Спосіб очищення поверхні теплообмінної апаратури від інкрустацій

Винахід відноситься до неорганічної хімії, зокрема, до способів очищення теплообмінної апаратури від інкрустацій і може знайти примінення як в хімічній промисловості, наприклад, у виробництві каустичної соди, так і в теплоенергетиці. У теперішній час для ряду галузей промисловості очищення теплообмінної апаратури від інкрустацій новими досконалими способами являється питанням збільшення випусканої продукції і підвищення її якості, продовження строку служби обладнання і перехід на прогресивні технології по замкнутому циклу. Відомий спосіб очищення теплообмінних поверхонь від інкрустацій шляхом розчинення їх розчином соляної кислоти (а.с. 162791, СРСР, МКІ3 С02 В, 1963). Недоліком способу являється низька швидкість розчинення інкрустацій, а також висока швидкість корозії обладнання. Відомий спосіб очищення від інкрустацій поверхні теплообмінного обладнання при одержанні целюлози соляною кислотою з подальшим кип'ятінням і додаванням їдкого натра ("ТАРРІ", 1973,56, N7. С.112-114; РЖХ, 1974, 2К 129). Недоліком способу являється низька швидкість розчинення інкрустацій при високій швидкості корозії обладнання. Найбільше близьким до пропонованого по технічній сутності і досягнутому результату являється спосіб очищення від інкрустацій шляхом промивання теплообмінної апаратури фосфорною кислотою (Маргулова Т.Х. Хімічні очищення теплоенергетичного обладнання .- М.: Хімія. 1869. С.13). Указаний спосіб дозволяє трохи зменшити агресивність середовища, але оптимальна швидкість розчинення інкрустацій не досягнута. В основу винаходу поставлена задача збільшення швидкості розчинення інкрустацій при одночасному зниженні швидкості корозії теплообмінної апаратури. Рішення поставленої задачі забезпечується теперішнім винаходом і заключається в тому, що у відомому способі очищення поверхні теплообмінної апаратури від інкрустацій шляхом промивання її фосфорною кислотою, промивання фосфорною кислотою здійснюють її розчином 5-10%-ної концентрації в який вводять фосфат сечовини в кількості 0,5-5,0ваг. %. Збільшення швидкості розчинення інкрустацій при введені в розчин фосфорної кислоти фосфата сечовини відбувається за рахунок того, що в результаті гідролізу фосфата сечовини в розчині збільшується вміст вільного реакційного водороду, який сприяє утворенню розчинної солі. Зниження швидкості корозії теплообмінної апаратури пояснюється зростанням потенціалу її поверхні за рахунок збільшення в розчині іонів Са, що приводить до утворення стійкості пасивної плівки на цій поверхні, яка захищає матеріал від корозії. При використанні розчину фосфорної кислоти нижче 5%-ної концентрації ефект розчинення від інкрустацій низький, так як в розчині незначний вміст вільного реакційного водороду, який сприяв би утворенню розчинної солі. Використання розчину фосфорної кислоти вище 10%-ної концентрації недоцільно, так як швидкість розчинення інкрустацій змінюється незначимо. При введенні в розчин фосфорної кислоти фосфата сечовини в кількості менше 0,5ваг.% не приводить до зниження швидкості корозії теплообмінної поверхні. При введенні в розчин фосфорної кислоти фосфата сечовини в кількості більше 5ваг. % швидкість корозії теплообмінної поверхні практично не змінюється, тому приміняти його більше вказаної межі недоцільно. Спосіб здійснюють таким чином. У теплообмінний апарат з шаром інкрустацій вводять розчин фосфорної кислоти 5-10%-ної концентрації, яка містить 0,5-5,0ваг. % фосфата сечовини і промиває за допомогою стиснутого повітря, подаваного в нижню конусну частину апарата на протязі 24 год. Після очищення поверхні апарата одержаний розчин зливають і направляють в цех виробництва кормового преципитата. Швидкість розчинення інкрустацій визначають по вмісту іонів кальція у відпрацьованому розчині трилонометричним методом. Для визначення швидкості корозії ваговим методом в апарат при очищенні розміщають зразки сталі Х18Н10Т. Приклад 1. У теплообмінний апарат із сталі Х18Н10Т об'ємом 24м 3, на внутрішній поверхні якого є шар інкрустацій, вводять 22м 3 розчину фосфорної кислоти 4,0%-ної концентрації, яка містить в собі фосфат сечовини в кількості 0,1ваг.% і промивають за допомогою стиснутого повітря подаваного в нижню частину апарата на протязі 24год, після чого опрацьований розчин зливають і направляють у виробництво кормового преципітату. У цей же апарат розміщають зразки з сталі Х18Н10Т для визначення швидкості корозії ваговим методом, яка складає 0,019г/м 3.год. У результаті промивання вміст іонів кальцію в відпрацьованому розчині складає 5,0г/л. Приклади здійснення способу при інших параметрах ведення представлені в таблиці. У результаті проведених досліджень встановлено, що при введенні фосфата сечовини в розчин фосфорної кислоти збільшується швидкість розчинення інкрустацій при одночасному зниженні швидкості корозії теплообмінної апаратури порівняно з прототипом. Аналіз наведених даних показує, що перевага описаного технічного рішення порівняно в прототипом складається у збільшенні швидкості розчинення інкрустацій з 6,75 до 8,20-10,24г/л іонів Са з одночасним зниженням швидкості корові і теплообмінної апаратури з 0,015 до 0,006-0,0015г/м 2.год. Таблиця Порівняльні дані досліджень по пропонованому способу і прототипу Назва параметрів 1 2 Приклади по пропонованому способу 3 4 5 6 7 8 9 10 Спосіб по 11 прототипу Концентрація фосфорної 4 4,5 5 5 5 8 10 10 10 11 15 кислоти, % Вміст фосфата сечовини, 0,1 0,08 0,5 3,0 5,0 3,0 0,5 3,0 5,0 6,0 7,0 % ваг. Швидкість розчинення 5,0 5,6 8,2 9,7 10,12 9,72 8,14 9,65 10,24 11,24 11,2 інкрустацій, г/л іонів Са 2. Швидкість корозії, г/м год. 0,019 0,019 0,0015 0,004 0,006 0,004 0,0015 0,004 0,006 0,006 0,006 10 6,75 0,015