利用鍋爐連續排污水清洗結垢管道的實踐

王志剛，周建鋒

（武漢青江化工集團有限公司，湖北武漢 430035）

武漢青江化工集團有限公司（以下簡稱青江化工）最新1套浮選硫鐵礦制酸裝置生產能力為200 kt/a，采用稀酸洗凈化、“3+1”二轉二吸工藝流程，余熱鍋爐回收熱量，裝置已運行6年，總體運行良好。

1 裝置存在的主要問題分析

硫酸生產系統中管道結垢比較常見，中和水回用管道、再生處理水循環利用管道及礦制酸濕法排渣循環水沖渣管道等很容易結垢，一旦結垢，管內水流阻力逐漸加大，流量越來越小，最后不得不疏通處理。如濕法排渣循環沖渣水長時間循環，管內結垢加厚，流量隨之減小，沖渣水力不足，影響設備運行，導致堵塞和漫水，管道疏通困難，如果結垢的是小管、細管則疏通難度加大。

結垢物主要成分一般為二水硫酸鈣和碳酸鈣，上述管道結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期循環過程中會被氧化成硫酸根，與鈣離子結合成硫酸鈣，過飽和后通過管道時以二水硫酸鈣晶體的形式析出硬垢附著于管壁，相對于半水和無水硫酸鈣，二水硫酸鈣晶體熱力學性質最穩定，結垢物主要以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。

硫酸鈣則是化學清洗中較難清洗的結垢物。最早處理硫酸鈣結垢物的方法是把結垢管道拆卸或割斷下來，一節一段地人工疏通后再恢復，甚至更換新管，費時費力，需要探索更好的處理方法。

2 硫酸鈣結垢物的處理方法

硫酸鈣在水中屬于微溶物質，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，足夠長時間可以將硫酸鈣溶解去除。

根據現有條件，硫酸廠自帶的余熱鍋爐需連續排熱水，該部分熱水硬度小，鹽含量可忽略不計，可將其用于沖洗硫酸鈣結垢管道，達到低費用清洗管垢的目的。該方法可沖洗停用的結垢管道，將管道內壁的硫酸鈣硬垢逐漸溶解，尤其適用于難疏通的細管。由于是逐漸溶解洗滌，大管垢量太多，受到排水水量限制，需要洗溶時間太長，而管徑較小的管道附著的內垢少，相對洗得快而更實用。

該方法需要被清理的結垢管道是1備1用，清洗倒換過來的備用管，以免影響生產。由于是較細的管道，備用管不占用較多空間，有的管道為防結垢影響運行，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

鍋爐蒸汽蒸發量以25 t/h為例，經過連排擴容器后底部排出污水量按鍋爐蒸汽量的1%計，則連續外流排水量：25×1%=0.25 t/h，即6 t/d連續排水量。

0.25 t/h鍋爐外流連續排水通過結垢管道，硫酸鈣飽和濃度按2 g/L計，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。實際操作過程中，過流管道長短決定水中垢的溶解飽和度，根據技術人員對4 m長管，內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。連排水6 t/d，水量很小，一般的垢管較長，接觸時間長，可以視為洗過流出出口的水趨于飽和，除垢約12 kg/d。

實施時，連續排污水可以收集到淺桶里，根據結垢管道的遠近、高度、連續排水量，選配合適的耐空轉性能的熱水泵，進口與桶連接，出口連接到需要清理的備用結垢管處連通溶洗，也可把結垢管道或設備移到連續排污口處溶洗。

為了使管子內垢能夠充分接觸到水，水應低進高出，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，因為碳酸鈣屬于難溶鹽，溶解度小于硫酸鈣。如果用連排水洗溶水冷卻器產生的碳酸鈣管道設備結垢物，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備慢慢清洗，但是類似的設備管道雖然需要時間較長，還是可以洗溶的。

4 結語

采用鍋爐連續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，為現場管道尤其是較小管道的結垢物清除提供了一種較為便捷有效的辦法。