板式换热器在离子液循环吸收技术中的应用

2017-06-05杨德鑫

硫酸工业 2017年2期

板式换热器在离子液循环吸收技术中的应用

广西金川有色金属有限公司1 600 kt/a硫酸系统是400 kt/a阴极铜冶炼配套项目，制酸系统尾气脱硫采用离子液循环吸收法脱硫技术。该技术核心是:根据离子液特性，在低温条件下吸收烟气中残余的SO2，在高温条件下将溶解在离子液中的SO2解吸，提出φ(SO2)99%的气态SO2送往制酸净化工序。为减少能源消耗、有效维持系统的热平衡，尾气脱硫工序采用3台板式换热器作为换热设备。2013年12月投入使用，在2014年半年内发现其中1台板式换热器夹紧板热侧入口出现酸性介质泄漏现象;解体检查发现，酸性介质侧存在泄漏，导致碳钢材质的加紧板被腐蚀穿透，酸性介质外漏。

该板式换热器为国际知名厂家生产的设备，热侧设计温度120℃，设计压力600 kPa;冷侧设计温度80℃，设计压力600 kPa。板片材质SMO254，密封条材质EPDMC。实际介质:热侧工况110℃，压力400 kPa，pH值2～5。SMO254材质有极强的耐腐蚀性，在解体检查中发现板片完好，没有腐蚀的小孔等现象，EPDMC材质密封条在高温、高压条件中也没有出现破裂、变形等现象。当解体至板式换热器夹紧板处的板片时发现，热侧板片中用于安装密封条的凹槽中存在杂质，密封条变形，酸性介质通过密封条变形处外漏，腐蚀加紧板。其可能原因为:①板式换热器密封条在出厂时存在缺陷，导致泄漏;②该板式换热器热侧与工艺管道直连，且在试生产时，为配合冶炼系统进行了频繁开、停车，冷热交替，在管道中没有设计波纹补偿器，致使设备无法有效的消除热膨胀，夹紧板被拉开，介质中的杂质渗入板片凹槽中;随着时间的积累，酸性介质腐蚀碳钢材质的夹紧板，造成酸性介质外漏。

通过以上原因分析，找到了板式换热器泄漏的原因，做了如下改进:①采用不锈钢焊条对腐蚀夹紧板部分进行堆焊、车削加工，使用316L材质的管道与热侧接管直连，对结合处采取满焊、打磨的方式，彻底杜绝了酸性介质与碳钢材质的夹紧板接触的可能;②对整台板式换热器的板片、密封条进行了清洗检查，更换了存在缺陷的密封条;③在管道工艺管道中，新增了波纹补偿器，用于消除管道的热膨胀对板式换热器的影响;④在冷侧、热侧加装了过滤网，既降低了板片的结垢率，保整了一定的换热效果，也降低的设备的检修率，减少设备维护费用，还可满足制酸系统高负荷、持续运行，保障了系统作业率;⑤优化操作，在设备升温时，逐步提高至工况温度，保障了设备受热均匀。通过以上改造，自2014年8月份至今没有发现该板式换热器存在泄漏，保障了系统的连续作业，设备设施运行稳定，脱硫效果良好。