Способ очистки внутренних поверхностей холодильников доменных печей от накипно-коррозионных отложений

 

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно к химическим средствам, используемым для очистки различных поверхностей с покрытиями от отложений накипи, продуктов коррозии, например, при очистке холодильников доменных печей, а также при очистке энергетического оборудования. Сущность изобретения: способ включает подачу подогретого активного водного раствора в холодильники и слив отработанного раствора, в котором в качестве активного водного раствора используют водный раствор, содержащий комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки, образующие водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями с концентрацией 26-73 кг/м³ в зависимости от состава и количества отложений, при этом раствор подают в холодильник с температурой 50-100°С со скоростью не менее 0,5 м/с в течение 1 -3 ч, а слив отработанного раствора производят без дополнительной очистки и химической обработки в канализацию. Водный раствор содержит комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки при следующей концентрации, кг/м³: комплексон - 24-26; аскорбиновая кислота - 1,0-3,0; активные добавки - 1,0-44; вода - остальное. В качестве активных добавок, образующих водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями, используют натриевые соли сульфосалициловой кислоты. Использование изобретения обеспечивает удаление отложений любой плотности. 3 з.п.ф-лы, 2 табл., 1 ил.

Изобретение относится к химическим средствам, используемым для очистки различных поверхностей изделий из черных и цветных металлов, пластмасс, различных поверхностей с покрытиями от отложений накипи, продуктов коррозии, например, при очистке холодильников доменных печей, а также при очистке энергетического оборудования.

Известен раствор для химической очистки оборудования от накипи, ржавчины, окалины, содержащей трилон-Б (комплексон) - 0,5 - 1,2%, лимонную кислоту - 0,5 - 1,5%, гидразингидрат - 0,1 - 0,2%, аммиак до pH 7-9 и воду - остальное (аналог - ав. свид. СССР N 283772, кл. C 23 F 14/02, 1964 г.). Данный раствор из-за наличия аммиака является достаточно токсичным, кроме того, при его использовании также наблюдаются высокие скорости растворения стали и особенно медных сплавов в период удаления отложений.

В современных доменных печах надежная работа может быть обеспечена только при защите кожуха со стороны рабочего пространства охлаждаемыми деталями - холодильниками.

При водяном охлаждении отвод теплоты от водоохлаждаемых элементов производится холодной проточной водой. При этом расход воды должен обеспечить, по возможности, безнакипный режим. Данное условие трудно выполнимо, так как техническая вода содержит накипеобразователи, которые при нагреве воды выпадают в осадок на стенках деталей, препятствуя отводу от них тепла. Основной причиной образования накипи является распад бикарбонатов кальция и магния с образованием плохо растворимых карбонатов Ca(HCO₃)₂ = CaCO₃ + CO₂ + H₂O.

Слой накипи значительно снижает эффективность охлаждения. Таким образом, для безнакипного режима работы при большой временной жесткости охлаждающей воды нужно увеличить ее расход для достижения допустимой температуры подогрева воды. В настоящее время на водяное охлаждение доменных печей расходуется до 2 м³/ч воды на 1 м³ объема печи или до 22 м³/т выплавляемого чугуна.

Как правило, на металлургических предприятиях не выдерживаются условия, исключающие образование накипи в трубах холодильников. В связи с этим производится периодическая очистка труб холодильников путем продувки сжатым воздухом, подачи воды высокого давления (в том числе с гранулированным шлаком или другим абразивным материалом).

Очистка холодильников выполняется по графику.

В настоящее время для водоснабжения доменных цехов применяются, в основном, оборотные системы водоснабжения. В комплекс оборотного водоснабжения входят насосные станции, охладители воды (чаще всего градирни) и система подземных коммуникаций водоводов. (Зайцев Ю.С., Филипьев О.В. "Новые технические решения в охлаждении доменных печей". Издательство "Основа" при Харьковском гос. университете, г. Харьков, 1992 г., с. 65-67. - прототип).

Размещение объектов водного хозяйства цеха требует больших площадей (до 5-10 га).

Таким образом, водяному охлаждению доменных печей присущ ряд недостатков: - недостаточная надежность охлаждения из-за выпадения в охлаждаемых элементах слоя накипи; - большая капиталоемкость.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности процесса очистки внутренних поверхностей холодильников путем снижения расхода состава, получение нетоксичного раствора, расширение области его применения.

Технический результат достигается тем, что в способе очистки внутренних поверхностей холодильников доменных печей от накипно-коррозионных отложений, включающий подачу подогретого активного водного раствора в холодильники и слив отработанного раствора, в котором в качестве активного водного раствора используют водный раствор, содержащий комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки, образующие водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями с концентрацией 26-73 кг/м³ в зависимости от состава и количества отложений, раствор подают в холодильник с температурой 50-100^oC со скоростью не менее 0,5 м/с в течении 1-3 час, а слив отработанного раствора производят без дополнительной очистки и химической обработки.

Способ, в котором используют водный раствор, содержащий комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки при следующей концентрации, кг/м³: Комплексон - 24-26 Аскорбиновая кислота - 1,0-3,0 Активные добавки - 1,0-44 Способ, в котором в качестве активных добавок, образующих водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями используют натриевые соли сульфосалициловой кислоты.

Способ, в котором слив отработанного раствора производят в канализацию.

На чертеже изображена схема установки для очистки внутренних поверхностей холодильников доменной печи от накипно- коррозионных отложений.

Работа по предлагаемому способу Электродвигатель 1 с помощью насоса 2 (марка-ХДЗХ-2Д141) через гибкий шланг 3 по подводящему трубопроводу 4 подает водный раствор в холодильник 5. Из холодильника 5 по сливному трубопроводу 6 отработанный раствор поступает в бак 7 рециркулярный. Раствор подогревается в баке 7 с помощью пара, подаваемого через паропровод 8. Раздаточной гребенкой 9 и 3-ходовым краном 10 регулируют, какой холодильник промывать. После того как промывка закончена, через сливную воронку 11 отработанный раствор сливают в оборотный цикл или в канализацию без дополнительной обработки раствора.

В качестве комплексонов (комплексообразователей) в составе по изобретению используют этилендиаминтетрауксусную кислоту, диэтилентетраминпентауксусную, гексаметилдиаминтетрауксусную, 2-оксиэтилиминодиуксусную, оксиэтилидендифосфоновую кислоту и т.п.

Используемая в заявленном составе L-аскорбиновая кислота (V-лактон, 2,3-дегидрогулоновой кислоты) растворима в воде, не растворяется в органических растворителях. Входит в состав витамина C (Химический энциклопедический словарь. -М.: Сов. энциклопедия. 1983, с.102).

В качестве активных добавок, образующих водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями, используют натриевые соли сульфосалициловой кислоты.

Способ осуществляют следующим образом.

Воду нагревают в рециркулярном баке от 50^oC и выше, вводят в нее аскорбиновую кислоту, комплексон и активную добавку. Перемешивают. Получают прозрачный раствор без осадка. Растворение отложений осуществляют путем промывки поверхностей нагретой композицией. Способ применения зависит от типа очищаемого объекта (оборудования), от типа материала: раствор заливают и прокачивают через систему, подвергаемую очистке. Скорость подачи в холодильник не менее 0,5 м/сек, температура раствора 50-100^oC и время промывки 1-3 часа определены экспериментально.

Хим. состав накипи: Fe - 1,60; Fe_мет - 1,12; FeO - 0,67; CaO - 44,39; Al₂O₃ - 0,88; SiO₂ - 4,21; P₂O₅ - 0,44; S - 1,59; MgO - 3,48; MnO - 0,03; TiO₂ - 0,05; п.п.п. - 41,35.

В табл. 1 представлены конкретные примеры, иллюстрирующие изобретение.

В табл. 2 представлены данные по эффективности очистки отложений составом по изобретению в зависимости от типа.

Таким образом, способ по изобретению является достаточно эффективным, нетоксичным, позволяет удалять отложения (накипь) любой плотности с достаточно высокой скоростью, не нарушая качества подложки металла.

Формула изобретения

1. Способ очистки внутренних поверхностей холодильников доменных печей от накипно-коррозионных отложений, включающий подачу из рециркуляционного бака подогретого активного водного раствора в холодильники и слив отработанного раствора, отличающийся тем, что в качестве активного водного раствора используют водный раствор, содержащий комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки, образующие водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями с концентрацией 26-73 кг/м³ в зависимости от состава и количества отложений, раствор подают в холодильники с температурой 50-100^oC со скоростью не менее 0,5 м/с в течение 1-3 ч, а слив отработанного раствора производят без дополнительной очистки и химической обработки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют водный раствор, содержащий комплексон, аскорбиновую кислоту и активные добавки при следующей концентрации, кг/м³:
Комплексон - 24 - 26
Аскорбиновая кислота - 1,0 - 3,0
Активные добавки - 1,0 - 44
Вода, м³ - До 1
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активных добавок, образующих водорастворимые комплексы с накипно-коррозионными отложениями, используют натриевые соли сульфосалициловой кислоты.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что слив отработанного раствора производят в канализацию.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2