CN102553857A - 除去沉积污泥的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种物理和化学清洁方法，所述方法包括将氮气、液氮或干冰引入到清洁溶液中以除去污泥，所述清洁溶液含有选自水、单乙醇胺(ETA)、二甲胺(DMA)、NH3、乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)和N2H2中的至少之一。所述物理和化学清洁方法能够更有效地除去多种系统和仪器中的基材表面、构成部件的表面、或者间隙上产生或沉积的污泥。所述物理和化学清洁方法可以适用于原子能发电站中使用的蒸汽发生器、锅炉、热交换器等的清洁。

Description

除去沉积污泥的方法
相关申请的交叉引用
本申请按照35U.S.C.§119要求2010年9月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2010-0093524的优先权，其公开内容通过全文引用的方式并入本文。
技术领域
本申请涉及用于沉积的污泥的物理和化学清洁方法。具体而言，本申请涉及用于在原子能发电站中沉积的污泥的物理和化学清洁方法。
背景技术
在一些系统如用于原子能发电站中的蒸汽发生器中，原子能发电站的喷淋水(dousing water)中所包含的铁氧化物或其他材料沉积在表面上形成污泥。这种沉积的污泥可能导致管道的腐蚀和发电效率的下降。因此，已经提出了许多工艺以除去这种沉积的污泥。
例如，尽管通常被称为电力研究院/蒸汽发生器业主集团(ElectricPower Research Institute/Steam Generator Owner’s Group(EPRI/SGOG))工艺的化学清洁方法具有高清洁效率，但其并不是成本有效的，并且不利地导致大量废水的产生。此外，可能使碳钢或低合金钢在清洁过程中被腐蚀。而且，防蚀剂的使用导致处理温度的局限性以及废水处理的复杂化。
同时，由Westinghouse Electric Co.，Dominion Resources，Inc.等采用的通常称为先进附着物移除剂(Advanced Scale Conditioning Agents(ASCA))化学清洁工艺的另一化学清洁方法使用低浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)、胺等来进行化学清洁。然而，ASCA工艺提供相对较低的清洁效率。由Framatome ANP公司所采用的又一化学清洁工艺使用来自冷却操作的余热来加热清洁溶液，因而无需外部加热器并且减少了腐蚀的可能性。但是，该工艺在去除间隙中存在的沉积物质方面仍具有低效率。
发明内容
本公开涉及解决相关技术中存在的上述问题以及本领域技术人员已知的当前技术问题。
具体而言，本公开涉及提供一种用于更有效地除去沉积在多种系统和仪器上的污泥的方法。
此外，本公开涉及提供一种用于更有效地除去沉积在用于原子能发电站等中的多种系统和仪器上的污泥的方法。
在一个方面，提供一种物理和化学清洁方法，该方法包括：将待从中除去污泥的对象浸泡在清洁溶液中；引起清洁溶液的温度和压力变化并且在清洁溶液中形成气泡；以及升高所述对象的温度以促进污泥的除去。
本文所公开的物理和化学清洁方法能够更有效地除去在多种系统和仪器中的基材表面、构成部件的表面、或者间隙上产生或沉积的污泥。所述物理和化学清洁方法可以适用于清洁在原子能发电站中使用的蒸汽发生器、锅炉、热交换器等。
附图说明
从以下结合附图而给出的某些示例性实施方案的说明，本发明的以上和其他目的、特征和优点将变得明显，在附图中：
图1示出使用本文所公开的物理和化学清洁方法的实施方案用于原子能发电站的蒸汽发生器的清洁方法的示意图，以及其局部放大视图。
[主要元件的详细说明]
1：C.S.(碳钢)
2：清洁溶液储罐
3：氮气或液氮(或干冰)罐
4：污泥5：不锈钢内管
6：喷射泵7：安全阀
8：电磁阀
具体实施方式
以下将参照附图对示例性实施方案进行更加全面的说明，其中示出示例性的实施方案。然而，本公开可以体现为多种不同的形式并且不应当解释为限于其中所述的示例性实施方案。相反，提供这些示例性实施方案是为了使本发明详细且完整，并且向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在说明书中，可能省略了熟知的特征和技术的细节，以避免不必要地掩盖所提出的实施方案。
本文所用的术语仅仅是为了说明具体实施方案的目的，而非旨在限制本公开。如本文所用的，除非在上下文中另外清楚地表明，否则没有限定数量时也意欲包括复数形式。另外，无数量限定的术语使用不是指对数量的限制，相反指存在至少一个所引用的项。术语“第一”、“第二”等的使用并不意味着任何特定的顺序，而是包括它们来确认单独的要素。而且，术语第一、第二等的使用不是指任何顺序或重要性，相反术语第一、第二等用来将一个要素同另一要素区别开来。还应当理解，用于本说明书中的术语“包括”和/或“包含”明确了指定特征、区域、整数、步骤、操作、要素，和/或部件的存在，但并不排除一种或更多种其他特征、区域、整数、步骤、操作、要素、部件和/或其组合的存在或加入。
除非另外指明，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)都具有本领域普通技术人员所一般理解的相同含义。还应当理解，除非本文中明确地如此定义，否则诸如常用字典中定义的那些的术语应当解释为具有与在相关领域和本公开的上下文中的含义相一致的含义，并且不应解释为理想化或者过于形式上的意义。
在一般的方面，提供一种用于除去，例如，在原子能发电站的蒸汽发生器、锅炉和热交换器以及多种系统和仪器中的基材表面、构成部件表面或间隙上产生或沉积的污泥的物理和化学清洁方法，所述方法包括：将选自氮气、液氮和干冰中的至少之一引入到清洁溶液中以引起温度和压力的变化并且引起气泡的形成。
根据一个具体的实施方案，所述物理和化学清洁方法包括将选自氮气、液氮和干冰中的至少之一引入到清洁溶液中以除去污泥，所述清洁溶液含有选自水、单乙醇胺(ETA)、二甲胺(DMA)、NH3、乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)和N2H2中的至少之一。
更具体而言，所述物理和化学清洁方法包括：
将待从中除去污泥的部件浸泡在清洁溶液中；
将选自氮气、液氮和干冰中的至少之一引入到清洁溶液中以引起温度和压力的变化并且引起气泡的形成；以及
使待清洁的部件升温以加速污泥除去。
在一些情况下，可以进行所有上述操作，或者可以重复所述操作的一部分。
在浸泡操作中，将待从中除去污泥的部件浸泡在清洁溶液中。例如，可以将清洁溶液引到相应的部件并且在50～95℃的温度下保持6～48小时。浸泡操作旨在使清洁溶液渗入其上具有沉积污泥的部件中。
引起温度和压力变化并且引起气泡形成的操作旨在通过这样的参数变化和气泡形成从相应的部件中更有效地除去污泥。例如，该操作可以在25～95℃的温度和2～20大气压的压力下进行6～24小时。
使待清洁的部件升温的操作旨在通过温度的升高加速污泥除去。例如，该操作可以在25～95℃的温度下进行。
根据一个实施方案所用的清洁溶液是基于水、原子能发电站的喷淋水、DMA等的化学反应机制。
如本文所用的，水是指超纯水，这是指不含离子和特定化学物类的纯水。此外，术语“原子能发电站的喷淋水”是指含有胺类如ETA或NH3，和N2H4的溶液。除了以上这些之外，DMA、EDTA和DTPA可以单独或组合使用。
对于用于本文所公开的清洁方法的清洁溶液没有特别的限制，只要该清洁溶液能有效地除去污泥即可。根据一个实施方案，清洁溶液可以包含：其量使得溶液的pH控制在8～10.5的ETA或NH3；和20～250ppb的N2H4。根据另一实施方案，清洁溶液可以包含：其量使得溶液的pH控制在7.5～9.5的ETA或NH3；1ppm～2％的EDTA、DTPA或其混合物；和20～250ppb的N2H4。根据再一实施方案，清洁溶液可以包含：其量使得溶液的pH控制在7.85～10.5的DMA；和20～250ppb的N2H4。当pH和温度控制在以上范围内时，污泥可被有效地除去。
根据所述物理和化学清洁方法的一个具体实施方案，将氮气、液氮和/或干冰引入沸点为25～95℃或更低的清洁溶液中。将氮气、液氮和/或干冰引入清洁溶液引起温度和压力的变化，并相应地引起气泡形成。以此方式，可以更有效地除去污泥如腐蚀产物。
在下文中，将参照附图对示例性实施方案进行详细说明。
图1示出使用本文所公开的物理和化学清洁方法的一个实施方案用于原子能发电站的蒸汽发生器的清洁方法的示意图。参照图1，通过喷射泵6从布置在底部的清洁溶液储罐2向待清洁的部件供应清洁溶液。通过向超纯水中加入ETA以控制pH为8～10.5并且向其中进一步以20～250ppb的浓度加入N2H4，获得向部件供应的清洁溶液。
在通过使部件在维持50～95℃温度的清洁溶液中充分浸泡6～48小时之后，从氮气或液氮(或干冰)储罐3向部件供应氮气、液氮(或干冰)。此外，在供应氮气或液氮(或干冰)的同时，使安全阀8和电磁阀7连续或定期运行。在供应氮气或液氮(或干冰)的同时，气泡连续或周期性地产生，并且特别是在液氮和干冰的情况下，温度和压力分别在25～95℃和2～20大气压的范围内变化。引起温度和压力变化并且引起气泡形成的操作持续6～24小时。其后，使水排出。
然后，使以上述方式处理过的部件在50～95℃的温度下保持6～48小时。观察到可以容易地使污泥4与部件分开。最后，用水对部件进行清洗。
虽然已经示出并描述了示例性实施方案，但本领域技术人员应理解，在不偏离本公开由所附权利要求书所限定的精神和范围的前提下可以对其进行各种形式和细节的改变。
此外，可以进行多种改动以适应本公开教导的具体情形或物质而不偏离其实质范围。因此，本公开无意于限于作为实施本公开而预期的最佳方式所公开的具体示例性实施方案，相反，本公开将包括落在所附权利要求书的范围之内的所有实施方案。

Claims (9)

1.一种用于除去污泥的物理和化学清洁方法，所述方法包括：
将待从中除去污泥的对象浸泡在清洁溶液中；
引起所述清洁溶液的温度和压力变化并且在所述清洁溶液中形成气泡；以及
升高所述对象的温度以促进所述污泥的除去。
2.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述污泥是在原子能发电站中形成的污泥。
3.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述清洁溶液含有选自水、单乙醇胺(ETA)、NH3、乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)和N2H2中的至少之一。
4.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述引起所述清洁溶液的温度和压力变化并且在所述清洁溶液中形成气泡是通过向所述清洁溶液中引入选自氮气、液氮和干冰中的至少之一来引起温度和压力的变化并且引起气泡的形成而进行的。
5.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述将待从中除去污泥的对象浸泡在清洁溶液中是通过将待清洁的所述对象浸泡在所述清洁溶液中、然后使所述对象在50～95℃的温度下保持6～48小时而进行的。
6.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述引起所述清洁溶液的温度和压力变化并且在所述清洁溶液中形成气泡进行6～24小时，并且是通过在25到95℃之间变化所述温度，在2到20个大气压之间变化所述压力而进行的。
7.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述升高所述对象的温度以促进所述污泥的除去是通过将温度升高至50～95℃的温度而进行的。
8.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述清洁溶液包含：其量使得所述溶液的pH控制在8～10.5的ETA或NH3；和20ppb～0.1％的N2H4。
9.根据权利要求1的用于除去污泥的物理和化学清洁方法，其中所述清洁溶液包含：其量使得所述溶液的pH控制在7.5～9.5的ETA或NH3；1ppm～2％的EDTA、DTPA或其混合物；和20ppb～0.1％的N2H4。
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