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《探索尿素設(shè)備結(jié)垢及化學(xué)清洗除垢的研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、四川大學(xué)碩士學(xué)位論文尿素設(shè)備結(jié)垢及化學(xué)清洗除垢的研究姓名:李慶申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):化學(xué)工程指導(dǎo)教師:涂敏端;潘裕康20030410尿素設(shè)備結(jié)垢及化學(xué)清洗除垢的研究化學(xué)工程專業(yè)研究生李慶指導(dǎo)教師涂敏端潘??嫡蛩厥鞘澜缟嫌昧孔畲蟮牡?,其產(chǎn)量占世界氮肥總量(以N計)的1/3以上。我國尿素產(chǎn)量已占氮肥總量的59%。尿素生產(chǎn)裝置中,汽提塔、精餾塔填料、分解加熱器等設(shè)備常產(chǎn)生大量結(jié)垢,給尿素裝置的正常運行造成嚴重后果。因此,研究結(jié)垢的形態(tài)、結(jié)垢對裝置的影響、垢層形成原因以及如何清除結(jié)垢,是尿素生產(chǎn)企業(yè)十分關(guān)心和
2、急需解決的問題:本文通過對垢樣進行X射線衍射分析、能譜分析和電鏡掃描分析,確定了尿素設(shè)備結(jié)垢的主要成分為aFe203,另外還有一些油污;研究了尿素設(shè)備結(jié)垢的原因,結(jié)果表明:汽提塔上升管結(jié)垢主要為該設(shè)備腐蝕產(chǎn)物就地附著的結(jié)果;汽提管、精餾塔內(nèi)件等表面結(jié)垢主要為所有設(shè)備腐蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移并沉積的結(jié)果:測定了尿素汽提管內(nèi)表面垢層的熱阻,計算了垢對尿素設(shè)備傳熱效率的影響。結(jié)果表明,汽提管內(nèi)表面垢層導(dǎo)熱系數(shù)為:0.009kw/m·℃,每毫米垢平均降低傳熱效率121.5%。針對現(xiàn)有尿索設(shè)備清洗劑存在的問題,研究合成了新型螯合清
3、洗劑LS.851,在動態(tài)試驗裝置上研究了清洗溫度、時間、濃度、酸度、添加劑加入量等因素對清洗效果的影響、找出了最適宣的清洗條件為:溫度120~140。C,清洗劑濃度15%(Ⅲ%),清洗液初始酸度pH3~4,添加劑加入量2000ppm,清洗時間2小時。在j比條件下LS.851除垢速度為9000ppndh,對設(shè)備腐蝕率為0.002-0.01g/m2.h。探討了LS一851化學(xué)清洗劑的清洗機理和緩蝕機理。清洗機理為:LS一851溶解于水能夠電離出螯合作用很強的離子,將難溶于水的aFe203變成可溶于水的螯合鐵;緩蝕
4、機理為:LS.851是一種多元有機酸,含多個氨基和羥基,能夠與金屬鐵發(fā)生化學(xué)吸附作用形成一層防護膜,阻止腐蝕性介質(zhì)的侵蝕,且Ls一851中的還原成分能將Fe”還原成Fe”,從而阻止電化學(xué)腐蝕的進行。將研究開發(fā)的新型清洗劑LS.851與EDTA法和LS一731法進行了對比。結(jié)果表明,LS.851的綜合指標(biāo)優(yōu)于EDTA法和Ls.731法。將LS一851化學(xué)清洗劑成功應(yīng)用于工業(yè)規(guī)模設(shè)備的清洗,清洗效果良好,經(jīng)濟效益顯著,具有廣闊的應(yīng)用前景。開發(fā)的動態(tài)清洗實驗裝置為化學(xué)清洗劑的研究和評價提供了切實有效的手段;開展的汽
5、提塔垢層熱阻的研究為優(yōu)化尿素生產(chǎn)工藝提供了有益的參考。關(guān)鍵詞:尿素設(shè)備結(jié)垢汽提塔精餾塔循環(huán)加熱器化學(xué)清洗StudyonscalinginureaproductionequipmentandremovalofscalebychemicalcleaningSchoolofChemicalEngineeringGraduatestudentLiqingSupervisorTuMinduanandPanYukangAbstractTheusageofureaisthelargestamongnitrogenferti
6、lizerintheworld.Theproductioncapaeityofureaisaboutonethirdoftheworldnitrogenfertilizers.TheoutputofureainChinaisabout59percentoftheoutputofnitrogenfertilizers.Thestrippegthedistillerandtheheatexchangerinureaproductionequipmentareeasytomakescale.Theeffectofs
7、caleonureaproductionisserious.Sothatstudyonfeatureofscale,theeffectofscale,themechanismofformingscaleandthemethodsofremovingscaleisveryimportantforallureamanufactures.ThispaperillustratedthatthemaincompositionofthescaleisⅡFe203bymeansofX-raydiffractionanaly
8、sis,X—rayspectrometerandscanelectronicmicroscopeanalysis.Inadditiontherearesomeoilremainderinscale.Themechanismofformingscaleinureaequipmentwasdiscussed.Theresultshowedthatthescaleinascensivetubeofstri