CN106191885B - 钒生产设备表面结垢的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及结垢的处理方法，特别是钒生产设备表面结垢的处理方法，属于冶金领域。本发明钒生产设备表面结垢的处理方法包括以下步骤：a、测量；b、计算：根据公式除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝200～250kg/m3计算除垢剂用量；c、除垢；d、清洗；e、废液回收。本发明钒生产设备表面结垢的处理方法，有效解决了钙化焙烧‑酸浸钒液工艺条件下设备结垢问题，确保了生产顺行和提高生产效率。

Description

钒生产设备表面结垢的处理方法
技术领域
本发明涉及结垢的处理方法，特别是钒生产设备表面结垢的处理方法，属于冶金领域。
背景技术
钙化焙烧-酸浸钒液氧化钒清洁生产工艺是目前国内外钒生产的主流，在该工艺条件下钒溶液中存在大量的Ca2+、Mn2+、Fe3+、NH4 +、SO4 2-和多钒酸根等离子，生产过程中必然生成硫酸盐和钒酸盐，随着生产周期的延长，粘附在输送管道及设备内壁上的物料将形成一层坚硬的结垢料，造成输送管道中钒溶液通过流量衰减和单罐产量降低，降低生产效率；若结垢严重，还会堵塞输送管道和生产设备，阻碍生产顺行，大大降低生产效率。
中国专利CN 105370998 A公开了一种除结垢复合材料管道及除垢结构及除垢方法，采用双层管道结构，内层为软质的弹性管，外层采用耐压硬管，并在两层管道间留出除垢夹层，除垢过程中，利用空气对除垢夹层进行加压，再撤去空气压力，反复多次后就能有效的将附着在弹性软管内壁的垢脱离下来，并使其随管道内的流体一同排出，从而起到在线除垢的效果。该方法只能采用特殊管道，不适用于换热器等其它设备。
现有的钒生产设备除垢方法采用空气压力、机械振动及超声波等方法对设备进行除垢或阻垢，其中大体积设备，例如沉钒罐，还需要工人进入罐内清理污垢，处理效率低，处理的效果也不理想。
发明内容
为解决钒生产设备表面结垢处理效率低，处理效果不理想的技术问题，本发明提供了一种钒生产设备表面结垢的处理方法。
本发明钒生产设备表面结垢的处理方法包括以下步骤：
a、测量：测量结垢层厚度；
b、计算：根据公式，除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝200～250kg/m3计算除垢剂用量；
c、除垢：将除垢剂注入沉钒设备，加热至70～100℃，并保温10～20h；其中所述除垢剂的活性成分为KOH、NaOH、Na2CO3中的至少一种，活性成分的质量浓度为42％～45％；
d、清洗：将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH为6.5～7.5或浊度为200～300度时停止清洗；
e、废液回收：回收除垢污水中的钒和钠，将部分清洗水回收用于除垢剂的配制。
进一步地，a步骤所述的测量采用尺子测量，优选用游标卡尺进行测量，为方便操作，提高测量精度，可测量结垢层与设备壁总厚度，用得到的总厚度减去设备壁厚，即得到结垢层的厚度。
其中，b步骤所述设备内表面积是固定的，可根据设备的形状和尺寸进行计算，例如：管道的内表面可根据直径和管长进行计算，管道的内表面＝π*管道内径*管长，设备内表面积的测量和计算方法为公知常识。
优选地，c步骤所述的活性成分的质量浓度为45％。
进一步地，c步骤所述的加热方式为蒸汽加热。
进一步地，c步骤还开启了沉钒设备内部的搅拌装置，其中搅拌转速≥60r/min。
进一步地，c步骤还将除垢剂在钒沉淀罐、换热设备、废液回收装置及内循环输送。
进一步地，d步骤所述的清水清洗速率30～40m3/h。
进一步地，e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆中含有大量的钒和钠，可进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10％，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
本发明钒生产设备表面结垢的处理方法，有效解决了钙化焙烧-酸浸钒液工艺条件下设备结垢问题，确保了生产顺行和提高生产效率。
与现有的钒生产设备表面结垢的处理方法相比，本发明具有如下优点：
1、能有效去除硫酸盐、钒酸盐所产生的结垢料；
2、在加热条件下能快速去除结垢料，提高生产效率；
3、溶解的结垢物料能进行回收、利用，钒收率进一步提高。
4、再生液能循坏使用，能保护环境和降低生产成本。
附图说明
图1为钒生产设备除垢工艺图。
具体实施方式
钒生产设备表面结垢的处理方法包括以下步骤：
a、测量：测量结垢层厚度；
b、计算：根据公式，除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝200～250kg/m3计算除垢剂用量；
c、除垢：将除垢剂注入沉钒设备，加热至70～100℃，并保温10～20h；其中所述除垢剂的活性成分为KOH、NaOH、Na2CO3中的至少一种，活性成分的质量浓度为42％～45％；
d、清洗：将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH为6.5～7.5或浊度为200～300度时停止清洗；
e、废液回收：回收除垢污水中的钒和钠，将部分清洗水回收用于除垢剂的配制。
进一步地，a步骤所述的测量采用尺子测量，优选用游标卡尺进行测量，为方便操作，提高测量精度，可测量结垢层与设备壁总厚度，用得到的总厚度减去设备壁厚，即得到结垢层的厚度。
其中，b步骤所述设备内表面积是固定的，可根据设备的形状和尺寸进行计算，例如：管道的内表面可根据直径和管长进行计算，管道的内表面＝π*管道内径*管长，设备内表面积的测量和计算方法为公知常识。
其中，c步骤所述的加热方式采用蒸汽加热。
进一步地，c步骤还开启了沉钒设备内部的搅拌装置，其中搅拌转速≥60r/min，加快除垢速率。
进一步地，c步骤还将除垢剂在沉钒设备内循环输送，可以将多个沉钒设备连接起来，用泵循环输送清洗剂，在较大容积的设备，如沉钒反应器内还可添加喷淋球，以提高除垢效率，节约除垢剂用量。
进一步地，d步骤所述的清水清洗速率30～40m3/h。
其中，e步骤的废液回收方法如图1所示，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆中含有大量的钒和钠，可进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10％，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
用游标卡尺测量沉钒输送管的结垢层厚度200mm；根据公式除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝250kg/m3计算除垢剂用量2000kg；配制NaOH质量浓度为51％的除垢剂8000L；将配制的除垢剂注入沉钒设备，加热至70℃，并保温10h；将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH 7.1，浊度200～300时停止清洗；将部分清洗水回收用于除垢剂的配制，清洗效果见表1。
实施例2
用游标卡尺测量沉钒换热设备的结垢层厚度100mm；根据公式除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝200kg/m3计算除垢剂用量800kg；配制KOH质量浓度为42％的除垢剂4000L；将配制的除垢剂注入沉钒设备，加热至100℃，并保温20h；将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH 7.0，浊度200～300时停止清洗；将部分清洗水回收用于除垢剂的配制，清洗效果见表1。
实施例3
用游标卡尺测量沉钒反应罐的结垢层厚度150mm；根据公式除垢剂用量∶(结垢层厚度*设备内表面积)＝230kg/m3计算除垢剂用量1400kg；配制Na2CO3质量浓度为42％的除垢剂6000L；将配制的除垢剂注入沉钒设备，加热至85℃，并保温15h；将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH 7.0，浊度200～300时停止清洗；将部分清洗水回收用于除垢剂的配制，清洗效果见表1。
对比例1
用600bar高压水清洗结垢层厚度200mm的沉钒输送的管道，清洗效果见表1。
对比例2
用700bar高压水清洗结垢层厚度100mm的沉钒换热设备，清洗效果见表1。
对比例3
用800bar高压水清洗结垢层厚度150mm的沉钒反应罐，清洗效果见表1。
表1清洗效果表

Claims (23)

1.钒生产设备表面结垢的处理方法，包括以下步骤：
a、测量：测量结垢层厚度；
b、计算：根据公式，除垢剂用量∶（结垢层厚度*设备内表面积）=200~250kg/m3计算除垢剂用量；
c、除垢：将除垢剂注入沉钒设备，加热至70~100℃，并保温10~20h；其中所述除垢剂的活性成分为KOH、NaOH、Na2CO3中的至少一种，活性成分的质量浓度为42%~45%；
d、清洗：将沉钒设备内的除垢污水排放，回收；用清水清洗设备内壁，检测清洗水的pH为6.5～7.5或浊度为200~300度时停止清洗；
e、废液回收：回收除垢污水中的钒和钠，将部分清洗水回收用于除垢剂的配制。
2.根据权利要求1所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于a步骤所述的测量采用尺子测量。
3.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤所述的活性成分的质量浓度为45%。
4.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤所述的加热方式为蒸汽加热。
5.根据权利要求3所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤所述的加热方式为蒸汽加热。
6.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还开启了沉钒设备内部的搅拌装置，其中搅拌转速≥60r/min。
7.根据权利要求3所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还开启了沉钒设备内部的搅拌装置，其中搅拌转速≥60r/min。
8.根据权利要求4所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还开启了沉钒设备内部的搅拌装置，其中搅拌转速≥60r/min。
9.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还将除垢剂在钒沉淀罐、换热设备、废液回收装置及内循环输送。
10.根据权利要求3所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还将除垢剂在钒沉淀罐、换热设备、废液回收装置及内循环输送。
11.根据权利要求4所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还将除垢剂在钒沉淀罐、换热设备、废液回收装置及内循环输送。
12.根据权利要求6所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于c步骤还将除垢剂在钒沉淀罐、换热设备、废液回收装置及内循环输送。
13.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于d步骤所述的清水清洗速率30~40m3/h。
14.根据权利要求3所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于d步骤所述的清水清洗速率30~40m3/h。
15.根据权利要求4所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于d步骤所述的清水清洗速率30~40m3/h。
16.根据权利要求6所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于d步骤所述的清水清洗速率30~40m3/h。
17.根据权利要求9所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于d步骤所述的清水清洗速率30~40m3/h。
18.根据权利要求1或2所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
19.根据权利要求3所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
20.根据权利要求4所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
21.根据权利要求6所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
22.根据权利要求9所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
23.根据权利要求13所述的钒生产设备表面结垢的处理方法，其特征在于e步骤的废液回收方法为，将除垢废液静置，上层碱液回收用于除垢，底流的料浆进入板框压滤回收，当上层碱液中碱的浓度低于10%，碱液不再回收用于除垢，直接将上层碱液排废处理。
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