專利名稱：在清洗或酸洗管道系統(tǒng)后對(duì)酸洗/清洗劑進(jìn)行處理的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在清洗或酸洗管道系統(tǒng)后對(duì)酸洗/清洗劑進(jìn)行處理的方法和裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)知道，例如蒸汽發(fā)生設(shè)備的管道系統(tǒng)，在以工作介質(zhì)加載之前或在工作介質(zhì)通流管道系統(tǒng)之前，在其使用或其運(yùn)行之前在管道內(nèi)部通過(guò)酸洗/清洗劑進(jìn)行清洗或酸洗。
在參考文獻(xiàn)中探討了許多種無(wú)機(jī)和有機(jī)酸以及不同酸的復(fù)合混合物，并提出用于管道系統(tǒng)或熱交換管道的酸洗。盡管如此，隨著時(shí)間的推移在絕大部分情況下基本上還是只使用三種酸-鹽酸，-檸檬酸，-氫氟酸。
在現(xiàn)代大型設(shè)備的酸洗工藝中，鹽酸不再象以往幾十年以來(lái)那樣充當(dāng)重要的角色。由于使用新的管道材料，也使用其它酸洗，如檸檬酸和氫氟酸。例如由1978年12月“VGB發(fā)電技術(shù)58(VGBKRAFTWERKSTECHNIK 58)第12分冊(cè)”第927至930頁(yè)中的文獻(xiàn)“氫氟酸在設(shè)備的化學(xué)技術(shù)清洗中的應(yīng)用”，得知?dú)浞岜葯幟仕峋哂幸幌盗械膬?yōu)點(diǎn)-對(duì)于氧化鐵具有更高的溶解能力以及具有溶解硅酸鹽的可能性，-酸洗液體與材料的接觸時(shí)間更短并最終使基底金屬的去除量更少，
-更低的濃度和更低的溫度能夠?qū)崿F(xiàn)更經(jīng)濟(jì)的方法。
按照VGB準(zhǔn)則-R 513 H的文件“蒸汽發(fā)生設(shè)備水管和管道的內(nèi)部清洗”的第五章“蒸汽鍋爐設(shè)備的酸洗/化學(xué)清洗”第18至33頁(yè)尤其是第20頁(yè)，在歐洲使用氫氟酸，而用有機(jī)酸(檸檬酸)和復(fù)合物(EDTA/NTA)進(jìn)行酸洗在亞洲和拉美一直以來(lái)仍然具有重要作用。在使用有機(jī)酸時(shí)要求約90℃的工作溫度，而在使用復(fù)合物時(shí)為120-180℃。
在第三世界或發(fā)展中工業(yè)國(guó)家，生態(tài)意識(shí)也日益加強(qiáng)，在選用酸或酸洗/清洗劑時(shí)廢水處理問(wèn)題變得越來(lái)越重要。
檸檬酸以及氫氟酸都形成難以溶解的鈣鹽，但是只有氫氟酸能夠借助于石灰乳液在實(shí)際中定量地作為氟化鈣沉淀出來(lái)，直到法定的濃度以下。
在處理有機(jī)酸(檸檬酸)時(shí)，由于廢水中高的CSB值(CSB＝化學(xué)的氧需求)，帶來(lái)了附加的問(wèn)題，這些問(wèn)題通常只能通過(guò)財(cái)政上的高額投入才能夠解決。
目前所使用的公知的且在下面列舉的、用于清潔含檸檬酸的酸洗/清洗劑的方法不能夠或只能以很高的財(cái)政投入才能夠使CSB值＜100mg/l或者在那些地域是不允許的-在通過(guò)生物澄清裝置去除時(shí)具有缺陷，即，澄清裝置是非常昂貴的。因?yàn)檫@種裝置大多在負(fù)荷上限工作時(shí)也只能去除微少的量。因此清潔工藝持續(xù)時(shí)間非常長(zhǎng)。再者，不是總能有這種設(shè)備。
-不是總允許廢水進(jìn)入蒸汽發(fā)生設(shè)備的燃燒室。
-只在特殊情況下才允許將廢水泵送到煤堆并接著與煤一起燃燒。
-同樣只在特殊情況下才允許將廢水泵送到煙灰存放點(diǎn)。
-通過(guò)多級(jí)氧化和酸洗/清洗劑沉淀，大多不能達(dá)到所要求的臨界值，此外處理方法是特別昂貴的。
-通過(guò)臭氧氧化和堿性沉淀是非常昂貴的。
-借助專門的輔助蒸發(fā)設(shè)備通過(guò)蒸發(fā)來(lái)濃縮酸洗/清洗劑同樣需要很大的投資費(fèi)用。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提出一種用于處理酸洗/清洗劑的方法，其中避免上述缺陷，并在生態(tài)觀點(diǎn)上毫無(wú)問(wèn)題地將廢水排到環(huán)境中去，本發(fā)明還提出一種實(shí)施這種方法的裝置。本發(fā)明的另一目的是，實(shí)現(xiàn)一種用于處理酸洗/清洗劑的方法和裝置，通過(guò)該方法或該裝置達(dá)到酸洗/清洗劑的廢水質(zhì)量要求，其CSB值(化學(xué)的氧需求)小于100mg/l，如同例如由中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)“廢棄溶液的處理”所要求的那樣。
上述目的就方法來(lái)說(shuō)通過(guò)權(quán)利要求1的特征組合得以實(shí)現(xiàn)，而就裝置來(lái)說(shuō)則通過(guò)權(quán)利要求8的特征組合得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中給出。
通過(guò)按照本發(fā)明的解決方案，提供了用于處理酸洗/清洗劑的方法和裝置，具有下列優(yōu)點(diǎn)-與已知的方法相比，只需少得多的化學(xué)藥品劑量(與已知方法相比可以節(jié)省至少90％的化學(xué)藥品)。由此可以更加經(jīng)濟(jì)地實(shí)施處理方法(否則大量的化學(xué)藥品費(fèi)用將導(dǎo)致高運(yùn)行成本)，此外可以將生態(tài)上毫無(wú)問(wèn)題的廢水產(chǎn)物排到環(huán)境中去。
-通過(guò)對(duì)于必需的酸洗/清洗劑處理時(shí)間使用可攜帶的反滲透設(shè)備可以進(jìn)一步節(jié)省投資費(fèi)用。
-通過(guò)按照本發(fā)明的方法能夠使酸洗/清洗劑溶液并由此使生態(tài)上毫無(wú)問(wèn)題的物質(zhì)通過(guò)濃縮減少到少于原始量的10％。剩余量可以接著在生物澄清裝置中生態(tài)地分解或在一個(gè)燃燒設(shè)備中燃燒并因此無(wú)污染地排放。
有利的是，使用檸檬酸作為高CSB值的酸洗/清洗劑溶液，因?yàn)檫@種溶液在使用和搬運(yùn)中是不復(fù)雜且對(duì)人沒(méi)有危險(xiǎn)的。
通過(guò)對(duì)收集在一個(gè)容器中的酸洗/清洗劑溶液添加石灰乳液、調(diào)整到pH值大于10則可以達(dá)到CSB值的初步減小(預(yù)還原)，同時(shí)部分地沉淀溶解在酸洗/清洗劑溶液中的鐵。
本發(fā)明的一個(gè)有利設(shè)計(jì)規(guī)定，除了減少收集在一個(gè)容器中的酸洗/清洗劑溶液的CSB值之外，還通過(guò)將通常為空氣的氧化劑輸送到酸洗/清洗劑溶液中使溶解的鐵氧化。
有利的是，配有一個(gè)活性炭過(guò)濾器，用于在送入反滲透設(shè)備之前從酸洗/清洗劑溶液中濾掉抑制劑。通過(guò)這一措施，能夠?qū)崿F(xiàn)使用含有抑制劑的酸洗/清洗劑溶液，抑制劑對(duì)于酸洗/清洗劑溶液是一個(gè)重要組成部分，因?yàn)樗軌虮苊馊コ逑吹墓艿老到y(tǒng)的基底材料。
在本發(fā)明的一個(gè)設(shè)計(jì)中，反滲透設(shè)備多級(jí)地構(gòu)成，因?yàn)橛纱吮葐渭?jí)反滲透設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)更大的通過(guò)量并實(shí)現(xiàn)更有效地過(guò)濾。
按照本發(fā)明的方法和裝置以特別有利的方式應(yīng)用于其管道作為熱交換器管道的管道系統(tǒng)，即，在其管道中通流由熱源加熱的工作介質(zhì)。
在本方法和本裝置的一個(gè)適宜設(shè)計(jì)中，反滲透設(shè)備具有至少一個(gè)壓力管，它配有以盤技術(shù)(Scheibentechnik)設(shè)置的扁平模塊(Flach-Module)，用于過(guò)濾溶液。扁平模塊可以非常好地清洗并且在很長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后也不會(huì)明顯地失去其過(guò)濾效果。


下面通過(guò)附圖和說(shuō)明詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中圖1為一個(gè)按照本發(fā)明方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1簡(jiǎn)示出按照本發(fā)明的方法，從中也可以引申出用于實(shí)施按照本發(fā)明方法的裝置。一個(gè)未示出的蒸汽發(fā)生器或一個(gè)蒸汽發(fā)生設(shè)備的管道系統(tǒng)1在其建立后、但還未投入運(yùn)行之前在內(nèi)部通過(guò)酸洗/清洗劑2進(jìn)行清洗或酸洗。管道系統(tǒng)1的清洗或酸洗可以在并聯(lián)或串聯(lián)或兩者組合的管道1上實(shí)現(xiàn)。在蒸汽發(fā)生器的管道系統(tǒng)1中，涉及的是熱交換器的管道，它們?cè)谡羝l(fā)生器運(yùn)行期間通流水/蒸汽-工作介質(zhì)。
按照本發(fā)明的方法規(guī)定，為了酸洗或清洗管道系統(tǒng)1，采用含水的3至5％的高CSB值(CSB＝化學(xué)氧需求)的酸洗/清洗劑溶液，最好是在使用和搬運(yùn)中不復(fù)雜且對(duì)人無(wú)危險(xiǎn)的檸檬酸溶液，將它投入下面的處理步驟。
在使酸洗/清洗劑溶液2流過(guò)管道系統(tǒng)1進(jìn)行清洗過(guò)程或?qū)氩⒃谝淮位蚨啻瓮▽?dǎo)(依已知方式的在清洗期間測(cè)得的酸濃度值和含鐵值而定)之后，將酸洗/清洗劑溶液2收集在一個(gè)適當(dāng)?shù)娜萜骰蚬?里面，并在本發(fā)明的一個(gè)有利設(shè)計(jì)中通過(guò)添加石灰乳液預(yù)中和及調(diào)節(jié)到pH值＞10。此外為了再氧化可以將空氣5輸入或噴入到容器或罐3里面的酸洗/清洗劑溶液2。由此可以附加地使收集到容器或罐3中的酸洗/清洗劑溶液2的CSB值降低并且還氧化溶解的鐵。
接著將在酸洗/清洗劑溶液2中可能含有的抑制劑通過(guò)活性炭過(guò)濾器6從酸洗/清洗劑溶液2中濾掉，并接著將酸洗/清洗劑溶液2在至少單級(jí)、最好多級(jí)的反滲透設(shè)備7中過(guò)濾并且在此使CSB值下降到＜100mg/l。在酸洗/清洗劑溶液2通流反滲透設(shè)備7之后產(chǎn)生一種清洗過(guò)的滲透物8和一種在體積上少量的濃縮物9。滲透物8排到環(huán)境中去而將濃縮物9如圖1所示返回到容器3，但是也可以特殊地排放。反滲透設(shè)備7的各個(gè)級(jí)分別由膜模塊構(gòu)成。
為了使反滲透設(shè)備7在使用壽命期間達(dá)到高的過(guò)濾效果，已經(jīng)證實(shí)，酸洗/清洗劑溶液2在一個(gè)或多個(gè)反滲透設(shè)備-級(jí)(各級(jí)分別具有至少一個(gè)壓力管，它配有以盤技術(shù)或墊工藝設(shè)置的扁平膜模塊)中過(guò)濾是有利的，扁平膜模塊的配置保證其本身具有很好的可清潔性并由此保證具有高的過(guò)濾率。代替扁平膜模塊，也可以使用盤模塊(Scheibenmodule)或卷繞模塊(Wickelmodule)。扁平膜模塊的特征結(jié)構(gòu)是分別將一層膜設(shè)置在一個(gè)盤的兩面(前面和背面)，而對(duì)于盤模塊，典型的是將膜設(shè)置在兩個(gè)盤之間。
通過(guò)上述的將石灰乳液有利地添加4(在將pH值調(diào)整到大于10的條件下)到收集在一個(gè)容器3里面的高CSB值的酸洗/清洗劑溶液2中，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)降低CSB值，同時(shí)使溶解在酸洗/清洗劑溶液2中的鐵部分地沉淀。
為了濾掉可能存在于酸洗/清洗劑溶液2里面的抑制劑，在本發(fā)明的一個(gè)有利設(shè)計(jì)中，將酸洗/清洗劑溶液2輸送到反滲透設(shè)備7之前先穿過(guò)一個(gè)活性炭過(guò)濾器6。通過(guò)這個(gè)措施能夠使用含有抑制劑的酸洗/清洗劑溶液2，抑制劑對(duì)于酸洗/清洗過(guò)程是重要的組成部分，因?yàn)樗梢员苊馊コ艿老到y(tǒng)1的基底材料。
多級(jí)的反滲透設(shè)備7具有優(yōu)點(diǎn)，即，由此能夠?qū)崿F(xiàn)更大的酸洗/清洗劑溶液2通過(guò)量并實(shí)現(xiàn)有效的過(guò)濾。按照本發(fā)明，酸洗/清洗劑溶液2的過(guò)濾在一個(gè)多級(jí)反滲透設(shè)備7中串聯(lián)地即前后連接地實(shí)現(xiàn)，以提高清洗效果。
按照本發(fā)明的方法和裝置可以有利地用在下述管道系統(tǒng)1中，即，其管道作為蒸汽發(fā)生器-加熱面、管束加熱面等等的熱交換器管道，也就是說(shuō)，在其管道中通流工作介質(zhì)，介質(zhì)通過(guò)一個(gè)熱源例如通過(guò)煤石燃料加熱的火焰加熱。
按照本發(fā)明的方法也可以更廣泛地用于化工設(shè)備、反應(yīng)設(shè)備等等各種管道系統(tǒng)1。
附圖標(biāo)記清單1 管道系統(tǒng)或熱交換管道2 酸洗/清洗劑(3-5％的檸檬酸溶液)3 容器4 石灰乳液輸入5 氧化劑輸入6 活性炭過(guò)濾器7 反滲透設(shè)備8 滲透物9 濃縮物
權(quán)利要求
1.在清洗或酸洗管道系統(tǒng)后對(duì)酸洗/清洗劑進(jìn)行處理的方法，-其中，使用含水的3至5％的高CSB值的酸洗/清洗劑溶液作為酸洗/清洗劑，并且所述方法包括下列步驟-在酸洗或清洗過(guò)程后將酸洗/清洗劑溶液收集到一個(gè)容器或罐中，-接著通過(guò)在一個(gè)反滲透設(shè)備中的過(guò)濾使酸洗/清洗劑溶液的CSB值降到小于100mg/l，其中，所述反滲透設(shè)備至少為單級(jí)的，并且在采用多級(jí)反滲透設(shè)備時(shí)將各級(jí)串聯(lián)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使用含水的3至5％的檸檬酸溶液作為高CSB值的酸洗/清洗劑溶液。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在添加石灰乳液的條件下將收集在容器或罐中的酸洗/清洗劑溶液調(diào)節(jié)到pH值大于10。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)噴入空氣對(duì)收集在容器或罐中的酸洗/清洗劑溶液進(jìn)行再氧化。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在將酸洗/清洗劑溶液導(dǎo)入到反滲透設(shè)備之前，通過(guò)活性炭過(guò)濾器濾掉含在酸洗/清洗劑溶液中的抑制劑。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在一個(gè)多級(jí)反滲透設(shè)備中對(duì)所述酸洗/清洗劑溶液進(jìn)行過(guò)濾。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在反滲透設(shè)備級(jí)內(nèi)部通過(guò)扁平膜模塊對(duì)所述酸洗/清洗劑溶液進(jìn)行過(guò)濾。
8.用于實(shí)施如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法的裝置，其中一種酸洗/清洗劑溶液(2)先后流過(guò)下面的裝置組成部分-待清洗的管道系統(tǒng)(1)，-一個(gè)用于收集酸洗/清洗劑溶液(2)的容器(3)，-和一個(gè)至少單級(jí)的反滲透設(shè)備(7)，用于使酸洗/清洗劑溶液(2)的CSB值通過(guò)過(guò)濾降低到小于100mg/l，并且在采用多級(jí)反滲透設(shè)備(7)時(shí)將各級(jí)串聯(lián)連接。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述容器(3)有一個(gè)石灰乳液輸入管道(4)，用于將酸洗/清洗劑溶液(2)調(diào)節(jié)到pH值大于10。
10.如權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述容器(3)配有用于噴入氧化劑的機(jī)構(gòu)，用于使酸洗/清洗劑溶液(2)再氧化。
11.如權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在反滲透設(shè)備(7)上游設(shè)置一個(gè)活性炭過(guò)濾器(6)，用于濾掉含在酸洗/清洗劑溶液(2)中的抑制劑。
12.如權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述管道系統(tǒng)(1)由熱交換器管道構(gòu)成。
13.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述反滲透設(shè)備級(jí)具有至少一個(gè)壓力管，它配有以盤技術(shù)設(shè)置的扁平模塊。
14.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述反滲透設(shè)備級(jí)具有至少一個(gè)壓力管，它配有以盤技術(shù)設(shè)置的盤模塊(DT模塊)。
15.如權(quán)利要求8至12中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述反滲透設(shè)備級(jí)具有至少一個(gè)壓力管，它配有卷繞模塊。
全文摘要
在清洗或酸洗管道系統(tǒng)后對(duì)酸洗/清洗劑進(jìn)行處理的方法，其中，作為酸洗/清洗劑使用含水的3至5％的高CSB值的酸洗/清洗劑溶液，并且所述方法包括下列步驟在酸洗或清洗過(guò)程后將酸洗/清洗劑溶液收集到一個(gè)容器或罐中；接著通過(guò)在一個(gè)反滲透設(shè)備中的過(guò)濾使酸洗/清洗劑溶液的CSB值降到小于100mg/l，其中反滲透設(shè)備至少單級(jí)地構(gòu)成，并且在采用多級(jí)反滲透設(shè)備時(shí)將各級(jí)串聯(lián)連接。
文檔編號(hào)C02F1/28GK1522967SQ200410005210
公開(kāi)日2004年8月25日 申請(qǐng)日期2004年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月17日
發(fā)明者馬丁·赫伯格, 海因茨·P·H·博爾夏特, P H 博爾夏特, 馬丁 赫伯格 申請(qǐng)人:阿爾斯托姆動(dòng)力鍋爐有限公司