高壓注膠技術在硫酸干吸塔堵漏上的成功應用

劉朝云(云南云銅鋅業股份有限公司 650102）

過衛東 張榮澤（甘肅中順石化工程裝備有限公司 730060）

1、概述

贊比亞謙比希銅冶煉公司是由中國有色礦業集團公司與云南銅業集團公司共同投資，在贊比亞基特韋市謙比希鎮建設的冶煉廠，是我國海外新建的第一家大型銅冶煉廠。一期工程年產15萬噸粗銅、28萬噸硫酸?；鸱ㄏ到y采用富氧頂吹熔池熔煉（ISA熔煉）加電爐貧化分離、PS轉爐吹煉，制酸系統采用凈化加二轉二吸工藝流程，一期工程于2009年2月份投產。

2、泄漏狀況與原因

投產6個月后，制酸系統中間吸收塔開始泄漏，泄漏部位在進口煙氣管上部，采用電焊焊補堵漏。兩個月后，中間吸收塔再次泄漏，泄漏部位在第一次焊補點附近。這次采用加制一個碳鋼盒子，盒子內注KPI膠泥堵漏，此次堵漏也沒能根本解決問題。一個月以后，中間吸收塔、最終吸塔塔壁先后開始泄漏。自此后，兩個吸收塔每個月都有一到兩次泄漏，泄漏時間、泄漏部位不固定。每次泄漏，系統被迫停產應急處理，制約著生產，同時存在著較大的安環隱患。

兩個吸收塔內部防護層結構為三層，第一層為耐酸瓷磚（瓷條梁以下部份為雙層磚，瓷條梁到除霧器上部為單層磚），瓷磚間用KPI膠泥砌筑；第二層設計為青石棉（主要為了消除鐵鋼與瓷磚熱膨脹差異），由于運輸困難，施工時改為了陶瓷纖維墊；第三層為碳鋼殼體。

靜態的98%硫酸與碳鋼表面反應形成薄而致密的Fe3O4，Fe3O4難溶于98%硫酸，從而形成保護層，能極大延緩碳鋼腐蝕速度。而流動的98%硫酸，將薄而致密Fe3O4保護層沖刷走，從而一層一層的快速腐蝕碳鋼。

針對泄漏狀況及泄漏頻度越來越高的狀況，分析泄漏主要原因是：吸收塔內部瓷磚砌筑質量不好，濃酸進入瓷磚、陶瓷纖維墊、塔壁之間，腐蝕了陶瓷纖維墊，并且在瓷磚、塔壁與陶瓷纖維墊之間已形成濃酸流道，從而快速腐蝕碳鋼表面，形成泄漏。

3、堵漏修復方案制定

對于硫酸干吸塔泄漏，目前采用的處理方法有四種：a、漏點處直接用電焊焊補；b、漏點處加一個碳鋼盒子，盒子內注KPI膠泥；c、漏點處鋼板割開，用KPI膠泥對瓷磚縫進行填塞后，涂上一層膠泥再焊補；d、采用罐體成膜高壓注膠堵漏技術修復。

前三種方法修復過程簡單、修復時間短、投資少，可以短時間內解決泄漏問題。但對于磚體與鋼板之間已形成濃酸流道的嚴重泄漏，前三種方案都是治標不治本，不能從根本上解決問題。

罐體成膜注膠堵漏技術是在吸收塔表面打出注膠孔，用高壓注膠泵在注膠孔上注入3216半固體復合修復材料，將鋼體、石棉板、瓷磚結合為一體，在三者之間形成致密的結構層，阻斷介質對吸收塔鋼體的腐蝕，從而達到徹底修復目的。

為確保系統的長期穩定生產，經公司相關人員討論，決定采用：罐體成膜高壓注膠堵漏技術從根本上修復兩個吸收塔。

4、堵漏修復過程

堵漏施工流程如下：

a：硫酸系統停產，吹SO3，吹SO3同時在兩個吸收塔周圍塔建施工用腳手架。

b：對塔體表面泄漏和破損處用石灰進行中和處理，然后用清水清洗干凈。

c：對塔體表面泄漏和破損進行補焊，所有焊縫均焊兩遍。補焊時鋼板要求大于或等于原塔體鋼板厚度，以保證注膠時鋼體強度足夠。

d：在注膠部位用電鉆打出注膠孔，注膠孔孔徑φ=7mm、孔間隙為300mm-400mm。

e：對注膠孔用絲錐進行過絲處理，絲錐規格為M8。

f：在打出的絲錐孔上裝M8的帶壓堵漏注射閥 （注膠考克），在注膠考克上用手動注膠泵進行高壓注膠。每一膠孔依次用高壓注膠槍進行注膠，保證每一個注膠部位填充飽滿，使注入的膠液填滿瓷磚與陶瓷纖維墊之間及陶瓷纖維墊與鋼板之間的間隙，使三者成為一體。

g：為保證注膠的質量，注膠先后分四次進行。第一次采用5公斤壓力、第二次采用7公斤壓力、第三次采用8.5公斤壓力、第四次采用10公斤壓力。每次注膠完畢等待4個小時，進行下一次注膠。注意注膠時的壓力控制，不能超過10公斤，以防壓力過大，將內部襯磚水平膠泥打出裂縫，形成內部泄漏。同時，注膠時塔體內應有專人檢查，發現有膠從內部溢出，必須對溢出源點的外部膠孔放慢注膠速度，多次注膠，直到不再有膠從內部襯磚處溢出。

h：4次注膠完畢，對注膠孔用電焊進行密封。

i：對整個施工再次檢查，確認全部按工序質量達到要求后，進行現場清理。

j：施工完畢，保養24小時后，系統復產。

5、堵漏修復后的效果

自2010年12月修復投運至今，兩個吸收塔沒有再發生過泄漏現象。而在2010年一年時間內，由于兩個吸收塔泄漏引起系統停產時間達240多個小時。 通過該修復工程，解決了長期制約公司生產的一個難題，直接產生了較大的經濟效益，而且解決了由于兩個干吸塔濃酸泄漏致安全事故、環保事故發生的隱患，間接產生了巨大的安環效益。

6、結束語

罐體成膜高壓注膠堵漏技術是一種新型的硫酸防堵漏技術，施工時雖然需要時間較長，一次性投資較大，但在解決濃酸塔、濃酸槽瓷磚與塔壁間完全形成流道的嚴重泄漏上是一種可行的、較為理想的方案，在硫酸生產中可以推廣應用。

1、過衛東 干吸塔和循環槽泄漏的處理及預防硫酸工業2010年第5期

2、李益民 高壓注膠堵漏技術應用之淺析 化學工程與裝備2010年第5期