空分设备的清洗

VoL 2 No 8 Aug 2004心《技术·技术交流》简介责任编辑:梁治齐通过对清洗技术的深入交流与探讨,进一步加强电话:010-64398822-8021科研与实践的密切合作,从而促进我国清洗行业健康传真:010-64399585快速的发展。E-mail:editor@ccetca.com来稿要求liangzq@ccetca.com文章内容以技术为核心,突出其实践性和可操作性,并具有严密的科学理论依据和较强的行业针对性。空分设备的清洗盘郁杭州杭氧科技股份有限公司浙江31000)摘要文章介绍了空分设备及其性能特点,空分设备的工艺流程,空分设备表面清洁度及其检查方法,指出通过清洗降低空分设备表面油脂的残留量对保障空分设备性能的正常发挥有着重要意义,过去通常采用四氯化碳作清洗剂,文章研究了在淘汰0DS新形势下可采用的清洗剂和清洗技术,介绍了在这方面取得的成果和经验。关键词空分设备污垢油脂四氟化碳替代清洗剂中图分类号TH48文献标识码A文章编号1672-2248(2004)08-0013-061、空分设备及其性能特点装置。但就基本流程而言,主要有四种,即高压1.1空分设备中压、高低压和全低压流程。我国空分设备的生产空分设备就是以空气为原料,通过压缩循环规模已经从早期只能生产20m/h(氧)的制氧机深度冷冻的方法把空气变成液态,再经过精馏而发展到现在具有生产20000n0h、3000n3h从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气和50000h(氧)的特大型空分设备的能力。等惰性气体的设备。1.2空分设备的基本系统:目前我国生产的空分设备的形式、种类繁多空分设备从工艺流程来说可以分为5个基本有生产气态氧、氮的装置,也有生产液态氧、氮的系统:1.2.1杂质的净化系统:主要是通过空气过滤器和分子筛吸收器等装置,净化空气中混有的收稿日期2004-7-9机械杂质、水分、二氧化碳、乙炔等许郁苍(1940-).男.浙江温州人,1962年毕业于复旦大学化1.2.2空气冷却和液化系统:主要由空气压学系1902-1902年在中科院上海冶金研究所工作192年后在杭州缩机、热交换器、膨胀机和空气节流阀等组成,起杭氧集团工作。高级工程师,主要从事防腐及表面工程处理工艺研到使空气深度冷冻的作用。第2卷第8期2004年8月VoL 2 No, 8 Aug 20041.2.3空气精馏系统:主要部件为精馏塔(上目视检査。在明亮灯光照射下眼睛观察被检设备塔、下塔)、冷凝蒸发器、过冷器、液空和液氮节表面,察看有否残留的固体物质。不允许有直径流阀。起到将空气中各种组分分离的作用(或对角线)超过0.5mm的固体颗粒存在,直径1.2.4加温吹除系统:用加温吹除的方法使(或对角线)在0.25~0.5mm之间的固体颗粒总净化系统再生。和应少于100粒/m2,并且不得有纤维、灰尘和织1.2.5仪表控制系统:通过各种仪表对整个物存在。个别残留的纤维其长度不得超过2mm;工艺进行控制不允许有残余的清洗液和水存在,表面应该完全干燥。2.空分设备表面清洁度矿物油及油脂的测定可分为直接检查法和定及其检查方法量测定法。直接检査法有滤纸擦拭法、紫外荧光2.1空分设备容易发生燃烧的原因法涂水试验法和滴水扩散法等,定量分析法可分发生燃烧甚至爆炸必须满足3个条性有一定为重量法和油分浓度测定法。数量的可燃物质、存在相应数量的氧化剂、最低限目前我国空分设备表面残油量的测定基本上度的能量保障。空分设备工作环境的最大特点是以油分浓度测定法为准,也以该法应用最广在低温或常温条件下流通着介质氧。纯氧是强氧化剂,即使在-183℃的液化低温状态下,只要易3.空分设备表面油脂燃易爆物的数量或浓度超过爆炸极限,介质氧由残留量标准的确定于高速流动摩擦所产生积累的能量达到一定值时,空分设备的脱脂清洗,就是为了去除部件表仍然会发生爆炸,造成人员伤亡和设备损坏。故此面的油脂,以达到符合标准规定的表面油脂残留空分设备中凡能与介质氧接触的部分,其表面清量的要求。标准所规定的残油量越低,对清洗设备洁度要求都很高,不允许有机械杂质及油脂等有的要求也将越高,清洗工艺也将更繁琐,劳动强机物存在,这些物质必须清除干净度、清洗成本均将大幅度提高。空分设备禁油的零空分设备禁油零部件的脱脂清洗就是通过物部件表面残测量的标准应该如何确定?本人以为理或化学的方法,选用适当的清洗剂通过特定的其原则应是既要贯彻IS0900,确保产品质量,能清洗工艺对其表面进行处理,保证其表面有机物保证系统运转的绝对安全,同时残油量的数量值的浓度控制在爆炸极限以下。这是空分设备安全又要定得合理、恰当。运行的必要措施,经表面处理后,还要经严格的检我认为这个合理数值的实质是油脂在氧介质查与检验,才能投入使用中的行为、富集和爆炸的极限浓度。一些文献综述2.2空分设备表面污垢的种类的文章及 Mckinley.cl等都指出,溶解于液氧中检查空分设备表面清洁度的指标应包括以下的碳氢化合物的混合物爆炸下限可取5%(克分子)四类物质:甲烷当量。混合物中碳氢化合物浓度超过上述极(1)固体物质:有机物如有机防锈剂、木质、限时,就会成为易爆混合物,有特殊的危险性纸、纤维、涂料等;焊接熔渣及飞溅物、金属屑这一极限浓度也适合于碳氢化合物以悬浮体焊丝及其他金属物;砂子及类似的颗粒物质,以及或乳胶体形式在液氧中均匀分布。5%克分子甲烷在工作条件下可能溶解的其它物质。当量经换算后,相当于28 kg CnH2/m液氧。液氧(2)清洗液及水中的油脂来源于空分设备内跟介质氧接触的表面3)浮锈及氧化皮残留的油垢。不同比表面的零部件的油富集度不(4)矿物油及油脂样,单位容积的表面越大,则富集度越大。我们2.3表面清洁度的检查方法假设表面残油全部进入液氧时,经换算可以求出固体物质、清洗液、水及锈疤可以直接用眼睛不同比表面的零部件表面残油量的极限值(见表第2卷第8期2004年8月VoL 2 No 8 Aug 2004少{中小小争ψ争小》步技来A表1不同比表面产品残油量极限计算值度。一些碳氢化合物于液氧中爆产品比表残油量极限计算值炸参数见表2。名称规格面积g/m2Hcba, e规整填料750#750354H等通过实验确定了引起爆炸350#350的最小碳氢化合物层厚:工业氧冷却器160175油-12的层厚40~50μm、其他液氧低温贮槽50m34碳氢化合物层厚15-30μm时发7000100m3214000生的爆炸作用,会使Φ10mmlmm、Φ12.5mm×l.5mm的铜管和铝管遭到破坏。这一实验结果同表2所列数由表1看出,若空分系统中和介质氧接触的表值吻合面残留油脂绝对均匀地分散在液态氧中(这是现将上述数据和有关的表面残油量标准进行种实验室里的理想状态),那么发生爆炸的极限油统一整理,工业油一12、正十六烷及油脂的密度脂残留量是相当高的。均取0.85g/cm3进行换算,列于表3。器壁上的油在低温状态下的形态实际如何从表3看出,《JB/T6896-93空气分离设昵?“低温条件下结构填料上油膜性能ˉ一文介备表面清洁度》标准的残油量规定均远远低于油绍了林德、 Anton Kirzinger等所做油膜在氧气及脂的爆炸极限,这是考虑到空分设备各部件比表液氧中的性能研究。 Kehat使用正十六烷作为典型面积不同及油脂分布的不均匀性。物质,在液氧中做燃烧实验,在低温下,位于不锈我国JB/T6896-93行业标准规定:凡与氧钢管壁的正十六烷膜会固化,当油膜厚度>5g/气接触的零件表面及运转中残油可能带入氧气的m2时,观察到一部分油层剥落,形成的固态的正零件表面,油脂的残留量不得超过125mg/m2。按十六烷膜在液氧表面浮动。尽管正十六烷在环境该标准生产制造的空分设备,从全国范围来看,没温度下具有流动性,而在低温条件下会剥落,有发生因“油”的原因而爆炸的。这可否说明125Keha还是不能将油点燃,因而他提出在用氧系统mg/m的残油量对清洁度要求最苛刻的部件也是中,大约5g/m2的油污染是可以容忍的。安全的。当然,随着科技的发展,第六代空分设备Ball在另一篇文章中也得出了同样结论,他使用了规整填料。原先在化工产业中应用的填料,建议在富氧环境条件,油污染的允许限度为1g/其表面的残油量的概念是不存在的。也就是说化m2。上面已提到的 Mckinley.C在提出液氧中的碳工填料表面的油脂不影响其使用。而移植到空分氧化合物的混合物爆炸性下限可取5%克分子甲烷设备中的就不一样了,由于其比表面大,油脂富集的论述后,又提到易爆杂质在金属表面上以薄膜度高,必须经过仔细的清洗才能使用,此时,填料形式存在于液氧中时,在爆炸极限下,即使层厚很的清洁度作为一个重要的问题引起广泛重视:薄,燃烧也会沿薄膜扩屐,这就有了一个临界厚规整填料表面残油量标准如何确定?至今未有统一的说法。1995年无锡雪浪化工填料厂为杭表2碳氢化合物在液氧中的爆炸参数4氧“1000”空分制氩设备生产SW一1规整填料。我们规定其残油量标准为100mg/m2,并以此作为名称爆炸作用速度临界厚度m/s6垂界,um检测验收标准,投产后至今运转正常。证明这样规炔定规整填料表面残油量标准是合适的戊烷乙烷4空分设备脱脂清洗常用的清洗剂工业油--121500清洗金属表面使之清洁,是防止产品被大气第2卷第8期2004年8月技米争技木Vol 2 No 8 Aug 2004表3空分设备表面允许的最大残油量类、汗液等污垢。一般在生产中作为精洗工艺中的预残留油分量大允许值作者洗清洗剂使用。这类清洗g/m2u m剂清洗后获得的是疏水性Mckinley. C表面,下一步清洗时要注Hebctpyeba. EH25.730意。同时由于它可燃有毒Kehat559使用时需要有安全措施Ba‖l4.2卤代烃清洗剂JB/6869-930.1250.147空分设备清洗剂用量腐蚀的重要因素之一。在空分系统中,清洗除了起大,从安全等方面考虑,酒精、丙酮等易燃有机溶到防腐作用之外,防爆更为重要,是空分系统中不剂理所当然不在采用之列,因而通常采用不燃的容忽视的、至关重要的一环。制造空分设备所使用卤代烃清洗剂。这类清洗剂的优点:①对油脂溶解的材料多种多样,既有不锈钢制品,又有铝及其合性好,去污快;②表面张力小,渗透力强;③不燃金,铜及铜合金制品。外形尺寸相差很大,对清洗烧,防火性好;④对水溶解小,易与水分离;⑤清精度(孔径公差)的要求也不一样。因此,我们针洗后的物品易于干燥取出即干,不需要干燥处理。对不同的工况采用不同的清洗剂制定了不同的清用于清洗的卤代烃有CFC-113、四氯化碳、洗工艺,但产品的最终凊洗一般均采用四氧化碳四氯乙烯、三氯乙烯、1,1,1一三氯乙烷等。这类浸泡或擦洗,以符合表面油脂残留量≤125mg/清洗剂还广泛使用于电子、机械和服装业的清洗m2的行业标准。中。其缺点是气味重、毒性强,而CFC-113、四那么残油量≤125mg/m2是怎么样的一个概氯化碳会对大气的臭氧层产生破坏。常用卤代烃念呢?直观的说就是在一平方米大的平面上,只性能见表4。要滴上3~4滴油,并让其均匀地铺展整个表面,这4.3碱性化学水溶液及水基金属清洗剂时表面上油膜厚度仅为14×108米。对于如此高典型强碱清洗液含有NaOH、Na2siO3的清洁度要求,显而易见,工艺难度较大。Na3PO4Na2CO3等,主要用于钢铁的清洗,而水可用于清洗的清洗剂有:石油类溶剂、有机类基金属清洗剂则是各种亲水性较强的表面活性剂溶剂、卤代烃溶剂、表4常用卤代烃性能汇总表碱溶液及水基金属清洗剂等。名称沸点表面密度蒸汽相4.1石油类溶剂结构式张力(g/cm)对密度毒性2530C使用低沸点石油系列溶剂,如200CFC-11347.717.31.566.97号工业汽油、煤油、轻柴油等清洗油脂111氯乙烷|7414.6是极为普遍的方法四氯乙烯12131.31.625.7这些溶剂能溶解油CLC=CCL脂,使油脂进入溶三氯乙烯8672931.464.5液。但石油类溶剂不CHCL=C低中中高能溶解水溶性污物四氯化碳7681.585.3CCL所以不能清洗掉盐第2卷第8期2004年8月Vol 2 No 8 Aug. 2004技术表5各种金属发生腐蚀的临界pH值氧透冷却器的脱脂上,1998[十"十"那清洗费用、又减少了ODS物工件水基清洗热水水基清洗剂水溶液剂水溶液质的排放,保护了大气臭氧热水]冷水]一[纯净水干燥]一检测]层杭氧集团公司还在不图1金属清洗剂水溶液的清洗工艺流程同的工艺条件下,用各种型组合使用。这类清洗剂对动物油通过皂化作用,使号的水基金属清洗剂对不同材质的零件进行了清之溶于水中,对非极性的矿物油有乳化作用,使之洗效果的测定和比较,完全达到JBT6869-93标乳化后溶于水中,且也能溶解汗迹及无机污物。但准的要求。缺点是清洗速度较慢,一般需要加温并辅以振动金属清洗剂水溶液的清洗工艺流程如图1:冲刷、超声波等清洗手段,最后必须用水清洗至水基清洗剂的清洗效果不如四氯化碳,所以pH值为中性并立即干燥。这类清洗剂清洗时必须只凭简单的清洗工艺难以达到空分设备清洁度的注意要控制其水溶性的pH值,以防止对金属的腐要求,需要有加热、搅拌设备,要有相应的浸泡清蚀。见表5。洗容器和喷淋装置。又因为零件的最后一道清洗须用纯净水处理,在室温下,水的蒸发干燥较慢5、用水基金属清洗剂所以要求有相应的干燥设备,以保证脱脂面的及替代四氯化碳清洗的经验时干燥,防止表面锈蚀和再污染。第三,水清洗将四氯化碳因其具有脱脂性能好、价廉、沸点为产生大量废水,废水pH值高,而且除含有清洗剂76.8℃、能在常温下挥发干燥等优点,曾被空分行表面活性剂外,尚含有油脂、COD、悬浮物等有业广泛使用。但四氯化碳有轻度的麻醉作用,对人害成分,废水必须经过小理、达到环保要求后才能排放体的脏器,特别是肝和肾有严重损害同时四氯经过近几年的努力,杭氧公司已经实现了在化碳的气味难闻,对操作人员的剌激很大,更因为全公司范围内的非四氯化碳清洗,淘汰了四氯乙它属ODS物质,破坏臭氧层所以为了作人员烯和四氯化碳在生产过程中的使用(按杭氧近几的身体健康,为了保护环境、造福子孙后代,我们年的产值估算,每年至少要少消耗15吨四氯化必须尽快禁止使用四氯化碳。2003年6月1日国家碳),为保护环境、保护臭氧层做出了应有的贡献。环保总局明令规定不得使用四氯化碳清洗剂由此可见,在全空分行业内实现非四氯化碳清洗事实上,杭氧集团公司已经自觉地在四氯化工艺,只要经过努力,是可以做到的,而且必须做碳替代技术方面进行了多年的工作。到1989年当水基金属清洗剂作为一种新产品刚在我国出现的时候,我们即开始进行波纹管截止参考文献阀等零件的清洗脱脂新工艺试验,1990年用77-2[1]沈跃碳氢化合物在冷凝蒸发器中爆炸极清洗剂代替四氯化碳清洗波纹管获得成功,并应限,杭氧科技1995(4)用于生产实际。除77-2外还对HX-1、32-1、MT[2] Mckinley C. Himmdlerger F. chem28等不同型号的清洗剂的腐蚀性、清洗能力、毒 Eng progr,1957,V52,No3性、成分、对环境的影响等进行评估和试验,使水[3] Anton Kirzinger,顾荣而译低温条件基清洗剂的应用进一步扩大。1996年成功应用在下结构填料上油膜性能,杭氧科技,1995(4)第2卷第8期2004年8月技米e强oL. 2 No 8 Aug. 2004[4] HebcTpycBa E H 19677 13 No5[6]工业毒理学下册,上海:上海人民出版社S]周静好,防锈技术,北京:化学工业出版[7]许郁苍脱脂清洗和臭氧空洞杭氧科技社1999(1)Surface Cleanliness and Degreasingof Air Separating EquipmentXu Yucang(Hangzhou Oxygen Making Machine Co, Ltd 310004Abstract: Any kind of oil and grease is not allowed to be present at air separating equipment, sonecessary safe steps should be taken by selecting suitable cleaningagent to treat its surface. This paper has listed the features and using effects of different cleansersselected for cleaning metal and here also introduced the metal cleaning situation of Hangzhou OxygenMaking Machine Co, Ltd. by using aqueous cleaning method to substitute carbon tetrachloride cleaningKeywords: Air separating equipment, grease, cleanliness, explosion, cleaning, aqueous metal cleaningsubstitution, carbon tetrachloride冰箱保养小常识压缩机和冷凝器要定期清扫压缩机和冷凝器是冰簡的重要制冷部件,如果沾上灰尘会影响散热,导致零件使用寿命缩短,冰箱制冷效果崴弱,所以要定期靛查,及时清扫。冰箱内部要定期清洁冰箱使用时间长了,冰簡内的气味会很难闻,甚至会滋生细菌,影响食品原味,所以冰箱使用一段时间后,要把冰籠内的食物拿出来,替冰箱搞一次大扫除。当然,具备触媒除臭和杀菌功能的冰籠,冰籠内的空气会清新干净、无异味,这就不需要经常替冰籠搞卫生了。冰箱保养的注意事项应定期对冰籠进行清洁(每年至少两次)清洁冰籠时先切断电源,用软布蘸上清水或食具洗洁腈,轻轻擦洗,然后馩清水將洗洁精拭去。为昉止损害籠外涂复层和籠內塑料件,请勿用洗衣粉、去污粉、滑石粉、碱性洗涤剂、开水、汽油类、刷子等清洗冰籠。箱内附件肮脏积水时,应拆下用清水或洗洁精清洗,电气零件表面应用干布擦拭。清洁完毕,將电源插头牢牢插好,检查温度控制器是否没定在正确的位置。冰箱长时间不使用时,应拔下电源插头,將箱内擦拭干净,待籠內充分干爛后,將箱门关摘自浙江在线新闻网站