硫磺制酸烟气换热系统的清洗实践

侯希涛，刘勤学

(淄博建龙化工有限公司，山东淄博 256414)

硫磺制酸烟气换热系统的清洗实践

侯希涛，刘勤学

(淄博建龙化工有限公司，山东淄博 256414)

介绍了清洗硫磺制酸装置烟气换热系统换热设备中粉尘及酸泥的方法、碱水冲洗费用及注意事项。详述其中一套换热设备经清洗后，一吸塔进口烟气温度由207 ℃下降到175 ℃，风机出口压力由25 kPa降至22 kPa，各项指标均达到或接近新设备要求。重新投运后的设备运行正常，且各换热设备阻力降减小，换热能力明显增强，大大提高了系统的热能利用效率。

硫磺制酸 烟气 换热系统 清理 碱水

淄博建龙化工有限公司(以下简称建龙化工)先后建设3套硫磺制酸系统，随着系统运行时间的延长，在省煤器、高温及低温蒸汽过热器及烟气换热器与烟气接触的一侧附着大量粉尘、铁锈和酸泥，导致各换热设备换热效率降低，进吸收塔烟气温度升高、锅炉产汽率下降和冷却循环水负荷的升高。设备换热效率的降低还造成设备阻力升高，从而影响风机出口压头并最终导致电耗升高。解决这些问题的通常办法是在系统停工期间采用木棒、铁棒、压缩空气进行清理，这些机械清理方式对暴露在外侧的换热管束有效，但对隐藏在里面的换热管束而言效果较差;为此，建龙化工研究切实有效的措施，来清理各换热设备，以解决上述问题。

1 粉尘及酸泥的成因及清理方法

1.1 粉尘及酸泥产生的原因

1)干燥塔出口空气因干燥、除沫效果达不到要求，焚硫炉内随空气进入的水分和酸雾导致烟气露点上升，开停工过程或系统正常运行时，在符合冷凝条件的部位也会产生冷凝酸腐蚀，其腐蚀物与烟气系统内的灰尘形成酸泥[1]，系统开车初期及热力系统出现泄漏时更易形成大量冷凝酸，加剧酸泥的生成。

2)因硅藻土质量问题使钒催化剂部分粉化，附着在烟气系统的管道和换热管管壁上。

3)硫磺生产或运输过程中带入的灰分及装卸时带入的杂质，经焚硫炉燃烧后进入后续烟气系统。

4)焚硫炉烘炉及长期停工再升温时产生的灰尘、油烟等杂质进入，焚硫炉衬砖、耐高温胶泥及膨胀缝填充物等产生的微量粉尘。

1.2 清理方法

换热设备的换热面积普遍较大，换热管束数量多且密集，若仅用木棒、铁棒或压缩空气无法彻底清理所有换热管束，尤其是一旦吸潮，形成的黏稠状酸泥更难清理。而且换热器管束多为碳钢材质，若用清水冲洗，形成的稀酸会造成换热器腐蚀。为找到解决问题的方法，建龙化工决定对硫磺制酸系统的烟气换热系统换热设备采用碱水集中统一清洗，其关键是低温、冲洗液呈碱性。一般烟气换热设备直接采用碱水冲洗，对省煤器、高温及低温蒸汽过热器的换热管束，则采用强碱水冲洗、弱碱水浸泡和自来水冲洗3个步骤，从而避免因带换热翅片难以一次性冲洗干净而造成的稀酸腐蚀。

2 碱水冲洗及浸泡的实施方案

1)待换热设备停止运行降至常温后，清理换热器内部，尤其是彻底清理铁锈、酸泥和焊渣等能够清理的部位，这一步骤较为关键，因为这样可减少酸碱中和产生的热量、减少机械杂质的产生，降低冲洗温度减轻设备腐蚀的同时，还减轻碱水循环泵叶轮、泵壳的机械损伤和堵塞。

2)换热设备烟气侧的进出气口与干吸系统及转化系统完全隔断，防止湿气进入干吸塔或转化器，设备烟气侧下部则直接用钢板隔断并焊死，并在最底部加装放酸阀门。

3)各换热器烟气侧放酸阀下部设置1台碱水循环槽，其大小可根据现场具体情况而定，储槽内安装1台潜污泵，泵出口用软管接至各换热器顶部，将配好的碱水用泵打至各烟气换热器上部，碱液自上流下，对于管程部分则冲洗每根管束，碱液与管束表面的酸性粉尘反应会逐渐变成酸性，这时需及时补充片碱，保证循环液pH值呈碱性。管束外壁与烟气接触的部分，按多个点位进行冲洗，尽量将每根管子外壁冲洗到位。

4)采用强碱液时一般冲洗2～3遍，冲洗末期保证循环液pH值在7～9，以免浪费片碱，强碱液冲洗完毕后，需处理废液。

5)换热器管程用强碱液冲洗后，需再用自来水直接冲洗干净。冲洗省煤器、高温及低温蒸汽过热器管壁后，还需将壳体内灌满弱碱水加以浸泡并循环，确保壳体内部pH值控制在8～11，将夹杂在翅片管内的酸泥浸泡出来，但同时也要防止出现局部腐蚀。根据pH值的变化，弱碱水浸泡一般维持在1～2 d，运行时间较长的设备其酸泥量可能较大，需更换一次碱水才能达到效果。

6)当弱碱水pH值逐渐稳定不再变化，说明设备内部酸泥已清理干净，这时可将碱水放掉，用自来水冲洗3～5遍可达到要求，也可用自来水灌满浸泡，测定pH值有无变化。

7)通常冲洗过后的设备在12 h后表面水分会自然蒸干，难以蒸发的局部位置也会在24 h后自然蒸干。呈弱酸性的地方则需要2～3 d甚至更长时间。

3 碱水冲洗费用及效果

2015年9月，建龙化工对其中1套硫磺制酸系统的烟气换热设备进行碱水清理，使用3台潜污泵，20 m DN50钢丝塑料软管， 40袋片碱，材料费用约为5 000元。对清理前后的管壁、螺旋翅片测厚比较发现碱水清理基本未对设备造成腐蚀。锅炉给水经省煤器换热后进入汽包的水温由冲洗前的215 ℃升至220 ℃，冷热交换器管程出口烟气温度比清理前降低20 ℃，一吸塔进口烟气温度由207 ℃下降到175 ℃。空气风机出口压力由25 kPa下降到22 kPa。低温蒸汽过热器出口蒸汽温度略微提高，在高温过热器中部喷水后温度比清理前降低10 ℃的情况下，高温蒸汽过热器出口蒸汽温度比清理前仍提高了10 ℃。

4 冲洗注意事项

1)清洗过程最关键的是控制碱水pH值，特别是强碱水冲洗阶段，因酸泥量大、清洗液浊度大且pH值变化快，刚冲洗时从换热器管束上流下来的水基本呈酸性，因此如何以最快速度完成第一遍冲洗、减少设备腐蚀最为关键。

2)其次是控制温度。碱水和酸泥的反应、片碱溶化会提高循环液温度，温度升高会造成管束、泵腐蚀。因此，潜污泵的运行正常将直接影响冲洗时间和冲洗效果。

3)各烟气换热设备的酸泥均含有少量氮氧化物，冲洗时偶尔会出现黄烟现象，对操作人员身体造成伤害，因此在冲洗时要注意防护措施，避免人员中毒和发生污染事故。冲洗后的污水需要根据企业实际情况，采取适当措施达标后排放。

5 结语

建龙化工对烟气换热系统的换热设备冲洗实践证明：冲洗对设备造成的伤害较小，重新投运后的设备运行正常，且各换热设备阻力降减小，换热能力明显增强，大大提高了系统的热能利用效率，延长了设备使用寿命，对已运行多年的硫酸烟气换热设备的清理工作具有积极的借鉴意义。

[1] 王超，孙克艳.氯气干燥中浓硫酸酸泥的成因及防治措施[J].中国氯碱，1999(6)：31-32.

Cleaning practice of flue gas heat exchange system in sulphur-burning sulphuric acid plant

HOUXitao，LIUQinxue

(Zibo Jianlong Chemical Co.,Ltd.,Zibo,Shandong,256414,China)

Ways of cleaning dust and acid mud in heat exchange system of sulphur-burning sulphuric acid plant, alkaline water washing cost and notes are introduced. It is described that after cleaning, temperature of inlet flue gas of intermediate absorber dropped from 207 ℃ to 175 ℃, and outlet pressure of blower decreased from 25 kPa to 22 kPa, with all index meeting and approaching new equipment requirements. Equipment put into operation ran normally and resistance drop in every exchange plant decreased, exchange ability increased greatly, improving heat utilization efficiency of system significantly.

sulphur-burning sulphuric acid；flue gas；exchange system；clean；alkaline water

2016-12-19。

侯希涛，男，淄博建龙化工有限公司工艺工程师，从事硫酸生产管理工作。电话：13953363716；E-mail：13011630046@163.com。

TQ111.16

B

1002-1507(2017)04-0030-02