CN109708518A - 用于脱盐污水换热器的清洗药剂、在线清洗方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于脱盐污水换热器的清洗药剂、在线清洗方法及系统。所述清洗药剂按质量份计包括：十二烷基苯磺酸钠3～10份；聚天冬氨酸10～60份；醋酸0.5～5份；二乙二醇单丁醚2～15份；二乙烯三胺五乙酸钠10～50份。本发明还公开了利用上述药剂进行在线清洗电脱盐污水的系统和方法。本发明提供的脱盐污水换热器在线清洗的方法和系统，一方面不需要对现有换热器进行拆卸，仅在现有换热器组的管路基础上增加一部分加药管路，即可实现整个换热器清洗系统；另一方面，针对原油电脱盐污水换热器结垢成因有针对性地加入清洗药剂，进一步提高了该方法的清洗效率。

Description

用于脱盐污水换热器的清洗药剂、在线清洗方法及系统

技术领域

本发明涉及一种污水换热器的清洗技术领域，尤其是涉及一种用于脱盐污水换热器的清洗药剂、在线清洗方法及系统。

背景技术

炼厂电脱盐污水，由于其含油、含聚(聚丙烯酰胺)、含硫(负二价硫)、含机杂等，腐蚀性能强，对污水换热器材质和结构的要求较高，需要解决污水换热器长期运行中可能出现的机杂吸附、堵塞、腐蚀、结垢等影响换热效率的问题。

目前，污水换热器的清洗主要依靠流体的流动或机械作用力，具体是提供一种大于污垢粘附力的力从而使换热面上的污垢剥落，包括蒸汽冲刷法、高压水冲刷法、反向冲刷法、热水清除粘性污垢法、胶球清洗法、管内插入物清洗法等。按清洗时间间隔的不同，换热器的清洗方法分为定期清洗和在线清洗两种。定期清洗的具体内容是当换热表面的污垢积聚到一定程度时人为拆开换热器，采用高压水枪或者金属棒逐个清除换热表面的污垢，该方法需要消耗大量的人力物力及工时，不能保证系统高效运行。而在线清洗法不需要拆解换热器，在设备运行过程中自动完成清洗操作，不仅不会浪费人力物力及工时，也不会引起环境污染，能保证设备长期处于高效运行状态。

现有的在线清洗法主要分为两种，一种是依靠水力的清洗方法，以弹簧插入物在线清洗为代表，例如申请号CN201510478722.2的发明专利公开的一种污水换热清洗的方法：在污水换热器的污水进口端，将水蒸汽通入污水进水管中，与污水进水管中的污水进行掺杂混合；掺杂混合后的污水进入污水换热器的换热侧，流经换热表面，沿着流动方向水蒸汽泡在压差作用下破裂引起水波冲击，将换热表面的污垢清除。如申请号CN201310526386.5的发明专利公开的一种可在线清洗与自动除污的高效污水换热系统，通过沉砂池、取水池、毛发过滤器等设备对污杂物过滤，过滤后的污水与固液分离器分离出的固体颗粒一起进入污水换热器参与换热，同时污水换热器连接的四根污水管中分别设置控制阀b、控制阀c、控制阀d、控制阀e，通过控制阀开关的切换，对污水管路进行反冲洗。

这些常用的换热器清洗方法对一般的污水换热器能够起到较好的处理效果，但针对原油电脱盐污水换热器来说适用性不佳，这主要是由原油电脱盐污水换热器结垢特性所致。针对这一类换热器的清洗，目前炼厂多采用定期清洗的方法，即通过机械外力的方法定期清除换热器内壁上结垢物。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种用于脱盐污水换热器的清洗药剂，该清洗药剂能够针对脱盐污水换热器中的污垢进行高效率的清除。

本申请要解决的另一个技术问题是提供一种在线清洗脱盐污水换热器的方法。该方法能够实现在线清洗原油电脱盐污水换热器，操作简便且具有较好的清洗效果。

本申请要解决的另一个技术问题是提供一种在线清洗脱盐污水换热器的系统。该系统不需要对现有换热器进行拆卸，即可实现整个换热器得清洗。

为解决上述第一技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种用于脱盐污水换热器的清洗药剂，按质量份计，所述药剂包括：

作为技术方案的进一步改进，所述药剂包括：

作为技术方案的进一步改进，所述清洗药剂在使用前，需要用水稀释，水量与药剂量的比例为1～10:1。

优选地，所述清洗药剂用于在线清洗脱盐污水换热器。

为了解决上述第二个技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种在线清洗脱盐污水换热器的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)监测到换热器组中某一换热器进出口压降数值上升且超过合理范围后，通过旁路将该换热器切出换热器组；

(b)启动加药系统，通过药剂输送管路将清洗药剂送入该换热器中进行冲洗；

(c)当换热器进出口压降恢复正常，关闭加药系统及旁路，该换热器重新并入换热器组中；

其中，所述药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

作为技术方案的进一步改进，所述药剂在送入换热器前需要经水稀释，水量：药剂量为1～10：1。

作为技术方案的进一步改进，步骤(b)中，清洗换热器的废液并入换热器组的总出口管路，与换热后的脱盐污水共同送入后续水处理单元。

为了解决上述第三个技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种在线清洗脱盐污水换热器的系统，所述系统包括：药剂池、换热器组及其中的各个换热器、与药剂池相连的加药泵、与加药泵以及换热器组中各换热器进口相连的药剂输送管线、监测各换热器进出口压力差的压差传感器、换热器组总出口管线、以及各换热器的旁路管线；其中，所述药剂池中包括清洗药剂，所述清洗药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

作为技术方案的进一步改进，所述换热器组中各换热器出口另设一条废液排出管线，用于输送清洗换热器后的废液，所述废液排出管线与所述换热器组总出口管线相连。

作为技术方案的进一步改进，所述药剂输送管线和所述废液排出管线上配有截止阀；所述加药泵及所述截止阀通过手动和/或自动控制系统控制启动。

本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。

如无特殊说明，本发明中的各原料均可通过市售购买获得，本发明中所用的设备可采用所属领域中的常规设备或参照所属领域的现有技术进行。

与现有技术相比较，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的清洗药剂，针对特定的脱盐污水换热器中因硫化亚铁而产生的成分复杂的污垢，设计除垢配方，针对性强，除污效率高。

本发明提供的脱盐污水换热器在线清洗方法和系统，一方面不需要对现有换热器进行拆卸，仅在现有换热器组的管路基础上增加一部分加药管路，即可实现整个换热器清洗系统；另一方面，本发明针对原油电脱盐污水换热器结垢成因有针对性地加入清洗药剂，进一步提高了该方法的清洗效率。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的在线清洗脱盐污水换热器系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-药剂池，2-加药泵，3-第一药剂输送管线截止阀，4-第二药剂输送管线截止阀，5-第三药剂输送管线截止阀，6-第一压差传感器，7-第二压差传感器，8-第三压差传感器，9-第一废液排出管线截止阀，10-第二废液排出管线截止阀，11-第三废液排出管线截止阀，12-废液排出管线，13-药剂输送管线，14-第一换热器，15-第二换热器，16-第三换热器，17-第一换热器旁路管线，18-第二换热器旁路管线，19-第三换热器旁路管线，20-换热器组总出口管线。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明一种用于脱盐污水换热器的清洗药剂，按质量份计，所述药剂包括：

本申请对取自多个长周期运行的原油电脱盐污水换热器中垢物进行组分分析发现这些物质的组成非常复杂，但都含有硫化亚铁这一成分。剖析其形成机理可知原油电脱盐污水换热器结垢的主要原因之一，是污水中的二价硫会和换热器内环境中的铁离子形成硫化亚铁，硫化亚铁可以附着在换热器内壁上形成一层膜，同时硫化亚铁还有较强的胶体吸附特性，能够吸附污水中的其他杂质，久而久之成为难以处理的胶状垢物影响换热器换热效率甚至堵塞换热器。

针对电脱盐污水换热器中特殊的复杂污垢，不仅含有胶状垢物，而且含有大量的盐类垢物，以及少量的污油。该配方药剂能有效去除在换热器管束表面的垢物，与垢物中的金属络合，阻止垢物在管束表面沉积。十二烷基苯磺酸钠，主要用作阴离子型表面活性剂，具有良好的表面活性，亲水性较强，有效降低油水界面的张力，达到乳化作用。聚天冬氨酸主要作用阻止无机盐类的垢物在管束表面沉积。二乙烯三胺五乙酸五钠，能迅速将铁、镁、钙等金属离子生成水溶性络合物，金属络合能力强。醋酸能与污垢中的不溶性的钙、镁盐和碱发生反应，生产可溶性盐类。二乙二醇单丁醚作为少量溶剂。五种物质进行配伍组成配方，增强了对垢物的分散、溶解能力，同时能与金属离子生产水溶性络合物，阻止垢物沉积。配方主要以聚天冬氨酸和二乙烯三胺五乙酸五钠为主，主要以除垢清洗为主。

根据本申请的某些优选实施方式，所述药剂包括：

该优选药剂最大程度的对垢样进行溶解和分散，减少了其他不必要药剂的使用，达到最大限度对换热器垢物除垢清洗的目的。

根据本申请的某些实施方式，所述药剂在使用前，需要用水稀释，水量与药剂量的比例为1～10:1。在保证除垢清洗效果的情况下，用水稀释后，可以节约成本。

根据本申请的某些实施方式，所述药剂用于在线清洗脱盐污水换热器。

本发明一种在线清洗脱盐污水换热器的方法，所述方法包括如下步骤：

(a)监测到换热器组中某一换热器进出口压降数值上升且超过合理范围后，通过旁路将该换热器切出换热器组；

(b)启动加药系统，通过药剂输送管路将清洗药剂送入该换热器中进行冲洗；

(c)当换热器进出口压降恢复正常，关闭加药系统及旁路，该换热器重新并入换热器组中；

其中，所述药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

本发明所述的脱盐污水换热器一般指的是炼厂中原油电脱盐污水换热器。电脱盐污水换热器，输送介质为含盐污水，含有大量的金属离子及杂质。在非正常运行时，含盐污水含有大量的污油及油泥，加剧换热器结垢。

根据本申请的某些实施方式，所述药剂在送入换热器前需要经水稀释，水量：药剂量为1～10：1。在保证除垢清洗效果的情况下，用水稀释后，可以节约成本。

根据本申请的某些实施方式，送入的药剂温度控制在常温～50℃。温度过高，不仅会造成部分药剂挥发损失，而且能量浪费。

根据本申请的某些实施方式，步骤(b)中，清洗换热器的废液并入换热器组的总出口管路，与换热后的脱盐污水共同送入后续水处理单元。水处理单元根据水质变化，及时处理，达到外排水环保指标。

在实际操作过程中，当发现换热器组中某一换热器换进出口压降升高后，通过旁路将该换热器切出换热器组同时启动加药系统，通过加药系统管路向该换热器中输送清洗药剂对换热器进行冲洗，冲洗出的废液并入到换热器组换热污水出口管路中一同送入水处理单元进行处理。当该换热器进出口压降恢复正常后清洗结束，关闭旁路系统重新并入换热器组中。

本申请的一种在线清洗脱盐污水换热器的系统，所述系统包括：药剂池、换热器组及其中的各个换热器、与药剂池相连的加药泵、与加药泵以及换热器组中各换热器进口相连的药剂输送管线、监测各换热器进出口压力差的压差传感器、换热器组总出口管线、以及各换热器的旁路管线；

其中，所述药剂池中包括用于脱盐污水换热器的清洗药剂，所述清洗药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

采用化学药剂清洗不必拆开设备，能清洗机械清洗不到的地方，清洗均匀一致，微小的间隙均能洗到，而且不会剩下沉积的颗粒，形成新垢的核心。采用化学药剂清洗不仅可以避免金属表面的损伤，如形成尖角，而这种尖角能促进腐蚀，并在其附近形成污垢，而且可以在现场完成，劳动强度比机械清洗小。

根据本申请的某些实施方式，为了排出清洗废液，所述换热器组中各换热器出口另设一条废液排出管线，用于输送清洗换热器后的废液，所述废液排出管线与所述换热器组总出口管线相连。另设一条废液排出管线与换热器组总出口管线相连，可以汇总到排污总管线中，无需额外单独处理清洗废液。

根据本申请的某些实施方式，为了便于控制，所述药剂输送管线和所述废液排出管线上配有截止阀；所述加药泵及所述截止阀通过手动和/或自动控制系统控制启动。输送管线及排出管线上配有截止阀后，能够使换热器组中的每一个换热器在清洗过程中都是一个独立体。在实施清洗工作时，得益于截止阀的存在使得清洗药剂或者清洗废液不会窜入其他换热器的管线中。

下面的实施例将对本发明作进一步的描述。

实施例1

图1为本发明实施例1提供的在线清洗脱盐污水换热器系统的结构示意图。

如图1所示，该在线清洗脱盐污水换热器系统包括药剂池1，换热器组中的第一换热器14、第二换热器15、第三换热器16，与药剂池1相连的加药泵2，与加药泵2以及换热器组中各换热器进口相连的药剂输送管线13，监测第一换热器14进出口压力差的第一压差传感器6，监测第二换热器15进出口压力差的第二压差传感器7，监测第三换热器16进出口压力差的第三压差传感器8，换热器组总出口管线20，以及第一换热器14的第一换热器旁路管线17，第二换热器15的第二换热器旁路管线18，第三换热器16的第三换热器旁路管线19。

进一步地，换热器组中各换热器出口另设一条废液排出管线12，用于输送清洗换热器后的废液，废液排出管线12与换热器组总出口管线20相连。

进一步地，药剂输送管线1上配有截止阀，具体可如图1中所示，药剂输送管线13与第一换热器14的进口之间设置有第一药剂输送管线截止阀3，药剂输送管线13与第二换热器15的进口之间设置有第二药剂输送管线截止阀4，药剂输送管线13与第三换热器16的进口之间设置有第三药剂输送管线截止阀5。

进一步地，废液排出管线12上配有截止阀，具体可如图1中所示，第一换热器14的出口与废液排出管线12之间设置有第一废液排出管线截止阀9，第二换热器15的出口与废液排出管线12之间设置有第二废液排出管线截止阀10，第三换热器16的出口与废液排出管线12之间设置有第三废液排出管线截止阀11。

上述的加药泵及所述截止阀均可通过手动和/或自动控制系统控制启动。

其中，药剂池1中含有清洗药剂，该清洗药剂的配方为：

上述清洗药剂在进入换热器前先用水进行稀释，水量：药剂量为2:1。

对上述的脱盐污水换热器系统进行在线清洗的方法为：

(a)监测到换热器组中某一换热器进出口压降数值上升且超过合理范围后，通过旁路将该换热器切出换热器组；

(b)启动加药系统，通过药剂输送管路将清洗药剂送入该换热器中进行冲洗；

(c)当换热器进出口压降恢复正常，关闭加药系统及旁路，该换热器重新并入换热器组中。

具体地，例如，当检测到换热器组中的第一换热器14进出口压降升高值超过0.15MPa，判断第一换热器14结垢严重需要清洗；打开第一换热器14的第一换热器旁路系统17，将第一换热器14切出换热器组；同时启动加药泵2，打开第一药剂输送管线截止阀3和第一废液排出管线截止阀9，对第一换热器14进行药剂冲洗；采用的清洗药剂配方为如上所述，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗48h后，第一换热器14进出口压降恢复正常值；关闭加药泵2，第一药剂输送管线截止阀3，第一废液排出管线截止阀9，关闭第一换热器旁路系统17，完成对第一换热器14的在线清洗。

清洗药剂能够将垢物从换热器管束表面剥离，对垢物溶解分散效果好，除垢清洗速度快，清洗4小时后，清洗后的换热器表面清洗干净、无垢，设备材质无损伤。清洗药剂除垢清洗效果在95％以上。

实施例2

本实施例的内容与实施例1的内容基本相似，不同之处在于：

本实施例的在线清洗药剂配方为：

其中，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗5小时。清洗除垢的效果为92.3％。换热器表面绝大部分垢物均能从换热器管束表面脱离，除垢速度快，清除垢后换热器投用，换热器出口脱盐污水温度下降，换热效果提升。

实施例3

本实施例的内容与实施例1的内容基本相似，不同之处在于：

本实施例的在线清洗药剂配方为：

其中，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗3小时。清洗除垢的效果为91.6％。换热器表面绝大部分垢物均能从换热器管束表面脱离，除垢速度快，清洗后，管束表面还附着还有极少量的垢物。

对比例1

本对比例的内容与实施例1的内容基本相似，不同之处在于：

本对比例的在线清洗药剂为现有技术中常用的清洗药剂，具体药剂配方为：

其中，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗5小时。清洗除垢的效果为57.3％。现有常用清洗剂与在线清洗药剂效果对比，采用常用清洗剂大部分垢物不能从换热器管束表面脱离。

对比例2

本对比例的内容与实施例2的内容基本相似，不同之处在于：

本对比例的在线清洗药剂配方为：

其中，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗5小时。清洗除垢的效果为82.5％。与实施例2配方中对比，配方中没有二乙二醇单丁醚，清洗效果变差，少量垢物不能从换热器管束表面脱离。

对比例3

本对比例的内容与实施例3的内容基本相似，不同之处在于：

本对比例的在线清洗药剂配方为：

其中，药剂用水稀释后冲洗换热器，水量：药剂量为2:1，冲洗3小时。清洗除垢的效果为69.7％。与实施例3配方中对比，因没有二乙烯三胺五乙酸钠成分，清洗效果变差，部分垢物不能从换热器管束表面脱离。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.用于脱盐污水换热器的清洗药剂，其特征在于，按质量份计，所述药剂包括：

2.根据权利要求1所述的清洗药剂，其特征在于，所述药剂包括：

3.根据权利要求1所述的清洗药剂，其特征在于，所述药剂在使用前，需要用水稀释，水量与药剂量的比例为1～10:1。

4.根据权利要求1所述的清洗药剂，起特征在于，所述药剂用于在线清洗脱盐污水换热器。

5.一种在线清洗换热器的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(a)监测到换热器组中某一换热器进出口压降数值上升且超过合理范围后，通过旁路将该换热器切出换热器组；

(b)启动加药系统，通过药剂输送管路将清洗药剂送入该换热器中进行冲洗；

(c)当换热器进出口压降恢复正常，关闭加药系统及旁路，该换热器重新并入换热器组中；

其中，所述药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

6.根据权利要求5所述的在线清洗换热器的方法，其特征在于，所述药剂在送入换热器前需要经水稀释，水量：药剂量为1～10：1。

7.根据权利要求5所述的在线清洗换热器的方法，其特征在于，步骤(b)中，清洗换热器的废液并入换热器组的总出口管路，与换热后的脱盐污水共同送入后续水处理单元。

8.一种在线清洗换热器的系统，其特征在于，所述系统包括：药剂池、换热器组及其中的各个换热器、与药剂池相连的加药泵、与加药泵以及换热器组中各换热器进口相连的药剂输送管线、监测各换热器进出口压力差的压差传感器、换热器组总出口管线、以及各换热器的旁路管线；

其中，所述药剂池中包括清洗药剂，所述清洗药剂包括：3～10质量份的十二烷基苯磺酸钠、10～60质量份的聚天冬氨酸、0.5～5质量份的醋酸、2～15质量份的二乙二醇单丁醚、以及10～50质量份的二乙烯三胺五乙酸钠。

9.根据权利要求8所述的在线清洗换热器的系统，其特征在于，所述换热器组中各换热器出口另设一条废液排出管线，用于输送清洗换热器后的废液，所述废液排出管线与所述换热器组总出口管线相连。

10.根据权利要求8或9所述的在线清洗换热器的系统，其特征在于，所述药剂输送管线和所述废液排出管线上配有截止阀；所述加药泵及所述截止阀通过手动和/或自动控制系统控制启动。