溴化鋰吸收式制冷機組腔體清洗技術
.前言
溴化鋰吸收式制冷(熱)機組是一種以蒸汽、熱水、燃油、燃氣和各種余熱為熱源,制取冷水或熱水的節電型制冷設備。具有耗電少、噪音低、運行平穩、能量調節范圍廣、自動化程度高、安裝、維護、操作簡單等特點,在利用地勢能源與余熱方面有顯著的節能效果。另外,它還有對環境無污染,對大氣臭氧層無損壞作用的獨特優勢。因而,廣泛用于紡織、化工、醫藥、冶金、機械制造石油等行業及賓館等各種公共建筑中。
溴化鋰吸收式制冷(熱)機組缺點是:腐蝕性強,對氣密性要求高。溴化鋰水溶液對金屬材料有較強的腐蝕性。
如運行管理不當,將造成機組腔體內部嚴重腐蝕,腐蝕物可使機組噴嘴堵塞,機組性能下降,壽命大大縮短。因此對機組腔體進行化學清洗,徹底去除腐蝕產物,使機組噴嘴疏通,機組恢復原由性能,是溴化鋰吸收式制冷(熱)機組維護保養的一項非常重要的內容之一。
二.垢物狀況
鐵和銅在溴化鋰溶液中的腐蝕,進行桌下列化學反應:
Fe+H2O+0.5O2→Fe(OH)2
Fe(OH)2+0.5H2O+0.25O2→Fe(OH)3
4Fe(OH)2 →Fe3O4+ Fe+4H2O
2Cu+0.5O2→Cu2O
Cu2O+0.5O2+2H2O →2Cu(OH)2
金屬鐵和銅在堿性溴化鋰溶液中,與氧結合生成鐵和銅的氫氧化物,如Fe3O4或Cu(OH)2等。
操作不當,真空泵油有部分會倒吸進機組內部,在加上機組溶液中舔加辛醇,為水不溶性的油狀物。
因此,垢物的成分主要是以氧化鐵垢為主的油性混合型垢物。顏色為深褐色片狀或顆粒狀。
三.清洗方法的選擇:
溴化鋰機組腔體清洗有三種方法:(1)用蒸餾水清洗;(2)用溴化鋰溶液清洗機組;(3)化學清洗。
對于腔體嚴重腐蝕的機組,只有用化學清洗的方法,才能徹底去除腐蝕產物。
四.藥劑的選擇:
根據垢樣分析及溶垢試驗表明,垢物的主體是氧化鐵,尤其是深褐色的Fe3O4為主,無機酸如HCl、
HF、HNO3及H2SO4等均可使其溶解。但溴化鋰機組嚴格控制Cl離子等其它有害離子進入機組。在加機組腔體已嚴重腐蝕。選擇無機酸為主體的清洗劑,將會冒更大的風險。而選擇有機酸清洗劑,不僅能有效地去除金屬氧化物,而且對設備安全。
可供選擇的有機酸品種有檸檬酸、醋酸、氨基磺酸、HEDP等。
有機酸清洗劑的清洗機理和作用是:利用其本身的氧化性酸性和所帶有的活性基團優異的螯合能力,加上復配其中的表面活性劑、滲透劑等的作用,以達到清洗的目的。
如當HEDP的濃度在1-5%時其除銹效果可以和鹽酸媲美。
例如:淮北電廠6號鍋爐過熱器有280g/m2銹垢,采用32%HEDP等有機清洗劑配方,僅耗2小時即清洗干凈,且清洗后的金屬表面優于用HCl清洗后的表面。
檸檬酸清洗機理較復雜,主要反應為:
H3C6H5O7+NH4OH—NH4H2C6H5O7+H2O
所生成的檸檬單酸是該酸清洗的有效成分。其含氨有機酸與氧化鐵反應如下:
NH4H2C6H5O7+FeO—NH4FeC6H5O7+H2O
2NH4H2C6H5O7+Fe2O3—2NH4FeC6H5O7OH+H2O
3NH4H2C6H5O7+Fe3O4—NH4FeC6H5O7+2NH4FeC6H5O7OH
五.清洗實踐及工藝選擇:
我們先后承攬過多臺溴化鋰吸收式制冷(熱)機組腔體的化學清洗任務。這些機組的共同特點:腔體內部腐蝕現象嚴重,腐蝕產物較多。這些腐蝕產物已將溴化鋰溶液嚴重污染,噴淋系統的部分噴嘴堵塞,機組制冷量減嚴重。
1.工藝選擇:
通過對機組垢物的溶垢試驗,確定最佳清洗工藝,制定清洗方案。包括:脫脂、除垢、漂洗及鈍化防腐。
脫脂:選擇堿性清洗劑對垢物進行脫脂處理,通過加入了分散劑,使垢物分散軟化。
除垢:采用以有機清洗劑為主體的清洗配方,同時加入滲透劑、催化劑、緩蝕劑等藥劑,使金屬氧化物剝離、分散、螯合至清洗液中。
漂洗:去除腔體鐵表面及銅管簇表面的鐵離子和銅離子為鈍化處理創造條件,可以采用一步法去銅(硫脲),也可以分開進行(氨水)去銅。
鈍化防腐處理:使金屬表面從活潑狀態轉為不活潑狀態。我們采用了磷酸鹽藥劑對活潑態的金屬表面進行噸化處理。
2.清洗過程對水質的要求:
不能用自來水及地下水對機組腔體進行清洗。因其中氯離子及雜質帶進溶液中,會降低溴化鋰的吸水性,并增加溶液的腐蝕性,影響機組的運行效率及壽命。用作清洗的水質要求符合如下規定:
項目
容許限度
項目
容許限度
項目
容許限度
PH值
7
Na+ K+
0.005%以下
硬度
(Ca、Mg)0.002%以下
Fe++
0.005以下
油份
NH4+
少
Cl-
0.001%以下
Cu++
0.005%以下
SO4
0.005%以下
經過以上各步驟的清洗,機組腔體內部腐蝕產物,基本被溶解清除。噴嘴疏通,各部位復原,機組進行調
試并運行,清洗均取得很大成功。機組制冷量明顯提高。
六.特別需要探討的幾個問題:
(1)采用有機清洗劑,費用較貴,工藝上要求加溫,操作難度較大;
(2)機組內部結構復雜,清洗循環系統不易確定,水沖洗工作量較大;
(3)機組材質復雜,碳鋼、紫銅、銅鎳合金組成,再加上溴化鋰對機組腐蝕嚴重,因此,選擇藥劑一定要慎重,一點疏忽都會給客戶帶來負面影響,造成清洗失敗。
(4)脫脂工藝過程不要加入有機表面活性劑,否則,會引起高壓發生器起泡現象,使冷劑水污染。
(5)清洗結束機組運行正常后,溶液會出現有機色素超標現象,但不影響機組的正常制冷。
(6)化學清洗會造成腔體內部溶液部分損失。
七.結束語
溴化鋰吸收式制冷機組腔體化學清洗尚處于探索階段,要在充分了解機組的結構的基礎上,對垢樣進行分析,完善清洗工藝,確定最佳清洗方案,選擇更為廉價的清洗劑,定會取得更好的效果。
