Очистка массообменного оборудования от отложений

Этот материал подготовлен на основе результатов работы Гидрофлоу на отпарной колонне (стриппере) аммиака на мусороперерабатывающем заводе в Тсунг Кван О [Tseung Kwan O].

Внутри отпарная колонна заполнена кольцами Палля для усиления массообмена и повышения таким образом эффективности работы колонны.

Ранее кольца Палля активно обрастали отложениями солей кальция, в результате снижалась эффективность массообменных процессов в колонне. Работу колонны приходилось останавливать для очистки.

Теперь для удаления отложений и предотвращения образования новых применяется противонакипное и антикоррозионное устройство Гидрофлоу.

Мусороперерабатывающий завод в Тсунг Кван О

Гидрофлоу установлено перед теплообменником

Колонна отгонки аммиака

Гидрофлоу создает в растворе центры кристаллизации и, когда раствор станет перенасыщенным, происходит взвешенная кристаллизация растворенных солей карбоната кальция. В результате образуется множество взвешенных микрокристаллов размером около 50 микрон, по форме напоминающие кристаллы кальцита.

Микрокристаллы остаются в растворе. В этой технологической операции наличие микрокристаллов в растворе не так важно как поддержание эффективного массообмена в колонне.

Цель данной работы - подтвердить на практике процессы превращения карбонатов из отложений во взвешенные кристаллы.

В таблице приведены данные, поясняющие эффективность технологии Гидрофлоу.

Содержание карбонатов и бикарбонатов в растворе определялось двумя методами: стандартным методом и таким же, но с предварительной фильтрацией. Сравнивая два анализа, можно получить представление о наличии в растворе кристаллов солей.

В стандартном анализе первоначально уровень бикарбонатов высокий, а уровень карбонатов низкий. После подогревателя ситуация меняется - при нагреве начался процесс образования карбонатов. А после зоны охлаждения раствор стал ненасыщенным, в нем растворяется больше бикарбонатов.

Анализ с фильтрацией поясняет процессы превращения бикарбонатов в карбонаты, так как это описано в принципе противонакипного механизма Гидрофлоу:

1. Первоначально уровень карбонатов очень низок, а бикарбонатов высок.

2. После конденсора ситуация меняется на противоположную, потому что произошла взвешенная кристаллизация. Если кристаллизация не была бы взвешенной, произошло бы отложение карбонатов на внутренних поверхностях конденсора и подогревателя:

Ca (HCO3)2 бикарбонат кальция

--->

CaCO3 взвешенные кристаллы карбоната кальция

+ H2O + CO2

3. После подогревателя высвобожденный и растворенный углекислый газ в воде временно превращаются в угольную кислоту, которая вместе с кристаллами карбонатов образует бикарбонаты:

H2O	+	CO2	=	H2CO3
в воде под давлением CO2 превращается в угольную кислоту
CaCO3 карбонат кальция	+	H2CO3 угольная кислота	--->	Ca (HCO3)2 бикарбонат кальция

4. В отгоночной секции происходит взвешенная кристаллизация. Здесь уровень карбонатов самый высокий:

Ca (HCO3)2 бикарбонат кальция

--->

CaCO3 взвешенные кристаллы карбоната кальция

+ H2O + CO2

5. После охлаждения раствор становится ненасыщенным, в нем растворяется больше бикарбонатов, поэтому в анализе с фильтрацией их количество достаточно большое.

Внутреннее состояние поверхностей системы еще раз подтверждает сказанное. На кольцах Палля теперь нет карбонатных отложений. После последней очистки в отпарной колонне прореагировало уже 80 000 м³ раствора, а она еще не нуждается в очистке.

Использовано оборудование: Гидрофлоу С-60