DD261505A3 - METHOD FOR THE CHEMICAL CLEANING OF PIPES - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur chemischen Reinigung von Rohrleitungen betrifft die Entfernung von sulfidhaltigen Karbonatinkrustationen. Die chemische Reinigung erfolgt durch eine inhibierte Salzsaeureloesung dadurch, dass zweiwertige Eisensalze zugesetzt werden und der p H-Wert der Reinigerloesung am Auslauf der Rohrleitung durch Verringerung der Saeurekonzentration und der Durchstroemungsgeschwindigkeit auf p H-Werte von 5-6 eingestellt wird. Durch Anwendung des Verfahrens werden die bei der chemischen Reinigung entstehenden toxischen Schwefelwasserstoffe gefaellt.The process for the chemical cleaning of pipelines concerns the removal of sulfide-containing carbonate incrustations. The chemical cleaning is carried out by an inhibited hydrochloric acid solution by divalent iron salts are added and the p H value of the cleaner solution at the outlet of the pipeline by reducing the acid concentration and the flow rate is adjusted to p H values of 5-6. By applying the method, the toxic hydrogen sulfide resulting from the chemical purification is satisfied.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Reinigung von Rohrleitungen, die mit Sulfiden und überwiegend Karbonaten inkrustiert sind.The invention relates to a method for the chemical cleaning of pipelines, which are encrusted with sulphides and predominantly carbonates.
Die Anwendung der Erfindung erstreckt sich im besonderen auf die Reinigung der über weite Entfernungen führenden Rohrleitungen für kalkhaltige Wässer und Schlämme aus chemischen Fabriken und Entaschungseinrichtungen.The application of the invention extends in particular to the cleaning of long-distance pipelines for lime-containing waters and sludges from chemical factories and ash removal facilities.
Die chemische Entfernung von Steinansätzen in Dampfkesseln, Rohrleitungen und anderen Einrichtungen ist seit langem bekannt, da die Inkrustationen aus Karbonaten sich unschwer durch verdünnte Säuren wie Ameisensäure, Essigsäure, Chromsäure und Salzsäure auflösen lassen. Je nach den örtlichen Verhältnissen wird die Reinigungsflüssigkeit nach vorangehender Steinanalyse in entsprechender Konzentration eingepumpt und bis zum Verbrauch der Säure stehengelassen, wobei die entstehenden Gase entweichen, oder die Reinigungsflüssigkeit wird bis zur Auflösung des Belages umgepumpt. Die Reinigung sulfidhaltiger Inkrustationen mit Säuren jedoch ist nicht möglich, da bei Auflösung der sulfidhaltigen Beläge Schwefelwasserstoff entsteht, welcher aufgrund seiner hohen Toxizität die Umwelt belastet und eine hohe Gefährdung der Gesundheit und des Lebens der Werktätigen beinhaltet.The chemical removal of stone deposits in steam boilers, pipelines and other equipment has long been known as the incrustations of carbonates can be easily dissolve by dilute acids such as formic acid, acetic acid, chromic acid and hydrochloric acid. Depending on the local conditions, the cleaning liquid is pumped after prior stone analysis in the appropriate concentration and allowed to stand until the consumption of acid, the resulting gases escape, or the cleaning liquid is circulated until the dissolution of the coating. The purification of sulfide-containing incrustations with acids, however, is not possible because upon dissolution of sulfide-containing deposits hydrogen sulfide is produced, which pollutes the environment due to its high toxicity and high risk to the health and life of the working people.
Um die Ansammlung verfestigter Karbonate zu beseitigen, ist es in der Industrie übliche Praxis, Werkzeuge und Geräte zu verwenden, um die Beläge auf mechanischem Wege durch Ausbohren, Abklopfen, Bürsten oder Schaben zu beseitigen. Demgegenüber wird in der DE-OS 3218605 vorgeschlagen, zur Fällung oder Bindung von Schwefelwasserstoff, der bei einer Säurereinigung entsteht, den Reinigerlösungen Inhibitoren, Komplexbildner oder Maleinsäure zuzusetzen. Nachteilig ist bei der Anwendung von Maleinsäure der hohe Preis und die unvollständige Abbindung des Schwefelwasserstoffes, womit die Umweltgefährdung nicht beseitigt wird. Ebenso nachteilig ist die Verwendung der bekannten Inhibitoren und Komplexbildner wegen der hohen Beschaffungskosten. Die Anwendung der Komplexbildner ist auch deshalb nicht möglich, weil zur Bindung des Schwefelwasserstoffs hohe Temperaturen erforderlich sind.In order to eliminate the accumulation of solidified carbonates, it is common practice in the industry to use tools and equipment to mechanically remove the deposits by drilling, tapping, brushing or scraping. In contrast, it is proposed in DE-OS 3218605, for the precipitation or binding of hydrogen sulfide, which is formed in an acid cleaning, add to the detergent solutions inhibitors, complexing agents or maleic acid. Disadvantageous in the application of maleic acid is the high price and the incomplete setting of the hydrogen sulfide, whereby the environmental hazard is not eliminated. Likewise disadvantageous is the use of the known inhibitors and complexing agents because of the high procurement costs. The use of complexing agents is also not possible because high temperatures are required to bind the hydrogen sulfide.
Aufgrund der Tatsache, daß es bereits in früheren Jahren in Kraftwerken zu tödlichen Unfällen durch Schwefelwasserstoff kam, weil säurehaltiges Abwasser aus einer chemischen Kesselreinigung in sulfidhaltige Kraftwerksasche eingeleitet wurde, besteht nach wie vor die Auffassung der Fachwelt, daß sulfidhaltige Inkrustationen nur durch mechanische Verfahren oder durch die genannten unwirtschaftlichen chemischen Mittel entfernt werden können.Due to the fact that it came in previous years in power plants to fatal accidents by hydrogen sulfide because acidic wastewater was introduced from a chemical boiler cleaning in sulfide Kraftwerksasche, there is still the view of the art that sulfide-containing incrustations only by mechanical methods or by said inefficient chemical agents can be removed.
Das Ziel der Erfindung besteht in einem kostengünstigen chemischen Reinigungsverfahren für Rohrleitungen mit sulfidhaltigen Karbonatinkrustationen unter Vermeidung einer Gefährdung und Schädigung der Umwelt durch Schwefelwasserstoff. Durch Vermeidung der mechanischen Reinigung sollen die Reinigungskosten erheblich gesenkt werden.The object of the invention is a cost-effective chemical cleaning process for pipelines with sulfide-containing Karbonatinkrustationen while avoiding a risk and damage to the environment by hydrogen sulfide. By avoiding the mechanical cleaning, the cleaning costs should be considerably reduced.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem chemischen Reinigungsverfahren, bei dem die Inkrustationen durch Säure aufgelöst und die entstehenden Schwefelwasserstoffe durch kostengünstig verfügbare Fällungsmittel gebunden werden. Der Widerspruch liegt darin, daß im sauren Bereich des pH-Wertes eine Fällung von Sulfiden mit den bekannten Fällungsmitteln nicht vorgenommen werden kann.The object of the invention is a chemical cleaning process in which the incrustations are dissolved by acid and the resulting hydrogen sulfide are bound by inexpensive available precipitant. The contradiction is that in the acidic range of the pH precipitation of sulfides with the known precipitants can not be made.
Erfindungsgemäß erfolgt die chemische Reinigung von Rohrleitungen mit sulfidhaltigen Karbonatinkrustationen mit einer inhibierten Salzsäurelösung dadurch, daß der Salzsäurelösung nach vorangehender Steinanalyse zweiwertige Eisensalze zugesetzt werden und der pH-Wert der Reinigerlösung am Auslauf der Rohrleitung durch Verringerung der Säurekonzentration oder durch Erhöhung der Konzentration der zweiwertigen Eisensalze und/oder durch Verringerung der Durchströmungsgeschwindigkeit auf pH-Werte von 5-6 eingestellt wird.According to the invention, the chemical cleaning of pipelines with sulphide-containing Karbonatinkrustationen with an inhibited hydrochloric acid solution characterized in that the hydrochloric acid solution after the previous stone analysis bivalent iron salts are added and the pH of the cleaner solution at the outlet of the pipeline by reducing the acid concentration or by increasing the concentration of divalent iron salts and / or by reducing the flow rate to pH 5-6.
Eine weitere Absenkung des pH-Wertes auf < 5 mit Fe++-Ionen ist ökonomisch nicht praktizierbar, weil der zur sicheren Bindung der H2S erforderliche Überschuß zu groß wird.A further reduction of the pH to <5 with Fe ++ ions is economically not practicable, because the excess required for the secure binding of H 2 S becomes too large.
Realisiert werden kann eine weitere Reduzierung des pH-Wertes und damit eine Beschleunigung der chemischen Reinigung, wenn zur sicheren Abbindung des entstandenen H2S auch im stark sauren Gebiet kurz vor dem Ende der zu reinigenden Rohrleitung Cu++-Ionen in die Reinigungslösung dosiert werden. Ein Einsatz von Kupfersalzen zur Abbindung der entstehenden H2S wäre unwirtschaftlich und wegen derToxizität derCu++-lonen nicht durchzuführen. Auf Grund des hohen pKL = 44,07 für CuS sind jedoch auch im sauren Bereich nur Cu++-Spuren notwendig, um mit hoher Sicherheit eine vollständige Fällung der H2S als Sulfid zu erreichen.It is possible to achieve a further reduction of the pH value and thus an acceleration of the chemical cleaning, if Cu ++ ions are metered into the cleaning solution even in the strongly acidic area shortly before the end of the pipeline to be cleaned for secure setting of the resulting H 2 S. , Use of copper salts to bind the resulting H 2 S would be uneconomical and not feasible because of the toxicity of the Cu ++ ions. Due to the high pK L = 44.07 for CuS, however, only Cu ++ traces are necessary even in the acidic range in order to achieve complete precipitation of H 2 S as sulfide with high reliability.
Die Tabelle gibt die lonenkonzentrationen an, die dafür erforderlich sind.The table indicates the ion concentrations required for this.
pH-Wert Fe++[mol/kg] Cu++[mol/kg]pH Fe ++ [mol / kg] Cu ++ [mol / kg]
5 3,72 -1(T8 8,51-10-34 5 3.72-1 (T 8, 8.51-10 -34
4 3,72· 1(T6 8,51 ·1(Γ32 4 3.72 × 1 (T 6 8.51 × 1 (Γ 32
3 3,72-TO"4 8,51 ·1(Γ30 3 3.72-TO " 4 8.51 x 1 (Γ 30
2 3,72-1 Ο"2 8,51-ΙΟ"23 2 3,72-1 Ο " 2 8,51-ΙΟ" 23
1 3,72 8,51-KT26 1 3.72 8,51-KT 26
0 — 8,51-10"24 0 - 8,51-10 " 24
Die Reinigung der Rohrleitung verläuft nach folgenden Verfahrensschritten:The cleaning of the pipeline proceeds according to the following process steps:
Die zu reinigende Stahlrohrleitung wird mit einer inhibierten 0,8%igen Salzsäure, abnehmend bis auf 0,2%, bei Temperaturen zwischen 15°C bis 25°C beaufschlagt.The steel pipe to be cleaned is treated with an inhibited 0.8% hydrochloric acid, decreasing to 0.2%, at temperatures between 15 ° C to 25 ° C.
Die Reinigungslösung enthält neben der erforderlichen Menge an Fe-Il-Salzen einen geeigneten Inhibitor, der einen Angriff der Salzsäure auf die Stahlrohrleitung verhindert.In addition to the required amount of Fe-II salts, the cleaning solution contains a suitable inhibitor which prevents the hydrochloric acid from attacking the steel pipeline.
Die Säurekonzentration in der Reinigungslösung wird im Verlauf der Reinigung, in Anpassung an den einzuhaltenden pH-Bereich zwischen 5-6 am Rohrleitungsauslauf, im erforderlichen Maße gesenkt. Das geschieht mit Hilfe einer entsprechenden Überwachung, z.B. durch ständige pH-Wertmessung und Signalgebung an die Dosierpumpe für die Reinigungschemikalien, oder auch Steuerung. Die chemische Reinigung ist abgeschlossen, wenn die Konzentration der Erdalkalisalze in der ablaufenden Reinigungslösung, die ständig chemisch kontrolliert wird, sich weitgehend konstant auf einem niedrigen Niveau eingestelltThe acid concentration in the cleaning solution is lowered to the required extent in the course of the cleaning, in adaptation to the pH range to be maintained between 5-6 at the pipe outlet. This is done by means of appropriate monitoring, e.g. by continuous pH measurement and signaling to the dosing pump for the cleaning chemicals, or even control. Dry cleaning is complete when the concentration of alkaline earth salts in the effluent cleaning solution, which is constantly being chemically controlled, is largely constant at a low level
Die Analyse der Inkrustation hat ergeben:The analysis of incrustation revealed:
Calciumkarbonat (CaCO3) =93,0%Calcium carbonate (CaCO 3 ) = 93.0%
Sulfid(S") ' = 0,15%Sulfide (S ") ' = 0.15%
Säureunlösliches = 6,85%Acid insoluble = 6,85%
Dichte des Belages = 2,0 g/cm3 Density of the coating = 2.0 g / cm 3
Länge derzu reinigenden Leitung: 1 950 mLength of pipe to be cleaned: 1 950 m
DurchmesserderLeitung: NW300Diameter of the line: NW300
Mittlere Belagsstärke: 25 mmAverage covering thickness: 25 mm
Belagsvolumen: 42 m3 Covering volume: 42 m 3
Bei einer Dichte von 2,0g/cm3 entspricht dieses Volumen einer Belagsmenge von 84t. Um die Menge an CaCO3 in Lösung zu bringen, werden an Salzsäure (100%ig) benötigt:At a density of 2.0 g / cm 3 , this volume corresponds to a covering amount of 84 t. In order to bring the amount of CaCO 3 into solution, hydrochloric acid (100%) is required:
-^-7^—— = 57,03tHCI (100%ig)- ^ - 7 ^ - = 57,03tHCl (100%)
Um die Menge an S" in Lösung zu bringen, werden an Salzsäure (100%ig) benötigt: 84t-0,0015-73To bring the amount of S "into solution requires hydrochloric acid (100%): 84t-0.0015-73
3232
= 0,29t HCI (100%ig) = 0.29t HCI (100%)
Insgesamt werden 57,32t HCI (100%ig) benötigtA total of 57.32t HCI (100%) are needed
Die erforderliche Fe++-Menge beträgt:The required Fe ++ amount is:
84f 0,0015-55,8584f 0.0015-55.85
3232
oder 497 kg FeCI2.or 497 kg FeCl 2 .
Gesamtvolumen der Reinigungslösung (mit 0,8% HCl):Total volume of cleaning solution (with 0.8% HCl):
= 7165m3 Fe++-Konzentration in der Reinigungslösung:= 7165m 3 Fe ++ concentration in the cleaning solution:
Zuzüglich eines Sicherheitszuschlages von 20% enthält die Reinigungslösung eine Fe++-Konzentration von 38,3 mg/l Fe++. Die errechnete Fe++-Konzentration, die bei einem pH-Wert zwischen 5 und 6 erforderlich ist, um die Hydrogensulfid-Entwicklung zu verhindern, ist in einer Größenordnung von 10~8mol/l mit dem Sicherheitszuschlag abgedeckt und bedarf unter diesen Bedingungen dann keiner besonderen Berücksichtigung.In addition to a safety margin of 20%, the cleaning solution contains a Fe ++ concentration of 38.3 mg / l Fe ++ . The calculated Fe ++ concentration, which is required at a pH of between 5 and 6 to prevent hydrogen sulfide development, is on the order of 10 ~ 8 mol / l with the safety margin covered and then required under these conditions no special consideration.
Die Reinigungslösung wird fortlaufend durch die Rohrleitung mittels Pumpe hindurchgefördert und am Auslauf der Leitung dem Entsorgungssystem zugeführt. Am Auslauf der Leitung wird ein pH-Wert zwischen 5—6 über den Säurezusatz zur Reinigungslösung eingestellt. Die Reinigungslösung enthält 350g/m3 Hexamethylentetramin als Inhibitor zum Schutz der Stahlleitung gegen Säureangriff. Die Geschwindigkeit der Reinigungslösung in der Rohrleitung beträgt zu Beginn 0,5m/s und wird nach Durchsatz von 2/3der Reinigungslösung auf 0,1 m/s herabgesetzt. Nach 170 h hat sich die Konzentration der Erdalkalisalze im Auslauf annähernd konstant eingestellt und beträgt 500 mg/l CaO. Die Behandlung mit der Reinigungslösung wird beendet. Abschließend wird mit 600-700 m3 Wasser bis zur pH-Konstanz nachgespült.The cleaning solution is continuously conveyed through the pipeline by means of a pump and fed to the disposal system at the outlet of the line. At the outlet of the pipe, a pH value between 5-6 is set via the addition of acid to the cleaning solution. The cleaning solution contains 350g / m 3 hexamethylenetetramine as an inhibitor to protect the steel line against acid attack. The speed of the cleaning solution in the pipeline is at the beginning of 0.5m / s and is reduced by rate of 2 / 3The cleaning solution to 0.1 m / s. After 170 hours, the concentration of alkaline earth salts in the outlet has been set approximately constant and amounts to 500 mg / l CaO. The treatment with the cleaning solution is stopped. Finally, it is rinsed with 600-700 m 3 of water until the pH is constant.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD29672186A DD261505A3 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | METHOD FOR THE CHEMICAL CLEANING OF PIPES |
Applications Claiming Priority (1)
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| DD29672186A DD261505A3 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | METHOD FOR THE CHEMICAL CLEANING OF PIPES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD261505A3 true DD261505A3 (en) | 1988-11-02 |
Family
ID=5584230
Family Applications (1)
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| DD29672186A DD261505A3 (en) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | METHOD FOR THE CHEMICAL CLEANING OF PIPES |
Country Status (1)
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|---|---|
| DD (1) | DD261505A3 (en) |
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1986
- 1986-11-27 DD DD29672186A patent/DD261505A3/en not_active IP Right Cessation
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