一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法.pdf

一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法，属于热法海水淡化技术领域。步骤先为：用水冲洗，温度为20～30℃，冲洗时间为30～60分钟；用预清洗液进行预清洗，预清洗时间为30～120分钟；用含有缓蚀剂的酸洗液进行酸洗，酸洗时间为2～12小时；用碱液调节pH值至6.5～7.5；用水冲洗；用钝化液进行钝化，钝化时间为2～12小时。优点在于，清洗后能使低温多效海水淡化蒸发器的性能得到很好的恢复，经济实用、简便有效。尤其适用于对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗，也适用于对海水介质的热交换器和蒸发器进行清洗。

1.  本发明的一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法，其特征在于，当出现下列条件之一时，对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗：
在85％~100％负荷运行时，最末效的温度保持不变而第1效的浓盐水温度上升1～10℃，或者第1效的温度保持不变而最末效的浓盐水温度上升；当第1效或最末效的浓盐水温度达到最大耐受温度的极限值时；
当低温多效海水淡化蒸发器在1m3/h～10000m3/h之间任意恒定的进水量，以及0.03～10MPa压力和60～400℃温度的蒸汽条件下运行时，其产水量下降10％～15％；
当低温多效海水淡化蒸发器在1m3/h～10000m3/h之间任意恒定的进水量和产水量，以及0.03～10MPa压力和60～400℃温度的蒸汽条件下运行时，其进水压力增加10％～15％；
已经发现或证实有污垢产生；
对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗包括以下步骤：
A.用水冲洗，温度为20～30℃，冲洗时间为30～60分钟；
B.用预清洗液进行预清洗，预清洗时间为30～120分钟；
C.用含有缓蚀剂的酸洗液进行酸洗，酸洗时间为2～12小时；
D.用碱液调节pH值至6.5～7.5；
E.用水冲洗，冲洗时间为30～60分钟；
F.用钝化液进行钝化，钝化时间为2～12小时。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A或E中所述的水为蒸馏水或悬浮物SS＝0.01～10mg/L的清水。

3.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中所述的预清洗液为10％～15％的磷酸溶液或0.2％～2％的氨基磺酸溶液，含有0.4～0.6％的阴离子表面活性剂磺化琥珀酸二-2-乙基己酯钠盐。

4.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中所述的酸洗液为20％～25％的硝酸和5％的氢氟酸溶液，或5％～10％的盐酸和0.4％～1.5％的氟化钠溶液，控制pH值在1.5～3，均为质量百分数。

5.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中所述的缓蚀剂由占酸洗液质量0.4～0.6％的乌洛托品和0.2％～0.3％的二邻甲苯硫脲组成；均为质量百分数。

6.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D中所述的碱液为0.2％～1％的NaOH和0.1～0.2％的磷酸钠溶液，均为质量百分数。

7.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤F中所述的钝化液为20％～30％的硝酸和0.2～0.3％的苯骈三氮唑溶液；均为质量百分数。

一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法
技术领域
本发明属于热法海水淡化技术领域，特别涉及一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法，适用于低温多效海水淡化蒸发器的清洗。
背景技术
我国是水资源严重缺乏的地区之一，尤其在其沿海地区，随着重工业向海边转移的必然趋势，缺水问题将变得更加突出。海水淡化，正是向大海要淡水以解决水资源缺乏问题的最佳途径。
常用的海水淡化方法分为热法和膜法两种，包括热法的多级闪急蒸馏、低温多效蒸馏以及压汽蒸馏。低温多效蒸馏(英文缩写为LT-MED)是将蒸汽通入淡化装置(称为蒸发器)，海水喷淋在蒸发器内换热管束表面，将管内蒸汽冷凝，部分海水蒸发，产生的二次蒸汽进入下一级管内进行同样的换热过程(每一级称为一效)，最后将蒸汽冷凝所得蒸馏水收集得到高纯度的产品淡水，通过多次的蒸发与冷凝过程，系统可以得到数倍于加热蒸汽量的产品水。
虽然海水含有丰富的化学资源，但其巨量的钙镁离子所形成的碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、氯化物等又导致海水具有很高的硬度。在海水蒸发淡化过程中，这些盐因受热分解，抑或转化成不同的形态而沉淀在传热面上就会形成水垢。而水垢又分为碱性垢(软垢)与硫酸钙垢(硬垢)两类。在低温多效海水淡化蒸发器中，碱性垢主要由海水中的Ca(HCO₃)₂、Ca(HCO₃)₂分解得到的CaCO₃、Mg(OH)₂组成；硫酸钙垢主要以半水硫酸钙CaSO₄(常称熟石膏)形式存在，也有少量以双水硫酸钙CaSO₄·2H₂O(常称石膏)和无水硫酸钙CaSO₄(无水石膏)形式存在。
虽然通过在原料海水中控制pH值，加入阻垢剂，以及控制海水淡化蒸发器的操作温度、海水浓缩比等操作条件能大大减少水垢的产生，但在实际生产中海水水质及温度有波动，操作条件不易严格控制好，尽管采取了各种预防措施，仍不能够完全地防止结垢产生，而结垢会使得淡化装置的性能逐渐降低。结垢增加的标志是在额定负荷运行时，最末效的温度保持不变而第1效的浓盐水温度上升，或者第1效的温度保持不变而最末效的浓盐水温度上升。当第1效或最末效的浓盐水温度达到最大耐受温度的极限值时，必须进行酸洗。
目前的一些除垢方法，往往要用机械或昂贵的化学处理才能清除水垢。机械除垢法太费时，不好控制，而且由于低温多效海水淡化蒸发器中的传热管又细又薄，用力过小除垢效果不好，用力过大又会损坏传热管。而常见的化学处理往往药剂消耗很大，而且程序比较繁琐，往往需要浸泡很长时间，对生产影响较大，成本也较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温多效海水淡化蒸发器的清洗方法，提高运行周期和效率，保障低温多效海水淡化蒸发器的经济稳定运行，实现了经济实用、简便；向大海要淡水的目标。
本发明对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗包括以下步骤：
A.用水冲洗，温度为20～30℃，冲洗时间为30～60分钟；
B.用预清洗液进行预清洗，预清洗时间为30～120分钟；
C.用含有缓蚀剂的酸洗液进行酸洗，酸洗时间为2～12小时；
D.用碱液调节pH值至6.5～7.5；
E.用水冲洗；
F.用钝化液进行钝化，钝化时间为2～12小时。
当出现下列条件之一时，对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗：
在85％～100％负荷运行时，最末效的温度保持不变而第1效的浓盐水温度上升1～10℃，或者第1效的温度保持不变而最末效的浓盐水温度上升1～10℃。当第1效或最末效的浓盐水温度达到最大耐受温度的极限值时；
当低温多效海水淡化蒸发器在1m3/h～10000m3/h之间任意恒定的进水量，以及0.03～10MPa压力和60～400℃温度的蒸汽条件下运行时，其产水量下降10％～15％；
当低温多效海水淡化蒸发器在1m3/h～10000m3/h之间任意恒定的进水量和产水量，以及0.03～10MPa压力和60～400℃温度的蒸汽条件下运行时，其进水压力增加10％～15％；
已经发现或证实有污垢产生。
所述的步骤A或E中，水为蒸馏水或悬浮物SS＝0.01～10mg/L的清水，温度为20～30℃，冲洗时间为30～60分钟。
所述的步骤B中，预清洗液为10％～15％的磷酸溶液或0.2％～2％的氨基磺酸溶液，含有0.4～0.6％的阴离子表面活性剂磺化琥珀酸二-2-乙基己酯钠盐，预清洗时间为30～120分钟。
所述的步骤C中，酸洗液为20％～25％的硝酸和5％的氢氟酸溶液，或5％～10％的盐酸和0.4％～1.5％的氟化钠溶液，控制pH值在1.5～3，酸洗时间为2～12小时。
所述的步骤C中，缓蚀剂由占酸洗液质量0.4～0.6％的乌洛托品和0.2％～0.3％的二邻甲苯硫脲组成。
所述的步骤D中，碱液为0.2％～1％的NaOH和0.1～0.2％的磷酸钠溶液。
所述的步骤F中，钝化液为20％～30％的硝酸和0.2～0.3％的苯骈三氮唑(英文缩写为BTA)溶液，钝化时间为2～12小时。
以上所有百分数均为质量百分数。
本发明的优点在于，通过先冲洗后酸洗再钝化的方法对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗，并选择较佳的清洗时机和清洗剂及钝化剂的配制。经济实用、简便有效；由于酸洗很彻底，每次酸洗后还进行钝化处理，能使低温多效海水淡化蒸发器得到很好的恢复，药耗少，简便有效。尤其适用于对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗，也适用于对海水介质的热交换器和蒸发器进行清洗。
具体实施方式
根据现场生产实践，并通过反复试验得出对低温多效海水淡化蒸发器清洗的方法、清洗剂及钝化剂的配制及清洗时机的选择等。
对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗的时机最好是，当出现下列条件之一时，对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗：
(1)在额定负荷运行时，最末效的温度保持不变而第1效的浓盐水温度上升，或者第1效的温度保持不变而最末效的浓盐水温度上升。当第1效或最末效的浓盐水温度达到最大耐受温度的极限值时；
(2)当低温多效海水淡化蒸发器在恒定的进水量和进水压力以及额定压力和温度的蒸汽条件下运行时，其产水量下降10～15％；
(3)当低温多效海水淡化蒸发器在恒定的进水量和产水量以及额定压力和温度的蒸汽条件下运行时，其进水压力增加10～15％。
当出现上述条件之一时，应当对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗；另外，当已经发现或证实有污垢产生时，也应当对低温多效海水淡化蒸发器进行清洗。有时为了预防低温多效海水淡化蒸发器产生污垢，即使尚未达到上述数据，通常每隔6个月也需清洗一次。如果长期停运时，在停运前需进行清洗和钝化。
实施例
某大型低温多效海水淡化厂，单套产水量为12500m³/d，蒸发器传热管的材质为铜合金管，其它部件为不锈钢。在100％负荷运行时，最末效的温度保持不变而第1效的浓盐水温度上升2℃，第1效的浓盐水的最大耐受温度的极限值为66℃。
该公司采用在第1效的浓盐水温度达到其最大耐受温度的极限值66℃时进行清洗。其清洗步骤如下：
A.用水冲洗：将蒸发器的防爆膜拆掉，以便在酸洗过程中排出所产生的气体。准备酸液罐，并将其置于浓盐水泵吸入侧的加酸连接附近。对于海水预热器，在手动模式下，打开浓盐水旁路阀，再关闭浓盐水进水阀。按照冲洗程序，用浓盐水泵建立蒸馏水的循环。用蒸馏水循环冲洗40分钟。
B.用预清洗液进行预清洗：用15％的磷酸和0.5％的阴离子表面活性剂磺化琥珀酸二-2-乙基己酯钠盐的混合溶液进行预清洗，时间为60分钟。
C.用含有缓蚀剂的酸洗液进行酸洗：酸洗液选25％的硝酸和5％的氢氟酸溶液，缓蚀剂由占酸洗液质量0.5％的乌洛托品和0.3％的二邻甲苯硫脲组成，控制pH值在2左右。酸洗时，先用酸液泵加入盐酸和相应的缓蚀剂，同时连续不断地从浓盐水泵的排放侧对循环水进行取样并测量其pH值，当pH值降低到2左右时停止加酸。然后在不加酸的情况下使酸液循环，当pH值升高至3时，再次加入添加缓蚀剂的酸液，将pH值降低到2左右，然后在不加酸的情况下使酸液循环。连续监测pH值的变化，如果pH值再次升高至3，就再次加入添加缓蚀剂的酸液以将其降低到2；如果pH值不再升高而稳定在2左右，可以认为酸洗已经完成。酸洗时间一般控制在4小时左右。
D.用碱液调节pH值至7.0：从浓盐水泵吸入侧加入0.2％的NaOH溶液，将pH值调节至大约7；再打开海水排放阀，将水放空。
E.用水冲洗：再次建立蒸馏水的循环以对低温多效海水淡化蒸发器进行冲洗。
F.用钝化液进行钝化：钝化液选30％的硝酸和0.2％的苯骈三氮唑(英文缩写为BTA)溶液，钝化时间4小时。
以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限。