CS226239B1 - Způsob odstraňování nánosů a usazenin - Google Patents

Abstract

Výnález se týká způsobu odstraňování nánosů ulpěihých ve špatně přístupných, případě nepřístupných prostorách čištěného objektu, zejména teplosměnných kapalinových prostorech tepelných výměníků. Při aplikaci způsobu podle vynálezu se čištěná plocha čištěného objektu ponoří pod hladinu kapalného rozpouštědla, načež se do tohoto kapalného rozpouštědla zavede pára o přetlaku v rozmezí od 0,01 do5 MPa, jež je v tomto kapalném rozpouštědle rozpustná. Vynálezu může být využito v chemickém, potravinářském a papírenském průmyslu i jinde. Charakteristické provedení vynálezu je znázorněno na obr. l,vna němž je schéma jednoho z odparkových stůpnů odpařovací stanice pro zahušťování kalcium bisulfitových výluhů.

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování nánosů a usazenin, ulpělých ve špatně přístupných, případně nepřístupných prostorech čištěného objektu, zejména v teplosměnných kapalinových prostorech tepelného výměníku.

Chladicí a teplosměnné kapalinové prostory tepelných výměníků v chemickém, dřevozpracujícím, papírenském., potravinářském, cui^kovarnickém, škrobárenském a 1ihovarníckém průmyslu i vnitř ní prostory jejich potrubních systémů a armatur se během provozu postupně zanášejí nečistotami a kaly, které jsou rozpuštěny nebo rozptýleny v dopravovaných, skladovaných nebo odpařovaných kapalinách a kapalinových roztocích. Vrstvy káli a usazenin pak místně a/nebo celkově narušují předepsané tepelné a technologické režimy uvedených objektů tím, že působí jako tepelná izolace a jednak tím, že zhoršují průtokové poměry. V některých případech vylučované inkrusty při svém nárůstu postupně zcela ochromí další provoz.

** 2 «*

226 239 čistění kapalinových prostorů je svízelný problém, který v praxi obvykle vyžaduje dočasné vyřazení příslušného zařízení z provozu, odbornou demontáž, vlastní čistění, montáž a případné opravy poškozených dílců. S montážními a čisticími pracemi, jakož i s nezbytnými opravami a úpravami je spojena i spotřeba režijních materiálů a energie, provádění montážních a čisticích prací si vyžaduje i odpovídající počet odborných a pomocných pracovních sil. Vlastní čistění se provádí mechanickým seškrabáváním, proplachováním, chemickým působením, leptáním a rozpouštěním, případně jejich kombinací, a to s ohledem na velikost, tvar a provozní podmínky čištěného objektu. Vzhledem k nedostatečnosti kontroly průběhu čisticího procesu a vzhledem ke zdlouhavosti, obtížnosti a špatným pracovně hygienickým podmínkám je čistění velmi neatraktivní práce. Současné čisticí postupy také zpravidla vykazují velkou spotřebu čisticích prostředků, které je nutno po použití jímat a obnovovat, případně před vypouštěním do vodotečí neutralizovat.

Stávající čisticí postupy mají tedy většinou jednoúčelový charakter, přizpůsobený funkci a provozu čištěného objektu, jakož i vybavení čisticími pomůckami a přípravky.

Na příklad u vícestupňových odpařovacích stanic pro zahušťování kalcium bisulfitových výluhů, vznikajících při výrobě papíru, v jejichž tepelných výpěnících i v navazujících potrubích dochází k rychlému usazování vápenných káů, se čistění dosud provádí na odstaveném odpařovacím stupni promýváním kyselými brýdovými kondenzáty, do nichž se někdy přidávají čisticí prostředky, nebo kyselinou dusičnou. K provádění tohoto prvního způsobu čistění je nutno odpařovací stanici vybavit jedním rezervním odpařovacím stupněm a příslušnou částí potrubního systému s armaturami, čímž se ovšem podstatně zvyšují pořizovací i provozní náklady. K dokonalému vyčistění teplosměnných ploch jednotlivých tepelných výměníků a tím i k udržení celé odpařovací stanice v trvalém provozu bez snížení jejího výkonu je nutno výše uvedené častá promývání brýdovými konden226 239 záty provádět ještě jejich periodická čistění kyselinou dusičnou·

Podle druhého známého způsobu čistění teplosměnnýeh ploch tepelných výměníků, vyžadujícího tak zvanou reverzaci, se vyloučené inkrusty a kaly odstraňují rozpouštěním a vymýváním teplosměnných prostorů vlastními brýdovými kondenzáty, vznikajícími při odpařovacím procesu· Reverzaci tepelného výměníku se zde rozumí vzájemná záměna jeho teplosměnných prostorů, provedená na příklad přestavením příslušných armatur v navazujícím potrubním systému. K zesílení čisticího účinku lze podle čs. autorského osvědčení číslo 158 393. do čištěného teplosménného prostoru, naplněného brýdovým kondenzátem, přivádět tlakový vzduch, který při svém průchodu rozkmitává kapalinový sloupec a tím narušuje souvislou vrstvu usazenin, jež jsou posléze při vypouštění kondenzátu odplavovány. Provádění druhého způsobu čistění je podmíněno odstavením celé odparky z provozu, čímž se ovšem snižuje kapacita výroby. Dále je nutno mít k dispozici zdroj tlakového vzduchu, jako na příklad kompresorovou stanici.

U nových typů odpařovacích stanic lze sice částečné Čistění provádět reverzaci jejich jednotlivých tepelných výměníků, a to za provozu a bez přerušení odběru topné páry, avšak nelze u nich dost dobře čisticí účinek zesilovat probubláváním tlakového vzduchu, protože terin vzduch pak prochází celým odparkovým systémem až do jeho kondenzátní části, kde zahlcuje vývěvue Při snížení vakua pak ovšem dochází ke snížení výkonu celé odpařovací stanice. Proto také zde je nutno občas odparku odstavit a promýt kyselinou dusičnou.

Většinu uvedených nevýhod stávajících způsobů čistění tepelných výměníků snižuje způsob odstraňování nánosů a usazenin podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že čištěná plocha čištěného objektu se ponoří pod hladinu kapalného rozpouštědla, načež se do tohoto kapalného rozpouštědla zavede péra o přetlaku v rozmezí od 0,01 do 5 Uťa, jez

- 4 je v tomto kapalném rozpouštědle rozpustná.

228 239

Při použití způsobu odstraňování nánosů a usazenin podle vynálezu není nezbytně nutno provoz čištěného objektu přerušovyt. V některých případech je možno i dlouhodobě pracovat bez aplikace jiných čisticích metod, na příklad chemického, mechanického či pneumatického Čistění, které vyžadují chemikálie, tepelnou a elektrickou energii, vodu a podobně. Kromě úspory pracovních látek, energií a mezd jsou u nového způsobu výhodné i zvýšení časového fondu a tím i produktivity celého zařízení, v němž je příslušný čištěný objekt instalován a dále zlepšní pracovního a životního prostředí i snížení provozních nákladů, nutných k jeho udržení.

V dalším textu a na připojených výkresech jsou pospány tři příklady provádění způsobu odstraňování nánosů a usazenin podle vynálezu. K vysvětlení prvního příkladu je využit obr. 1, na němž je znázorněno schéma jednoho z odparkových stupňů odpařovací stanice pro zahušťování kalcium bisulfitových výluhů, vznikajících při výrobě papíru. K vysvětlení druhého příkladu je využit obr 2, na němž je znázorněno schéma části lihovarského destilačního zařízení a k vysvětlení třetího příkladu je využit obr. 3, na němž je schéma vodního ohříváku.

Pro vysvětlení prvního příkladu na obr. 1 znázorněný odparkový stupeň sestává z čištěného objektu 4, kterým je zde odparkový tepelný výměník a z navazujícího potrubního systému se separétorem 5. Ve vnitřním prostoru Čištěného objektu 4 jsou instalovány neznázorněné teplosměnné trubky, jejichž stěnami jaou v něm navzájem odděleny dva teplosměnné prostory. Ve schematickém znázornění podle obr. 1 jsou tyto teplosměnné prostory pro názornost navzájem odděleny svislou osovou čarou. Do dolní části prvního teplosměnného prostoru ústí cirkulační výluhové potrubí 6, na horní část prvního teplosměnného prostoru je napojeno převáděeí potrubí 9 do dolní části druhého

- 5 226 239 teplQsměnného prostoru jsou zavedeny první přívodní potrubí 2 a druhé odváděči potrubí 12 a na horní část druhého teplosměnného prostoru jsou napojena druhé přívodní potrubí 11 a napouštšcí potrubí 8. Cirkulační výluhové potrubí 6 i převáděcí potrubí 9 ústí do separátoru 5, takže první teplosměnný prostor čištěného objektu 4 spolu s cirkulačním výluhovým potrubím 6 převáděcím potrubím 9 a vnitřním prostorem separátoru 5, vytvářejí cirkulační okruh. Do druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 ústící první přívodní potrubí 2, které je napojeno na rozváděči potrubí 1 čisticí páry, je osazeno prvním uzavíracím orgánem 3, druhé odváděči potrubí 12₁ jež je také napojeno na druhý teplosměnný prostor čištěného objektu 4, pak je osazeno druhým uzavíracím orgánem J.

Na první přívodní potrubí 2 mezi jeho zaústěním do čištěného objektu 4 a mezi jeho prvním uzavíracím orgánem 3 je napojeno vzduchové potrubí 16, jež je osazeno třetím uzavíracím orgánem 15. Do separátoru 5 jsou kromě cirkulačního výluhového potrubí 6 a převáděcího potrubí § zaústěny také první odváděcí potrubí 10 póry, třetí přívodní potrubí 13 výluhu a třetí odváděči potrubí 14 výluhu.

Uvedené technické prostředky umožňují čistění pouze druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4, Další technické prostředky, umožňující čistění prvního teplosměnného prostoru, zde nejsou uvedeny, a to zejména s ohledem na názornost. V provozním stavu znázorněného odparkového stupně vstupuje topná pára druhým přívodním potrubím 11 z předřazeného odparkového stupně do druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 a po předání části svého tepelného obsahu se jako kondenzát druhým odváděcím potrubím 12 vrací do předřazeného odparkového stupně k opětnému ohřevu. Směs výluhu a brýdové páry z prvního teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 odchází převáděcím potrubím 9 do separátoru 5, v němž se od výluhu odděluje brýdová pára, která prvním odváděcím potrubím 10 proudí do navazujícího odparkovéhp stupně, zatím co

226 239 zahuštěný výluh se třetím odváděcím potrubím 14 vede k dalšímu zpracování.

Před zahájením čisticího procesu se u znázorněného odparkového stupně nejprve druhým uzavíracím orgánem 7 uzavře druhé odváděči potrubí 12., načež se napouštěcím potrubím 8 druhý teplosměnný prostor čištěného objektu 4 zatopí brýdovým kondenzátem a dále se prvním uzavíracím orgánem 3, otevře vstup čisticí páry z prvního přívodního potrubí 2 do druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4.

Během čisticího procesu proudí čisticí pára o teplotě 140 až 150° C a tlaku 0,3 až 0,4 MPa prvním přívodním potrubím 2 do druhého teplosměnného prostoru, v němž probublává kondenzátem a částečně zkapalňuje. Nezkondenzovaný zbytek čisticí páry z druhého teplosměnného prostoru přitom uniká do druhého přívodního potrubí 11. Průchodem a implozemi parních bublinek rozkmitaný kondenzát svým kavitačním působením postupně rozrušuje nánosy, ulpělé na teplosměnných plochách. Během tří až pětiminutového působení čisticí páry se rozrušené nánosy s teplosměnných ploch odloupají, odpadnou a hromadí se ve spodní části druhého teplosměnného prostoru.

Po ukončení čisticího procesu se první uzavírací orgán 3 uzavře, načež se otevře druhý uzavírací orgán 7 a brýdový kondenzát se spolu s nahromaděným kalem vypustí odváděcím potrubím 12 do neznázorněné jímací nádrže. Dále se provede tak zvaná reverzace chodu, při níž se přestavením neznázorněných armatur v potrubním systému odpařovací stanice oba teplosměnné prostory čištěného objektu 4 navzájem vymění. Po zrever zování chodu lze další odpařovací proces dále udržovat na původním plném výkonu. Na základě zkušeností, získaných při prak tickém ověřování, lze konstatovat, že při vhodně volených provozních intervalech mezi jednotlivými čistěními podle vynálezu spojenými s reverzacemi chodu, není nutno provádět náročná

226 239 chemická čistění směsnými kyselinovými roztoky. Při provozních odstávkách neznázoměného odpadkového stupně je také možno parní odstaňování nánosů a usazenin podle vynálezu velmi výhodně kombinovat se známý^z duchovým čistěním, při kterém se vzduchovým potrubím 16 do druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 vhání/vzduch a které má ve srovnání s tímto parním čistěním přece jen poněkud lepší čisticí účinky.

Na obr. 2 znázorněná část lihovarského destilačního zařízení, určená k ohřevu výluhu, případně záparyy sestává z deflegmátoru, separační kolony a z propojovacího potrubního systému. Deflegmátor, který je v podstatě tepelným výměníkem, je ve schématu na obr. 2 označen jako čištěný objekt 4, stojatá válcovitá separační kolona pka je zde označena jako separátor 5,. ; · ·

Ve vnitřním prostoru ležatého válcovitého čištěného objektu 4 je ustaven přímý trubkový svazek, který je oboustranně koncově ukotven v čelních trubkovnicích. První teplosměnný prostor čištěného objektu 4 v tomto provedení je v podstatě mezitrubkovým prostorem trubkového svazku, druhý teplosměnný pros tor pak zahrnuje trubkový prostor a čelní prostory vně obou trubkovnic. Hořní část prvního teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 je druhým přívodním potrubím 11 propojena s horní částí separátoru 5, dolní část prvního teplosměnného prostoru je druhým .odváděcím potrubím 12 napojena na neznázorněný kondenzátor. Výluhovým potrubím 6. je druhý teplosměnný prostor při prvním konci čištěného objektu 4 připojen na neznázorněnou nádrž studené zápary, převáděcím potrubím 9 pak je druhý teplosměnný prostor při druhém konci; čištěného objektu 4 připojen na vnitřní prostor separátoru 5. Výluhovým potrubím 6, druhým teplosměnným prostorem čištěného objek tu 4, převáděcím potrubím 9, vnitřním prostorem separátoru 5, druhým přívodním potrubím 11, prvním teplosměnným prostorem a odváděcím potrubím 12 je určena průtoková smyčka, jíž v pro- 8 226 239 vozním stavu destilačního zařízení procházejí zápara a lihové páry. K největšímu usazování inkrustů dochází právě při zahušťování zápary na ohřívané teplosměnné ploše v uzlové části této průtokové smyčky, to je ve druhém teplosměnném prostoru čištěného objektu 4. Proto také dále uvedené technické prostředky, které umožňují aplikovat způsob podle vynálezu, jsou zde upraveny pouze k Čistění druhého teplosměnného prostoru.

Ve vstupním čelním prostoru při uvedeném prvním konci čištěného objektu 4 je instalován rozváděči rošt s tryskami, směřujícími k trubkovnici; tímto uspořádáním se dociluje rovnoměrnější vstup čisticí páry do jednotlivých teplosměnných trubek. Na rozváděči rošt je napojeno první přívodní potrubí 2^ které je osazeno uzavíracím orgánem 3 a které je připojeno na rozváděči potrubí 1 Čisticí páry. Na přívodní potrubí 2 je mezi jeho uzavíracím orgánem 2 θ zaústěním do čištěného objektu 4 připojeno vzduchové potrubí 16 se zařazeným druhým uzavíracím orgánem 15.

; zá 1

V provozním stavu destilačního zařízení se studená <pára před vstupem do separátoru 5 předehřívá ve druhém teplosměnném prostoru čištěného objektu 4. Během následujícího ohřevu v separátoru 5 se z ní uvolňují lihové páry, které pak při průchodu prvním teplosměnným prostorem opět částečně kondenzují, přičemž zde část svého tepelného obsahu opět vracejí do další vstupující zápary.

Po otevření uzavíracího orgánu 3 se čisticí pára o teplotě 140 až 150°C a tlaku 0,3 až 0,4 MPa za plného provozu destilačního zařízení vpustí do vstupního čelního prostoru čištěného objektu 4. čisticí pára při svém průchodu teplosměnnými trubkami opět rozkmitá sloupec zápary, postupně naruší nánosy a odplaví je do separátoru £. Délka čistění se pohybuje okolo tří minut, délky provozních intervalů se pak podle rychlosti

- 9 226 239 tvorby a povahy nánosů pohybují mezi 0,5 až 3 dny. Po ukončení čisticího procesu se uzavírací orgán 3 opět uzavře.

Při provozních odstávkách je také zde možno parní odstraňování nánosů a usazenin podle vynálezu s výhodou kombinovat se známým vzduchovým čistěním, při které se do druhého teplosměnného prostoru čištěného objektu 4 vhání vzduch.

Také u čištěného objektu 4, jímž je zde vodní ohřívák, se odstraňování nánosů a usazenin provádí čisticí parou o teplotě 140 ažl50°C a tlaku 0,3 až 0,4 MPa, zaváděnou dvěma tryskami do jeho vstupního čelního prostoru. Uvolněné kaly jsou zde při dočasně uzavřeném druhém uzavíracím orgánu 7 a dočasně otevřeném třetím uzavíracím orgánu 17 odplavovány odkalovacím potrubím 18.

Výše popsaného způsobu odstraňování nánosů a usazenin podle vynálezu lze s výhodou využívat zvláště při periodickém čistění špatně přístupných, případně nepřístupných ploch od ne zcela pevně lnoucích usazenin.

Claims (1)

1. Způsob odstraňování nánosů a usazenin, ulpělých ve špatně přístupných, případně nepřístupných prostorech čištěného objektu, vyznačující se tím, že čištěná plocha čištěného objektu se ponoří pod hladinu kapalného rozpouštědla, načež se do tohoto kapalného rozpouštědla zavede pára o přetlaku v rozmezí od 0,01 do 5 MPa, jež je v tomto kapalném rozpouštědle rozpustná.