高炉浊环煤气洗涤水系统管道化学清洗过程与分析

高炉浊环煤气洗涤水系统管道化学清洗过程与分析
摘要：高炉煤气洗涤水系统离线化学清洗，使用盐酸、乌洛托品、表面活性剂、消泡剂、酸碱中和剂。

清洗时间约36小时，经前后开孔检查对比，清洗效果符
合预期。

并对整个清洗过程逐一分析。

关键词：离线清洗；清洗方案拟定；实施；结果分析
1.导言
高炉浊环煤气洗涤水系统随着生产运行的时间增加，水系统中极易发生沉积、结垢现象。

这种泥、垢混合物质地坚硬，无法通过在线化学清洗的方式进行清洗处理。

只有通过修风期间，采用离线化学清洗方法，洗掉沉积在管壁、设备上的泥垢。

保证水系统安全稳定运行。

离线化学清洗使用的清洗剂为盐酸，缓蚀剂采用乌洛托品，经过36小时清洗周期后，管道
沉积物由清洗前的60mm至清洗后的10mm，达到预期效果。

2.背景介绍
炼铁厂修风期间，打开供水管线和洗涤塔观察孔发现，管壁内沉积的泥垢混合物厚度大
约60mm-70mm，洗涤塔内厚度约40mm左右。

如此厚的泥垢给安全生产带来隐患。

采取一
次离线化学清洗势在必行。

该系统循环量为1480m3/h，保有水量 3800 m3，补充水量108m3/h。

系统材质有碳钢、
不锈钢、铜，拥有14座斜板沉淀器。

补水水质为河水和污水处理厂回用水混合水。

3.方案拟定
通过保有水量、管线长度、管道内径、斜板沉淀池放空检查结果等参数估计，拟定270
吨盐酸[1]。

1.9吨乌洛托品，0.7吨表面活性剂，0.2吨消泡剂，1吨中和剂。

提前一天备齐存放现场。

清洗准备包括车辆准备、人员调配、临时化验室建立，技术人员配置等。

提前一天
做好配置工作。

4.清洗过程
8：00-14：00完成斜板清淤工作完成、管线回路连接完成、清洗药剂到达现场、化验试剂、器具准备充分、安全措施贯彻执行、系统充水并控制水位等准备工作，14：00开始投加
缓蚀剂及表面活性剂，14：20正式开始加酸，并开始记录水质分析结果。

数据显示，7：00后，钙硬及酸度没有大的变化，清洗基本结束，净清洗时间大约15个小时，清洗终点电导率、硬度等数据比较高，可初步判断清洗效果达标。

7月25日8：00开始向系统投加氢氧化钠中和；
10：00系统排水；
11：00后陆续开孔检查清洗效果。

供水分厂管线部分露出金属，尚存的垢层平均厚度大约15mm左右,燃气分厂管线完全清
洗干净，除垢率达到90%。

高炉管线清洗腐蚀率挂片检测
注：工业设备化学清洗质量标准 HG/T2387-2007相关规定，碳钢类腐蚀率<6g/(m2*h)
5.清洗总结：
（1）高炉煤气洗涤水系统中的泥垢，质地坚硬，无法通过在线清洗的方法进行清除。

只有借助修风机会，采用离线化学清洗的方式才可以将其清除。

（2）对于高炉煤气洗涤水系统离线化学清洗工作，评估需要使用酸的量是首要任务，
可以通过管线长度，泥垢厚度、疏松程度、斜板沉降器容积、斜板沉降器内存积的泥体积作
为判断依据，预估系统内存在的泥垢的体积和重量。

从而得到使用酸（盐酸）的总量。

盐酸
作为清洗剂拥有操作简单、价格合理[1]，特别适合由碳酸组成的垢。

故这里使用盐酸作为清
洗剂。

（3）盐酸的投加点可设置在冷水池循环水泵吸入口附近，保证投加的酸可在第一时间
进入管道开始化学反应，减少不必要的浪费。

加酸之前确保整个系统内管线无泄漏。

避免酸
泄露给人员、环境造成损害。

（4）离线化学清洗过程中，投入缓蚀剂是很有必要的。

可以通过保有水量的设计量，
通过比例计算缓蚀剂的投加量。

本次清洗使用了1.9吨乌洛托品做为缓蚀剂，在清洗之后查
看过程中发现，管道表面形成一层淡蓝色的膜，说明1.9吨乌洛托品的剂量是足够的。

保证
系统内管道、阀门等设备不受酸洗引起的腐蚀伤害。

（5）清洗前应进行完整的、彻底的清淤工作，系统中存留的污泥会中和掉清洗时使用
的酸，彻底的清除污泥，可以提高清洗效果，避免酸的浪费。

（6）表面活性剂有助于化学清洗的彻底性。

表面活性剂会生成大量微小汽包，起到搅
动的作用，有助与氢离子和碳酸盐的化学反应。

消泡剂的作用时防止大量的泡沫溢出。

实际
中需要时刻观察现场，若泡沫量过大，可适当添加消泡剂。

（7）系统水位高度尽量保持低水位状态，可以提高酸度，提高清洗效率。

避免不必要
的浪费。

由于在整个清洗过程中投加270吨盐酸，等同于270m3液体加入。

故保证加酸之前低水位是非常有必要的。

（8）清洗的过程中取样分析的频率为1小时/次。

实时监测可及时了解清洗过程状况，
依此判断清洗剂的投加速度、清洗状况、预测清洗结束时间。

（9）本次清洗过程中，钙硬度、浊度的数值峰值出现在02：30-04：30内，说明在此时间内，化学反应速率达到最快。

之后稍有下降，说明了在氢离子浓度下降时，化学反应速率
降低。

部分钙离子又重新和碳酸根离子结合生成碳酸钙分子沉淀下来。

（10）清洗过程在斜板沉降器处观察了酸和碳酸盐的化学反应速率。

若速率过快，可下
降盐酸的加入速度，避免酸的挥发，减少不必要的浪费。

浓盐酸具有挥发型。

现场工作人员
需配备相关的劳动保护用品。

（11）清洗结束后，需要用碱来中和掉清洗液中的酸。

由于水中已经几乎无碳酸根离子，故使用的碱量不大。

本次清洗使用了1吨的氢氧化钠，将PH调至6.8。

满足污水处理厂进水
要求。

若时间允许，清洗液排放后再进行一次水质置换，可使清洗更彻底。

（12）化学清洗后，原本沉积在管壁内的泥垢被清洗下来，应通过压滤除泥系统及时清除，避免二次沉降。

（13）清洗后开孔检查，发现洗涤塔内几乎无泥垢，全部清洗干净，管线处部分管壁已经漏出金属表面，部分还有垢，平均为10mm，说明清洗效果达到预期。

任何一次化学清洗过程中，无法保证全部的垢都被清洗干净。

这样的话势必会有一部分酸会损害金属管道、设备。

剩余的少量的垢可以保护金属管壁不受氢离子腐蚀损害。

6.结语
（1）盐酸作为清洗剂，对悬浮物淤泥和碳酸盐垢有很好的除去效果。

本次清洗准备的270吨盐酸，满足清洗预期需要。

（2）0.5%的乌洛托品在化学清洗过程中，达到预期效果，满足缓蚀要求。

（3）化学清洗前将系统内沉积的淤泥清理干净，可大幅度提升清洗效果。

（4）清洗结束后，系统管壁上留有5-10mm的垢，是最优的结果。

即保证了清洗效果，达到清洗预期，又能避免过量的酸腐蚀金属管壁。

参考文献：
[1]周本省，工业水处理技术[M]. 北京.化学工业出版社，2002.。