MVR蒸发器用着用着,换热管就堵了。蒸发量往下掉,压缩机电流往上涨,拆开一看,管壁上糊了一层东西。
但同样是“垢”,成分不一样,洗法完全不一样。用错药剂,轻则洗不掉,重则把管子洗漏了。
今天把MVR换热管最常见的三种垢——硅垢、钙垢、有机垢——的区分方法和清洗方案说清楚。
一、先搞清楚:你遇到的是什么垢?
真正在现场实战的时候,也不用等化验报告,现场有几个很快的判断办法。
看颜色: 碳酸钙垢是白色或灰白色的,质地相对松一些。硅酸盐垢往往发灰发暗,质地坚硬,像玻璃一样。有机物垢是黑褐色或者深色的,有的带焦味,摸上去黏糊糊的。
试溶解: 刮一点垢样,丢进稀盐酸里。
冒泡剧烈、很快溶掉的——碳酸盐垢为主。
几乎不冒泡、泡几个小时也没啥变化的——可能是硫酸钙垢或者硅酸盐垢。放进碱液里能泡软、泡散的——有机物垢。
看结垢位置: 有工程案例分析了MVR蒸发器的垢体分布:预热器的垢主要是碳酸盐,一效体的垢一半是碳酸盐、大多数是有机物,二效体的垢只有5%到10%是碳酸盐,几乎全部是粘性有机物。
这个规律值得参考——越往后走,有机垢的比例越高。
二、钙垢(碳酸钙为主):最好处理
碳酸钙垢是最常见的,也是最好洗的。
清洗药剂:稀盐酸或者柠檬酸。盐酸浓度控制在3%到5%,柠檬酸浓度3%到5%。这个浓度的盐酸足以溶解碳酸钙,又不会对设备造成太大伤害。
操作要点:温度控制在40到60℃,循环清洗2到4小时。必须加缓蚀剂,浓度0.2%到0.5%。缓蚀剂不加,盐酸就会开始腐蚀金属管子。
清洗过程中监测酸浓度和铁离子浓度,酸浓度降了就补加,铁离子浓度上来了说明酸已经渗透到基体了,得停。
清洗完用清水冲洗干净,再用0.5%到1%的磷酸钠溶液钝化1到2小时,给金属表面重新形成保护膜。
三、硅垢:最难缠,清洗成本可能比换管还高
硅酸盐垢是MVR蒸发器里最让人头疼的。
质地坚硬,附着力强,普通酸洗基本无效。盐酸、柠檬酸都拿它没办法。硅垢通常出现在进料含高浓度硅的系统中,比如煤化工、光伏行业的废水。
清洗药剂:含氟清洗剂。常用的是氢氟酸,浓度0.5%到2%;或者氟化氢铵,浓度1%到3%,配合硝酸或者盐酸使用。
操作要点:含氟清洗剂腐蚀性极强,操作时必须穿戴全身防护装备,防酸手套、护目镜、防护服一样不能少,在通风良好的条件下操作。
钛材对含氟清洗剂耐受性好一些,316L不锈钢就要严格控制浓度和接触时间,搞不好就把管子洗穿了。
清洗后必须彻底冲洗,确保氟化物残留全部清除。废液处理也要特别小心,氟离子排放有严格标准,不能直接排。
现实提醒:硅垢严重的时候,清洗成本可能大于换管成本。有工程经验的说法是,硅酸垢严重的情况,要考虑更换换热管而不是硬洗。

四、有机垢:碱洗加氧化剂
有机垢主要出现在处理含糖类、蛋白质、油脂类物料的MVR系统里,食品行业和制药行业比较多见。
有机垢的特点是黏,糊在管壁上,有时还带着焦化层。酸洗对它基本没用。
清洗药剂:氢氧化钠溶液,浓度2%到4%,搭配0.1%到0.3%的非离子表面活性剂。如果有机物已经焦化碳化,需要加氧化剂,比如次氯酸钠。
操作要点:温度控制在50到80℃,循环清洗3到5小时。碱性清洗液能把有机物乳化、分散,表面活性剂帮着渗透。清洗过程中要注意监测pH,碱被消耗了要补加。
如果是有机垢和无机垢混在一起,先用碱洗把有机物去掉,再用酸洗处理无机盐。顺序反过来效果差很多。
五、混合垢:分步走,别想一步到位
实际运行中,单一类型的垢很少见,大部分是混合垢——钙、硅、有机物混在一起。
对于混合垢,可以采用“碱洗加酸洗”的组合流程。先碱洗去除有机物,再酸洗处理无机盐。有工程实践采用四步清洗法:酸洗、碱洗、再酸洗、再碱洗,每一步配合浸泡和淋洗,能有效去除MVR蒸发器内部的混合污垢。
还有一种情况值得注意:硫酸钙垢。这东西比碳酸钙难搞得多,溶解度随温度变化不大,普通酸洗效果有限。有中性硫酸钙专用清洗剂,通过高分子聚合物和螯合剂的分散作用,把硫酸钙垢膨化疏松,然后用水流冲出。
中性清洗剂的好处是不腐蚀设备,不用加缓蚀剂,比碱性硫酸钙清洗剂更方便。

六、清洗完必须做的事
七、预防比清洗更重要
洗得再好,也不如少结垢。
预处理要到位。 来水硬度高的,先做软化,把钙镁离子降下来。含硅高的,前面想办法除硅。有悬浮物和胶体的,先过滤。垢的“原料”少了,结垢速度自然慢。
运行参数要控好。 换热温差不能太大,浓缩倍数不能太高,流速不能太低。流速低了边界层厚,盐分更容易在管壁上析出。
阻垢剂该加就加。 有机膦类阻垢剂对钙镁盐垢有效,聚羧酸类分散剂能干扰晶核生长。投加量一般2到10毫克每升,但要先做配伍性试验,别加了阻垢剂反而污染了物料。
MVR蒸发器结垢这件事,没有一劳永逸的解法。但把垢型判断清楚、把药剂选对、把操作做规范,管子的寿命就能长不少。
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