王志剛，周建鋒

（武漢青江化工集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430035）

武漢青江化工集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱青江化工）最新1套浮選硫鐵礦制酸裝置生產(chǎn)能力為200 kt/a，采用稀酸洗凈化、“3+1”二轉(zhuǎn)二吸工藝流程，余熱鍋爐回收熱量，裝置已運(yùn)行6年，總體運(yùn)行良好。

1 裝置存在的主要問題分析

硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)中管道結(jié)垢比較常見，中和水回用管道、再生處理水循環(huán)利用管道及礦制酸濕法排渣循環(huán)水沖渣管道等很容易結(jié)垢，一旦結(jié)垢，管內(nèi)水流阻力逐漸加大，流量越來越小，最后不得不疏通處理。如濕法排渣循環(huán)沖渣水長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)，管內(nèi)結(jié)垢加厚，流量隨之減小，沖渣水力不足，影響設(shè)備運(yùn)行，導(dǎo)致堵塞和漫水，管道疏通困難，如果結(jié)垢的是小管、細(xì)管則疏通難度加大。

結(jié)垢物主要成分一般為二水硫酸鈣和碳酸鈣，上述管道結(jié)垢的主要成分是二水硫酸鈣。含有SO2的酸性污水在水處理的中和曝氣和在長(zhǎng)期循環(huán)過程中會(huì)被氧化成硫酸根，與鈣離子結(jié)合成硫酸鈣，過飽和后通過管道時(shí)以二水硫酸鈣晶體的形式析出硬垢附著于管壁，相對(duì)于半水和無水硫酸鈣，二水硫酸鈣晶體熱力學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定，結(jié)垢物主要以CaSO4·2H2O晶體形式存在。

如果管垢成分是碳酸鈣，則可以用酸洗除去，需要選擇合適的除垢劑和適宜的洗液配制溫度，做好碳鋼防蝕和廢液處理等工作。

硫酸鈣則是化學(xué)清洗中較難清洗的結(jié)垢物。最早處理硫酸鈣結(jié)垢物的方法是把結(jié)垢管道拆卸或割斷下來，一節(jié)一段地人工疏通后再恢復(fù)，甚至更換新管，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，需要探索更好的處理方法。

2 硫酸鈣結(jié)垢物的處理方法

硫酸鈣在水中屬于微溶物質(zhì)，溶解度不大，其溶解度呈特殊的先升高后降低狀況，10 ℃溶解度為0.192 8 g，40 ℃為0.209 7 g，100 ℃降至0.161 9 g，因此理論上采用水洗的方式，足夠長(zhǎng)時(shí)間可以將硫酸鈣溶解去除。

根據(jù)現(xiàn)有條件，硫酸廠自帶的余熱鍋爐需連續(xù)排熱水，該部分熱水硬度小，鹽含量可忽略不計(jì)，可將其用于沖洗硫酸鈣結(jié)垢管道，達(dá)到低費(fèi)用清洗管垢的目的。該方法可沖洗停用的結(jié)垢管道，將管道內(nèi)壁的硫酸鈣硬垢逐漸溶解，尤其適用于難疏通的細(xì)管。由于是逐漸溶解洗滌，大管垢量太多，受到排水水量限制，需要洗溶時(shí)間太長(zhǎng)，而管徑較小的管道附著的內(nèi)垢少，相對(duì)洗得快而更實(shí)用。

該方法需要被清理的結(jié)垢管道是1備1用，清洗倒換過來的備用管，以免影響生產(chǎn)。由于是較細(xì)的管道，備用管不占用較多空間，有的管道為防結(jié)垢影響運(yùn)行，本身就配有1套備用管，這樣可換著清洗，保持總有1套管路暢通。

3 處理效果

鍋爐蒸汽蒸發(fā)量以25 t/h為例，經(jīng)過連排擴(kuò)容器后底部排出污水量按鍋爐蒸汽量的1%計(jì)，則連續(xù)外流排水量：25×1%=0.25 t/h，即6 t/d連續(xù)排水量。

0.25 t/h鍋爐外流連續(xù)排水通過結(jié)垢管道，硫酸鈣飽和濃度按2 g/L計(jì)，理論上可溶解硫酸鈣0.25 t/h×2 g/L=500 g/h，每天可清洗掉12 kg硫酸鈣垢。實(shí)際操作過程中，過流管道長(zhǎng)短決定水中垢的溶解飽和度，根據(jù)技術(shù)人員對(duì)4 m長(zhǎng)管，內(nèi)30 mm厚垢的過流清洗情況看，管前消溶明顯大于管后，即管道入口處的垢厚度比出口處的垢厚度薄很多，看來連排熱水溶解硫酸鈣接近飽和的能力比較強(qiáng)。連排水6 t/d，水量很小，一般的垢管較長(zhǎng)，接觸時(shí)間長(zhǎng)，可以視為洗過流出出口的水趨于飽和，除垢約12 kg/d。

實(shí)施時(shí)，連續(xù)排污水可以收集到淺桶里，根據(jù)結(jié)垢管道的遠(yuǎn)近、高度、連續(xù)排水量，選配合適的耐空轉(zhuǎn)性能的熱水泵，進(jìn)口與桶連接，出口連接到需要清理的備用結(jié)垢管處連通溶洗，也可把結(jié)垢管道或設(shè)備移到連續(xù)排污口處溶洗。

為了使管子內(nèi)垢能夠充分接觸到水，水應(yīng)低進(jìn)高出，水從高處溢流出來，如果不方便，也可以采用出口限流，確保管壁內(nèi)垢都能接觸到流水而最終洗掉。

該方法也能除碳酸鈣水垢，只是溶洗速度太慢，因?yàn)樘妓徕}屬于難溶鹽，溶解度小于硫酸鈣。如果用連排水洗溶水冷卻器產(chǎn)生的碳酸鈣管道設(shè)備結(jié)垢物，如凈化稀酸板式換熱器或吸收螺旋板式換熱器等難于拆開的設(shè)備，上述水量只能清除少于0.3 kg/d的碳酸鈣垢，一般也很少有備用的設(shè)備慢慢清洗，但是類似的設(shè)備管道雖然需要時(shí)間較長(zhǎng)，還是可以洗溶的。

4 結(jié)語

采用鍋爐連續(xù)排水沖洗難處理的硫酸鈣垢，資源就地利用，成本低、無腐蝕、無安全隱患，不存在過度清洗侵蝕，為現(xiàn)場(chǎng)管道尤其是較小管道的結(jié)垢物清除提供了一種較為便捷有效的辦法。