Способ очистки серосодержащих загрязнений с теплопередающих поверхностей, преимущественно из графитопласта

10Изобретение относится к способамочистки поверхностей от загрязнений,содержащих элементную.,серу; предназначенных для обогрева емкостей, которые находят широкое применение в,Различных отраслях народного хозяйства, в частности в областиполучения высокомодульных вискозных волокон, где возникает не; обходимость обогревать растворыиспользуя тепло более горячих жидкостей, а также во всякого родатеплообменниках,Для регенерации отработанных технологических растворов, например,производства высокомодульного волокна, в котором перед кристаллизациейсульфата натрия необходимо выпаривать избыточную воду, эффективноприменяют многоступенчатые вакуумвыпарные установки. В этом случаерасход пара на одну тонну выпареннойводы снижается с 1,2 до 0,1 т ( длятрехступенчатой установки ),0 пецифика технологии высокомодульного волокна заключается в том, чтоприменяют низкотемпературное Формование ( температура ванны 32 0), приэтом в ванне образуется большое количество мелкодисперсной серы, а приналичии относительно больших концентраций поверхностно-активных веществочистка от этой серы методом Фильтрации или другими методами малоэффективна. Кроме того, за счет растворенного и диспергированного в ваннесероводорода дополнительно образует"ся мелкодисперсная сера, Подвергаятакую ванну выпариванию на многоступенчатых аппаратах даже по линиивторичных паров, на греющих поверхностях образуются отложения серы,снижающие эффективность тепловыхпроцессов (эффективность снижаетсяв 2 раза через 7-10 дневный срокработы).Поскольку состав ванны, содержа. щей серную кислоту в количестве7"153, при высокой температуре является агрессивным, то в качестве теплопередающихповерхностей используют углеграфитовые материалы маркиАТМ( антегмит ), АТМТ,Как показали испытания на хими,ческую стойкость графитопласта марки АТМ, материал не обладает достаточной стойкостью в широко применяющихся в настоящее время растворахсульФида натрия.2Известен способ удаления отложений серы с различного рода поверхностей, например с диабона, кибуша,с помощью растворов щелочи, сульфиданатрия, соды при температуре жидкости выше температуры плавления элементной серы в течение 1-3 сут ( диабон и кибуш - материалы, устойчивыев средах разбавленных и концентри рованных растворов щелочей ) 1 .В настоящее время в производствеискусственнь 1 х волокон процесс очистки теплопередающих поверхностей проводится только водой в течение2-3 сут при 60-80 С по причине неустойчивости материала теплопередающих поверхностей к щелочным средам,Наиболее близким к изобретениюявляется способ очистки теплопере О дающих поверхностей путем промывкиоборудования вакуум-выпарных установок сульфитом натрия2 1.Недостатками известного способаявляются длительность очистки ( около 25 10 ч, а также коррозия аппаратуры.)Цель изобретения - повышение эфФективности процесса удаления загрязнений.Поставленная цель достигается тем, Зо что согласно способу очистки теплопе,редающих поверхностей от серосодержащих загрязнений путем обработки ихводными растворами сульфита натрия,обработку ведут водным раствором, 35содержащим 40-80 г/л сульфита натрия,1-5 г/л минеральной кислоты приРН 7,0-7,8 и 60-95 С в течение 1 3 чО 33837 Для удаления с теплопередающихповерхностей, серосодержащих загряз 40чненни используют водный раствор сульфита натрия ( сернистокислого натрия )концентрации яО г/л или 80 г/л сдобавкой минеральной кислоты ( сернаякислота ) из расчета, соответственно, 45 1 г/лг/л 1003-ной серной кислоты до РН 7,0-7,8 , что необходимоне только для поддержания химической стойкости графитопласта, но и дляускорения. процесса растворения загрязнений, включающих помимо серы поверхностно-активные вещества, сульфатыи сульфиды натрия и тяжелых металлов,различные шламовые остатки. Создаютусловия непрерывной циркуляции раство ра вокруг греющих поверхностей,Достаточен контакт поверхностей с моющймраствором в течение 2-3 ч для полногоудаления указанных загрязнений,3 1033Наличие сульфата натрия в растворене сказывается на реакциях взаимодействия серы как с супьфитом натрия,так и с указанными веществами. ОптиРмальной температурой этого взаимодейоств ия являет ся температура 95+5 С,Однако следует отметить, цто удаление серы и других загрязнений с поверхностей сульфитом натрия можетпроходить и при более низких темпе оатурах: 20+5 оС, 60+5 оС, 80+5 дС,при этом скорость реакции сильно зависит от температуры. Для удаленияодного и того же количества серы содной и той же площади поверхностейи при более низких температурах врем" контакта увеличивается до 1 О ч(температура ниже 60 С ).Проведенные испытания свидетельствуют о том, цто материалы разру.шающиеся в щелочных средах при высоких температурах, при 60- 100 оСв среде водного раствора сульфитанатрия (ч 0-80 г/л / с добавкой минеральной кислоты ( 1-5 г/л ) при величине рН 7,0-7,8 обладают достаточнойхимической стойкостью, т,е. не корродируют.Например из испытаний на химическую стойкость графитопласта марки 30)РТИв растворе сульфита натрияс концентрацией 80 г/л с добавкойсерной кислоты 2 г/л до рН 7,610,2;температура 90-95 оС, время испытания1000 ц, рН 7,55 ) следует,что поверх-З 5ность образцов графитопласта послеиспытания не изменяется и растворостается прозрачным, Вес образцовизменяется на + 0,193, прочность материала на- 131 что соответствует норме химической стойкости угле-графитовых материалов рН растворапосле испытания - 7,65. Установлено,цто графитопласт марки РТЯобладает достатоцной стойкостью в растворе 45сульфита натрия с концентрацией 80 г/лпри налиции добавки серной кислоты2 г/л, температуре 90-95 С и рНораствора 7,6+0,2. Кроме того, введение минеральной кислоты в водныйраствор сульфита натрия оказываетсинергетическое действие, сокращаявремя растворения загрязнений с 10до 1-3 чПредлагаемый способ удаления отложений элементной серы с греющихповерхностей, выполненных из материалов неустойчивых в щелочных средах 837" . м( рН 8 ) при высоких температурах, может быть широко использован на производстве искусств нных волокон и ни.тей, а также в других отрасляххимической промышленности и промышленности в целом, При этомдля достижения цели обязательнымявляется соцетание использованияволного раствора сульфита ( сернистокислогонатрия в концентрациях ч 0-80 г/л с введениемдобавок минеральной кислоты до величины рН раствора 7,0-7,8 (1-5 г/л ),созданием и поддержанием определенного температурного режима (60-100 С.Время проведения. процесса должносоставлять от 10 до 1 ц в случаеразных температур (60-100 С ).Оптимальной температурой является95+5 С, при которой время процесса,достаточное для полного удаления отложений серы с поверхностей, составляет максимально 1-3 ц,П р и и е р 1. Графитопластовую,трубку, покрытую слоем элементнойсеры, обрабатывают.; раствором сульфитанатрия ч 0 г/л с добавкой серной кислоты 1 г/л, рН 7,5 при 95+5 ОС в течение 1 ц. По истечении указанноговремени тоубка имеет глянцевую поверхность, полностью очищенную откаких-либо отложений серы, полуценный раствор содержит небольшоеколичество твердых включений Путем анализов установлено, цто на поверхности трубки находилось отложений 1,ч 70 ч г (100 , осталось отложений 0,0000 г.в раствор перешло серы 1,ч 563 г (99,04), сульфатов 0,0018 г (,0,122 ), в виде твердых нерастворимых включений осталось 0,0123 г (0,8 Ц . Предварительный анализ отложений на трубке показал, цто среди них 993 составляет сера. Таким образол 1, в раствор перешло 1 ООЖ содержащейся в отложениях серы,П р и м е р 2, Процесс проводят так же,как и в примере 1,за исклюцением того, что используют раствор сульфита натрия с концентрацией 60 г/и с добавкой серной кислоты 2,0 г/л до рН 7,0 иподдерживают температуру 80 С в течение 1,5 ч, На поверхности трубки находилось отложений 1,5 ч 50 г, из них серы 911,5 ь. В раствор перешло серы 1,ч 592 г ( 9,153 , сульфатов 0,0020 г (0,13 М,е е евее теЮВВа тетеВ т етют ееа та е Заказ 5603/42 Тираж 672 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 10338 твердый остаток - 0,0838 г 5,421 ).Удаление серы с поверхности составило 100,Л р и м е р 3, Процесс проводят 5 так же,как и в примере 1, за исклю" чением того, что создают рН раствора сульфита натрия 7,8 путем добавки серной кислоты 1,5 г/л и поддерживаоют температуру 60 С в течение 3 ч. 10 На поверхности трубки находилось отт ложений 1,0306 г, из них серы 28,М, .В раствор перешло 100 серы, что составило 0,2926 г (28,393 от взято 1 .массы ), твердый .остаток - 71,614, 15 П р и м е р 4. Процесс проводят так же,как в примере 1, за исключением того, что используют водяцй раствор, сульфита натрия с концентрацией 20 80 г/л и добавкой сеной кислоты 2 г/л рН 7,5 при 80 С в течение 1,5 ч. На поверхности трубки нахо" дилось отложений 2,8998, из них серы 95,3 В раствор перешло серы 2,764,25 что составило 100 от имеющегося количества серы или 95,323 от исходно" го количества отложений, сульфатов 37 6010038 г (0,131), твердый остаток,1319 г (4,55).П р им е р 5. Процесс проводят также как и в примере 4, за исключевием того,что добавку серной кислоты увеличивают до 5 г/л, рН 7,0 при 60 С.оЙа поверхности трубки находилось отложений 3,.8998 г, из них серы 95,33, В раствор перешло серы 3,7165 г, что составило 100 от имеющегося количества серы, сульфатов 0,0076 г (0,13), твердый остаток - 0,2638 г (4,55 й).Анализ серы проводят методом обратного иодометрического титрования тиосульфата натрия, образующегося при растворении серы в сульфите натрия. Сулъфатеион анализируют титрованием раствором хлорида бария 1 с потенциометрической, индикацией точки эквивалентности или весовым методом. Твердый остаток определяют после высуаивания весовым методом. По предварительным анализам твердый остатокпредставляет собой разложившиеся органические вещества, в частности "обрывки" молекул поверхностнотактивных веществ и полимеров.