Способ гидродинамической очистки поверхностей химико-технологической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы

Изобретение относится к способам гидродинамической очистки поверхностей химико-технологического оборудования от шламов, содержащих металлы платиновой группы. Способ включает гидродинамическую очистку поверхностей указанных аппаратов с помощью прямых не вращающихся струй воды, которые подают на обрабатываемый участок поверхности. Давление струй составляет от 0,1-0,5 до 270-300 МПа, а температура воды – в диапазоне от 0,1-0,5 до 70-90°С. При этом давление и температуру увеличивают или уменьшают в указанных диапазонах либо непрерывно, либо ступенчато с заданным шагом. Струи воды перемещают по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с. Технический результат: высокая степень очистки очень сильно загрязненных внутренних и внешних поверхностей труб в труднодоступных местах, увеличение скорости проведения очистки агрегатов, увеличение процента извлечения металлов платиновой группы по отношению к потерям. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 13 пр.

 

Изобретение относится к способам гидродинамической очистки поверхностей химико-технологического оборудования от шламов, содержащих металлы платиновой группы (МПГ), и может быть использовано в металлургической и химической отрасли промышленностях, в частности в установках, в которых используются катализаторы из металлов платиновой группы, например в установках по производству азотной, синильной кислот, гидроксиламинсульфата и т.д.

Уровень техники.

В результате эксплуатации агрегатов в производствах, использующих катализаторы платиновой группы, на поверхностях теплообмена пароперегревателей, испарителей котлов утилизаторов и теплообменников происходит осаждение шламов, содержащих МПГ. Так, например, после пятилетней эксплуатации агрегатов производства неконцентрированной азотной кислоты мощностью порядка 1200 т HNO₃ в сутки (в пересчете на 100%-ную кислоту) только на трубчатках пароперегревателей, испарителей, котлов и экономайзере может осесть до 50 и более килограммов платиноидов. Кроме того, на внутренних стенках и деталях аппаратов оседают микроскопические частицы шлама, содержащие платиноиды, отделяющиеся от катализаторов в процессе их эксплуатации, часть этих частиц оседает в труднодоступных местах и не может быть удалена оттуда механическим путем. Некоторая часть шлама оседает в виде плотных осадков на трубах холодильников-конденсаторов, тарелках колонной аппаратуры, в переливах, конденсаторах, стенках и днищах хранилищ готовых продуктов (1).

Для удаления вышеуказанного шлама используются разные методы очистки, как механические, так и химические, с последующей переработкой данного шлама для извлечения металлов платиновой группы.

Известен способ механической очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, характеризующийся обработкой этих поверхностей режущим инструментом, у которого главное движение резания является вращательным движением и/или движением по обрабатываемой поверхности, при этом скорость резания выбирают в интервале 0,015-35 м/с при усилии резания 0,05-2800 Н, при этом в случае, когда главное движение резания является вращательным движением, инструменту сообщают подачу по обрабатываемой поверхности в диапазоне 3⋅10-5-9 м/с, в качестве режущего инструмента в предлагаемом способе используют следующие устройства: щетка, резец, фреза, развертка, зенкер и т.п. (2).

Также известен способ очистки поверхностей химической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, включающий механическую обработку поверхностей режущим инструментом, имеющим главное движение резания вращательное и/или движение по обрабатываемой поверхности. Перед механической обработкой поверхностей режущим инструментом устраняют неконтролируемую циркуляцию воздушных потоков у обрабатываемых поверхностей и проводят обработку поверхностей режущим инструментом после формирования направленного потока воздушной среды у обрабатываемых поверхностей, при этом механическую обработку поверхностей проводят при движении инструмента из области повышенного давления в область пониженного (3).

Недостатками вышеуказанных известных способов является необходимость создания высокой скорости и усилия резания, что приводит к быстрой потере работоспособности режущего инструмента и повышению потерь шлама, а также возможности повреждения ценного оборудования в процессе механического воздействия.

Известен способ извлечения шламов, содержащих металлы платиновой группы, с поверхностей агрегатов, использующих катализаторы на основе металлов платиновой группы, включающий обработку этих поверхностей водным раствором химических веществ, выбранных из группы: едкий натр, едкое кали, аммиачная селитра, триполифосфат натрия, соляная, серная, фосфорная, щавелевая, муравьиная, уксусная кислоты, амины и последующее извлечение шлама, обработку водным раствором ведут при концентрации химических веществ не более 5% по массе и температуре 35-95°С, а извлечение шлама ведут механической обработкой поверхности режущим инструментом при удельном давлении на обрабатываемую поверхность 5⋅103-2⋅105 Н/м², при этом обработку водным раствором химических веществ осуществляют после предварительной механической обработки поверхности режущим инструментом при скорости главного движения по обрабатываемой поверхности не более 0,015 м/с (4).

Также известен способ сорбционного извлечения металлов платиновой группы с внутренних поверхностей аппаратов агрегатов, использующих катализаторы на основе платиноидов, включающий обработку этих поверхностей водным раствором абсорбента, обработку осуществляют путем циркуляции водного раствора абсорбента при скоростном напоре раствора в зоне воздействия потока на поверхность аппаратов в пределах 10^-5-20 Па с последующим извлечением отделившегося шлама фильтрацией, при этом в водный раствор абсорбента вводят дисперсный воздух при скорости его потока в зоне воздействия раствора на поверхность аппаратов в интервале 0,1-10,0 м/с, а в качестве абсорбента используют соединения из группы: едкий натр, едкое кали, аммиачная селитра, триполифосфат натрия, соляная, фосфорная, щавелевая, муравьиная, уксусная кислоты, амины (1).

Недостатками известных способов, в частности, является их непригодность для очистки поверхностей аппаратов, изготовленных из металлов, к которым относятся, например, котлы- утилизаторы, поскольку при такой очистке будет иметь место не только высокая коррозия материала аппарата, приводящая к невозможности его дальнейшего использования, но и образование водорода по реакции металла, например, с H₂SO₄, что приводит к образованию взрывоопасной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ очистки, включающий извлечение шлама, содержащего платиноиды, с поверхности металлических аппаратов химико-технологических установок, заключающийся в обработке поверхности жидкостью с последующей сепарацией отделившегося шлама, при этом обработку ведут с поверхности металлических аппаратов из углеродистых сталей или легированных сталей с содержанием легирующих компонентов 1-10%, в качестве жидкости используют воду, струю или струи которой подают на локальный участок или локальные участки поверхности в интервале скоростного напора 110-260 МПа, также обработку ведут с поверхности металлических аппаратов из технического титана, или его сплавов, или легированных сталей с содержанием легирующих компонентов 10,1-50,0%, в качестве жидкости используют воду, струю или струи которой подают на локальный участок или локальные участки поверхности в интервале скоростного напора 35-140 МПа, при этом струю или струи перемещают по поверхности со скоростью 0,05-1,5 м/с (5).

Однако такому способу присущи следующие недостатки - пониженная степень извлечения шлама вследствие малого напора жидкости и ее температуры в зоне воздействия на обрабатываемую поверхность, что приводит к понижению эксплуатационных характеристик оборудования (не достигается максимально возможный теплообмен оборудования и сбор шлама из агрегата).

Раскрытие сущности изобретения

Чтобы устранить указанные недостатки, мы предлагаем способ гидродинамической очистки поверхностей химико-технологической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, включающий гидродинамическую очистку поверхностей указанных аппаратов, при котором на обрабатываемый участок поверхности подают прямые не вращающиеся струи воды под давлением от 0,1-0,5 до 270-300 МПа, с возможностью увеличения или уменьшения давления в указанном диапазоне либо непрерывно, либо ступенчато с шагом от 10 до 70 МПа, при температуре воды от 0,1-0,5°С до 70-90°С, с возможностью увеличения или уменьшения температуры воды в указанном диапазоне либо непрерывно, либо ступенчато с шагом от 1 до 20°С, при этом струи воды перемещают по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с.

В частном случае осуществления изобретения в случае наружных поверхностей их обработку проводят плоскоструйными насадками с форсунками, угол наклона струй к обрабатываемой поверхности 1°-179°.

В частном случае осуществления изобретения при обработке внутренних поверхностей используют круглые насадки с форсунками, обеспечивающими направление струй относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад.

В частном случае осуществления изобретения очистку агрегатов АК-72 производят круглогодично

В частном случае осуществления изобретения в качестве воды используется очищенная вода, например вода, очищенная от шлама посредством фильтров.

Достигаемыми техническими результатами являются:

- не требуется применения химических реагентов для смыва отложений с очищаемых поверхностей; улучшение отделения шлама от рабочей поверхности оборудования за счет изменяющегося сверхвысокого давления и повышения температуры воды в широком диапазоне, что значительно уменьшает сцепление частиц шлама с очищаемой поверхностью. При этом предлагаемая нами гидродинамическая очистка поверхностей металлических аппаратов сокращает трудоемкость, сроки очистки, увеличивает сбор шлама из агрегатов и не приводит к их повреждению и, следовательно, не снижает, а улучшает эксплуатационные характеристики очищаемого оборудования (увеличивается теплообмен оборудования);

- при данном способе обработки получают частицы шлама размером от 0,1 до 2000 мкм. Такой размер частиц обеспечивает наиболее высокий сбор шлама из агрегатов;

- в результате использования сверхвысокого давления и ступенчатого или непрерывного повышения температуры воды увеличивается масса собираемого шлама, вследствие чего увеличивается процент сбора Mill от зафиксированных потерь.

- использование однонаправленных не вращающихся струй воды обеспечивает прицельную обработку выбранных участков в требуемом направлении, что особенно требуется в области труднодоступных мест пакетов пароперегревателей и пароиспарителей агрегатов АК-72, а так же поворотных камер и пароперегревателей агрегатов УКЛ-7, сварочных швов, очень сильно загрязненных внутренних поверхностей труб пароиспарителей УКЛ-7, позволяя очищать эти области за меньшее время, что способствует их большей сохранности.

Способ осуществляется следующим образом.

Для очищения поверхностей металлических аппаратов химико-технологических установок из технического титана или его сплавов, или из углеродистых или легированных сталей от шламов, содержащих металлы платиновой группы, применяют обработку, при которой в случае наружных поверхностей подают прямые не вращающиеся струи воды из плоскоструйных насадок с форсунками, угол наклона струй к обрабатываемой поверхности 1°-179°, а для обработки внутренних поверхностей используют круглые насадки с форсунками, обеспечивающими направление струй: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад относительно фронтальной части насадки.

Струи воды подают под давлением от 0,1-0,5 до 270-300 МПа, постепенно увеличивая или уменьшая давление в указанном диапазоне, при этом дополнительно производят повышение или понижение температуры воды от 0,1-0,5°С до 70-90°С. Струи воды перемещают по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с. Температуру воды изменяют либо непрерывно, либо ступенчато с шагом 1-20°С, а давление изменяют либо непрерывно, либо с шагом 10-70 МПа.

При очистке используют гибкие удлиненные шланги сверхвысокого давления диаметром 7-11 мм, снабжаемые насадками с форсунками как для внутренней, так и для наружной обработки. Шланги присоединены к насосам сверхвысокого давления, в частности, таким как SUGINO Серия «Hi-Jet», подающим в них воду.

По окончании очистки одного узла начинают обработку поверхности следующего узла агрегата.

Шлам, содержащий МПГ, полученный в результате гидродинамической обработки оборудования, подвергают фильтрации, сушке, просеву, пробоотбору, взвешиванию. После фильтрации и подсушивания масса имеет вид песка с размером частиц от 0,1 до 2000 мкм. Полученную массу шлама собирают, упаковывают и передают для химического анализа на содержание МПГ. Анализ осуществляется любыми известными методами.

Вода со шламом, полученным в процессе гидродинамической обработки, подвергается фильтрации с помощью фильтрационных установок (например, гидроциклонов) и может быть повторно использована для гидродинамической обработки, что позволяет уменьшить потери воды в процессе очистки и снизить экологическую нагрузку.

Сущность предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Промышленные испытания способа извлечения шлама, содержащего платиноиды, проводили на отдельных аппаратах и их узлах отечественных агрегатов АК-72 и УКЛ-7 производства азотной кислоты мощностью для АК-72 1200 т в сутки и 355-380 т в сутки для УКЛ-7, состоящих из:

АК-72

1. Двух пароперегревателей, общая площадь нагрева 230,8 м², количество змеевиков - 232 шт., диаметр 32X4 сталь 12Х1МФ, с шахматным расположением труб;

2. Двух испарительных пакетов, общая площадь нагрева 872 м², количество змеевиков 372 шт., диаметр 32X3 сталь 20, с коридорным расположением труб;

3. Экономайзера, общая площадь нагрева 940 м, состоит из двух пакетов:

а) верхний пакет из стали 20

Диаметр 25X3 мм, количество змеевиков 144 шт., коридорное расположение труб;

б) нижний пакет из стали 12Х18Н12Т, количество змеевиков 144 шт., коридорное расположение труб.

УКЛ-7 (котел-утилизатор)

1. Испаритель котла-утилизатора имеет поверхность теплообмена 540 м², выполнен из углеродистой стали 20 по ГОСТ 1050-88. Содержит 482 прямые трубы ∅50 мм, толщина 3 мм и длиной около 6 м.

2. Пароперегреватель котла-утилизатора имеет поверхность теплообмена 5,7 м² и выполнен из легированной углеродистой стали 15ХМ по ГОСТ 4542-71.

3. Пароперегреватель состоит из изогнутых труб ∅38 мм и толщина 2,5 мм.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - Гранулометрический состав получаемого шлама (по оси абсцисс средний размер частиц, по оси ординат - % содержание частиц в шламе, всего вместе 100%).

Пример 1

Для подтверждения технического результата провели очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 0,1 МПа, ступенчато увеличивая давление до 300 МПа с шагом 10 МПа, при этом одновременно с повышением давления ступенчато повышали температуру воды от +0,1 до +90°С с шагом 5°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с, в зависимости от степени загрязнения поверхности шламом. Скорость в данном случае составила 0,2 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили пробоотбор, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм (фиг. 1), максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 600-800 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 99,5%.

Пример 2

Проводили очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого высокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 0,1 МПа, ступенчато увеличивая давление до 300 МПа с шагом 70 МПа, при этом одновременно с повышением давления ступенчато повышали температуру воды от +0,1 до +90°С с шагом 20°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с, в зависимости от степени загрязнения поверхности шламом. Скорость в данном случае составила 1,0 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 500-700 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 98,8%.

Пример 3

Проводили очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого высокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 0,1 МПа, непрерывно увеличивая давление до 300 МПа, при этом одновременно с повышением давления непрерывно повышали температуру воды от +0,1 до +90°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с, в зависимости от степени загрязнения поверхности шламом. Скорость в данном случае составила 1,2 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили пробоотбор, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 650-850 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 99,4%.

Пример 4

Проводили очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого высокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением, непрерывно понижая давление от 300 МПа до 0,1 МПа, при этом одновременно с понижением давления непрерывно понижали температуру воды от +90°С до +0,1°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 0,5 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили пробоотбор, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 650-800 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 98,9%.

Пример 5

Проводили очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого высокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением, ступенчато понижая давление от 300 МПа до 0,1 Мпа с шагом 20 МПа, при этом одновременно с понижением давления ступенчато понижали температуру воды от +90°С до +0,1°С с шагом 10°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 1 до 1,5 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили пробоотбор, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 600-800 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 99,6%.

Пример 6

Проводили очистку внутренней поверхности вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 ∅50 мм, толщиной⋅3 мм и длиной 4 м с помощью гибких шлангов сверхвысокого высокого давления, снабженных не вращающимися круглыми насадками с форсунками, струи из которых подавались относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад. Шланги были присоединены к насосам сверхвысокого давления, подающим в них воду. На обрабатываемые участки подавали струи воды под сверхвысоким давлением, ступенчато понижая давление от 300 МПа до 0,1 Мпа с шагом 60 МПа, при этом одновременно с понижением давления ступенчато понижали температуру воды от +90°С до +0,1°С с шагом 15°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,5 до 1,0 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 600-800 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 98,7%.

Пример 7

Проводили очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 ∅38 мм, толщиной⋅2,5 мм и длиной 50 см с помощью удлиненного шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под давлением от 0,1 МПа, ступенчато увеличивая давление до 300 МПа шагом 30 МПа, при этом одновременно с повышением давления ступенчато повышали температуру воды от 0,1 до 90°С с шагом 10°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью 1,8 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 500-600 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 составило 99,5%.

Пример 8

Проводили также очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 ∅32 мм, толщиной⋅4 мм длиной 50 см с помощью удлиненного шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под давлением от 0,1 МПа до 300 МПа, ступенчато увеличивая давление с шагом 70 МПа, при этом одновременно с повышением давления ступенчато повышали температуру воды от 0,1°С до 90°С с шагом 20°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью 1,8 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 550-650 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 составило 99,3%.

Пример 9

Проводили очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 ∅38 мм, толщиной⋅2,5 мм и длиной 50 см с помощью удлиненного шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 0,1 МПа до 300 МПа, непрерывно увеличивая давление от наименьшего его значения к наибольшему, при этом одновременно с повышением давления непрерывно повышали температуру воды от 0,1°С до 90°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,8 м/с до 1,5 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 800-900 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 составило 99,4%.

Проводили также очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 ∅32 мм, толщиной⋅4 мм и длиной 50 см с использованием аналогичных параметров. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 составило 99,5%.

Пример 10

Проводили очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 ∅38 мм, толщиной⋅2,5 мм и длиной 50 см с помощью шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 300 МПа до 0,1 МПа, непрерывно понижая давление от наибольшего его значения к наименьшему, при этом одновременно со снижением давления непрерывно снижали температуру воды от 90°С до 0,5°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью 0,2-0,8 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 500-700 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 составило 99,4%.

Пример 11

Проводили очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 ∅32 мм, толщиной⋅4 мм длиной 50 см с помощью шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под сверхвысоким давлением от 300 МПа до 0,1 МПа, ступенчато понижая давление от наибольшего его значения к наименьшему с шагом 15 МПа, при этом одновременно со снижением давления ступенчато снижали температуру воды от 90°С до 0,5°С с шагом 5°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью 0,9-1,2 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама в воде фильтровали, высушивали, просеивали, проводили пробоотбор, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 600-800 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 составило 99,2%.

Пример 12

Проводили также очистку внешней поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 ∅32 мм, толщиной⋅4 мм длиной 50 см с помощью удлиненного шланга сверхвысокого давления, присоединенного к штанге, и снабженного не вращающимися плоскоструйными насадками с форсунками, струи из которых подавались под углом от 1° до 179° к обрабатываемой поверхности. На обрабатываемый участок подавали струи воды под давлением от 300 МПа до 0,1 МПа, ступенчато понижая давление от наибольшего его значения к наименьшему с шагом 65 МПа, при этом одновременно со снижением давления ступенчато снижали температуру воды от 90°С до 0,5°С с шагом 20°С. Струи воды перемещали по обрабатываемой поверхности со скоростью 1,8-2 м/с.

После полной обработки всех поверхностей полученную суспензию шлама фильтровали, высушивали, просеивали, проводили отбор проб, взвешивали и подвергали химическому анализу на содержание МПГ. Полученные частицы имели размер в диапазоне от 0,1 до 2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 550-650 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата АК-72 составило 98,9%.

Пример 13

Для подтверждения технического результата предлагаемого способа мы провели сравнительную очистку наружной поверхности вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 ∅38 мм, толщиной⋅2,5 мм и длиной 50 см по заявляемому нами способу и по способу-прототипу. При этом по способу-прототипу очистку проводили струями воды под давлением 140 МПа с использованием шлангов высокого давления. Скорость перемещения струи составила 0,8 м/с. В результате очистки получен шлам с размером частиц 1000-3000 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы пароперегревателя агрегата УКЛ-7 составило 95,6%.

При использовании заявляемого способа очистку вели прямыми не вращающимися струями воды, которые подавались с помощью насоса сверхвысокого давления и подведенных к нему шлангов сверхвысокого давления с присоединенными плоскоструйными насадками с форсунками, угол наклона струй к обрабатываемой поверхности 1°-179°. При этом производили ступенчатое повышение сверхвысокого давления от 0,1 МПа до 300 МПа с шагом 10 МПа, со ступенчатым повышением температуры от 0,1 до 90°С с шагом 10°С. Скорость перемещения струй 0,5 м/с. В результате очистки получен шлам с размером частиц 0,1-2000 мкм, максимум размеров частиц колебался в диапазоне от 550-650 мкм. Количество извлеченного МПГ из вырезанного фрагмента трубы испарителя агрегата УКЛ-7 составило 99,5%.

Таким образом, в результате разработанного нами способа очистки достигнуто:

- высокая степень очистки очень сильно загрязненных внутренних поверхностей труб и внешних поверхностей труб в труднодоступных местах;

- сохранность оборудования, узлов и сварных швов при проведении очистки;

- увеличение скорости проведения очистки агрегатов;

- улучшение теплопроводности труб.

- увеличение процента извлеченных МПГ по отношению к зафиксированным потерям.

Источники информации

1. Патент РФ 2083261 С1, опубликован 10.07.1997.

2. Патент РФ 2082510 С1, опубликован 27.06.1997.

3. Патент РФ 2127158 С1, опубликован 10.03.1999.

4. Патент РФ 2221061 С1, опубликован 10.01.2004.

5. Патент РФ 2202635 С1, опубликован 10.04.2003.

1. Способ гидродинамической очистки поверхностей химико-технологической аппаратуры от шламов, содержащих металлы платиновой группы, включающий гидродинамическую очистку поверхностей указанных аппаратов, при котором на обрабатываемый участок поверхности подают прямые не вращающиеся струи воды под давлением от 0,1-0,5 до 270-300 МПа с возможностью увеличения или уменьшения давления в указанном диапазоне либо непрерывно, либо ступенчато с шагом от 10 до 70 МПа при температуре воды от 0,1-0,5°С до 70-90°С, с возможностью увеличения или уменьшения температуры воды в указанном диапазоне либо непрерывно, либо ступенчато с шагом от 1 до 20°С, при этом струи воды перемещают по обрабатываемой поверхности со скоростью от 0,1 до 2 м/с.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в случае наружных поверхностей их обработку проводят плоскоструйными насадками с форсунками, угол наклона струй к обрабатываемой поверхности 1-179°.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при обработке внутренних поверхностей используют круглые насадки с форсунками, обеспечивающими направление струй относительно фронтальной части насадки: вперед; под углом 90°; под углом 45-60° назад.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что очистку производят круглогодично.

5. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что в качестве воды используется очищенная вода, например вода, очищенная от шлама посредством фильтров.