不同系统内部污垢差别较大,为此我们针对两个不同的系统研究清洗配方,由于污垢主要以重质油垢和油焦污垢为主,我们选取了SL-1油分散剂、乳化剂TX、渗透剂及三种助剂进行试验,具体情况如下:
考虑成本因素及操作方便,结合我们的清洗经验,各组分的实验浓度如表二。
实验结果结果如下:
从上表可以看出:5#配方清除重质油垢和焦垢的效果均十分理想。因此清洗配方为:2%SL-1油分散剂+0.5%乳化剂TX+2%渗透剂+2%助剂A+4%助剂B。
2.2清洗工艺
根据现场情况决定采用以下工艺流程进行清洗:
清洗车,2:清洗泵,3:D701,4:P701,5:E704,6:E703,7:E701,8:E702,9:导热油换热器,10:D702,11:P702。
流程说明:清洗液从清洗车中经过清洗泵打入D701,由P701从D701底部抽出经E704、E703、E701、E702管程通过导热油加热后打入D702,由P702从D702
底部抽出经E702、E701壳层打入D701建立循环。
1:清洗车,2:清洗泵,3:T011,4:P011,5:E011,6:M011,7:M012,8:P012,9:M013,10:D013,11:P013。
流程说明:清洗液从清洗车中经过清洗泵打入D701,由P701从D701底部抽出经E704、E703、E701、E702管程通过导热油加热后打入D702,由P702从D702底部抽出经E702、E701壳层打入D701建立循环。
3、现场清洗
按照以下步骤进行清洗清洗步骤:
3.1系统注水:向系统内中注水;
3.2根据清洗工艺流程的要求启动系统泵建立循环;
3.3运行10min后检查系统是否泄漏,如果系统有泄漏则进行处理,不泄漏则停泵,将水排放少量;
3.4计量加入清洗药剂到清洗车中,开启清洗泵打入系统内;
3.5按照步骤3.2开始进行清洗,启动加热系统将清洗液加温至90℃以上;
3.6通过人孔观察塔盘的清洗效果,清洗干净后逐层切换;
3.7每隔1~2h取样观察清洗液的粘度,并测定清洗液的表面张力、腐蚀率等指标,清洗液的表面张力基本保持不变时停止清洗;
3.8排放,并用清水冲洗干净。
4、机理探讨
清洗液主要由油分散剂、乳化剂、渗透剂和助剂组成,具有较低的表面张力、较强的渗透能力,清除重质油垢的过程可以分为以下几个阶段,首先是润湿、渗透阶段:由于清洗液具有较低的表面张力,当清洗液与污垢接触后,清洗液与污垢的接触角很小,能迅速润湿污垢并铺展在污垢的表面,活性剂分子的疏水基吸附在污垢表面,而亲水基则溶解在清洗液中,这样表面活性剂分子均匀整齐地排列在污垢的表面,从而使清洗液充分地润湿污垢表面;由于清洗液具有较强的渗透能力,表面活性剂分子能穿过污垢表面的微小间隙进入污垢内部;第二,乳化、分散:当清洗液进入污垢内部后,与之发生反应,形成水包油的乳液,在机械力的作用下脱离污垢本体,分散到清洗液中,达到清除污垢的目的;第三,分解:重质油垢的油焦等物质,由于结焦形成的物质颗粒较大,不容易被乳化分散,加入助剂后,使之分解为分子量较小的颗粒而被乳化分散到清洗液中;第四,冲洗剥离:由于清洗液的流动,使部分污垢从设备表面冲洗剥离下来,使污垢清除干净;第五,混合相的形成:清洗下来的污垢在分散在清洗液中形成混合相随清洗液带走,防止污垢再沉积。
5、清洗效果
为了了解清洗效果,我们测定了清洗液在清洗过程中的固含量、表面张力、油含量、腐蚀率,表四是2001年5月巴陵油脂公司脱臭、综合系统清洗时清洗液的测定结果。
从上表可以看出:清洗液的固含量、油含量逐步增加,表面张力逐步升高,6-8小时后基本保持不变,说明清洗基本结束;从腐蚀率测定结果可以看出:清洗液对设备的最大腐蚀率为0.4g/㎡.h,对设备基本无损害。
从清洗液(从左到有依次为清洗0h、2h、4h、6h的清洗液)看出:清洗液颜色逐步加深,说明污垢逐步从设备表面脱落溶解、分散在清洗液中。
清洗后打开设备检查,塔盘表面无污垢,基本见金属本色,而螺旋板换热器及管线内可见部分没有污垢存在。清洗后开工系统流量从清洗前的2m3/h提高到10m3/h以上说明换热器及管线基本清洗干净。
6、结论
6.1实践证明,系统化学清洗具有许多优点:一、可以弥补单台设备人工或高压水射流清洗的不足,清洗效果更好;二、实施系统清洗,可以缩短检修时间,不延误工期,同时系统清洗后换热器不需要打开可以节约检修费用。
6.2研究的清洗配方具有清洗效果好、对设备损害较少、对环境无污染等优点。
6.3采用研究的清洗方法能有效地提高了装置的生产能力,降低能耗,有较好的经济效益和推广应用前景。
 
 

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