罐体成膜注胶堵漏技术在华北某新建硫酸 干吸设备衬里瓷砖开裂修复中的应用

摘要：根据国内普遍分析了华北某15kt/a硫酸装置干吸设备瓷砖里衬开裂的原因；介绍了罐体成膜注胶堵漏技术的优点，并通过实践证明了罐体成膜注胶堵漏技术在新建硫酸装置的成功运用。关键词：新建   干吸设备    耐酸瓷砖   开裂　 注胶堵漏   1、项目背景：该项目总投资2.6亿元，采用国内先进的生产工艺，以硫精粉和选金尾矿为主要原料，建设工业硫酸生产线，项目分三期进行：一期工程投资9000万元；二期金属回收、建筑材料生产项目投资1亿元；三期百万吨磷复肥投资7000万元。项目建成后，年可生产92.5%-98%工业硫酸15万吨、黄金1250公斤、余热发电2376万度、磷复合肥100万吨。年预期销售收入1.3亿元，利税5000万元。2、干吸装置设备情况:2.1  华北某15kt/a硫酸装置干燥塔、105酸吸收塔、一吸塔、二吸塔4台，干燥塔循环槽、105酸吸收塔循环槽、吸收塔循环槽共3台。2.2   4台干吸塔均为内衬耐酸瓷砖的立式圆形钢塔，设备上部和下部设有人孔，以便于分配器安装和检修。干吸塔均为锥形底，出酸口设在锥形底的最低部位，生产和停车可以使塔底积酸全部排尽。设备内部装填瓷质阶梯环填料，填料支撑采用大跨度、大开孔率的球拱，填料上面为分酸器，干燥塔采用抽屉式金属丝网除沫器，一吸塔和二吸塔顶部采用高效纤维除雾器，4台吸收塔采用低位布置，正常操作时塔底不存酸，同时减少了塔体基础及管道投资费用，酸泵扬程也有所降低。2.3   3台循环槽均为内衬耐酸瓷砖的卧式圆形设计，其中一吸塔和二吸塔共用一台循环槽，干燥塔和105%酸均为单独循环槽，所有开口部位全部在设备上部，保证了防腐施工质量。2.4设备内部防腐结构均为三层，第一层为耐酸瓷砖，瓷砖间KPI胶泥砌筑；第二层为石棉板；第三层为钢壳体。内部介质93%～105%硫酸，温度50～100℃左右。3、设备出现的问题及原因：3.1设备裂纹情况：干燥塔内部出现2条长度约2000mm环形裂缝，约有40处瓷砖胶泥缝出现小裂纹，105%酸吸收塔约有20处瓷砖胶泥缝出现小裂纹，一吸塔内部出现4条长度约1000-2000mm环形裂缝，约有30处瓷砖胶泥缝出现小裂纹，、二吸塔内部出现3条长度约1000-2000mm环形裂缝，约有35处瓷砖胶泥缝出现小裂纹，干燥塔循环槽、105酸吸收塔循环槽、吸收塔循环槽都不同程度出现了小裂纹。3.2 出现裂纹原因：a、由于砌筑时冬季施工，KPI胶泥固化不好，设备钢板表面温度早晚温差大，下部瓷砖固化时的应力不能有效施放，另外现场发现瓷砖整体出现约20mm下沉,下沉过程中造成砌筑体出现大面积开裂。现场通过检查，发现胶泥砌筑不饱满，收缩率偏大，造成设备表面空洞较多。ｂ、目前胶泥固化已经完成，开裂情况已经中止，通过罐体成膜注胶堵漏技术可以修复此类问题。如不及时处理就开车，硫酸由裂缝进入钢板和石棉板之间，对石棉板腐蚀碳化，在钢板和瓷砖之间形成约7mm左右的腐蚀通路，对设备钢体形成冲刷腐蚀，造成设备钢体产生经常性泄漏，对系统生产造成影响，严重时导致设备提前报废。ｃ、国内现在新建硫酸装置很多都在试车后发现泄漏，分析原因主要有以下几点：1、胶泥配比不合理，不能固化或固化太快；2、砌筑时每天砌筑层数太多；标准要求每天不超过3层；3、另外南方在施工或养护时没有做好防雨措施，造成了雨水冲刷，4、另外为了赶工期，冬季也进行施工，但是KPI胶泥在零度以下不能施工的；5、施工队伍良莠不齐，缺乏专业砌筑人员，甚至临时使用建筑队砌砖工；6、施工关键部位施工监管不到位，例如套管和塔体烟气入口管部位;7、从理论上分析砌筑塔体瓷砖数量数万条，瓷砖胶泥缝也多达几万条，如果其中有一条瓷砖胶泥缝存在缺陷，系统开车后硫酸通过分酸器喷淋或侧壁气蚀进入设备塔壁，在塔壁内部腐蚀破坏。4、设备打孔检查情况：该系统采用罐体成膜注胶堵漏技术进行修复，设备预先打φ7mm注胶孔检查，发现塔体部位瓷砖和钢体之间间隙约有5-10mm,塔底至瓷砖顶部均出现此类问题，另外发现内部砌筑瓷砖整体出现了约20mm下沉，循环槽上部检查发现瓷砖和钢体之间间隙约有20-50mm,另外所有槽体管口位置出现较大空隙。整体检查完后，胶泥固化完后收缩率偏大，加之瓷砖整体下沉，由此造成瓷砖开裂。5、修复情况：采用罐体成膜注胶堵漏技术对干燥塔、105酸吸收塔一吸塔、二吸塔4台，干燥塔循环槽、105酸吸收塔循环槽、吸收塔循环槽进行修复。5.1修复过程：设备进行了界区划分，重点部位进行了标示，设备内部开裂部位用修复材料胶泥进行填塞，要求填充饱满，开始依次进行通过高压注胶泵进行修复材料灌注，外部施工同时内部进行观察，发现漏胶时外部施工停止，此时可以更换至其它界区进行施工，待材料2小时初凝后再进行施工。5.2修复后情况：修复工作完成后，厂家进行了随机抽查验收，设备内部间隙全部填充饱满，3216半固体复合修复材料固化情况良好。6、结束语：硫酸干吸装置对硫酸系统来说非常重要,另外高温浓硫酸腐蚀性很强,如果生产过程中发生泄漏,会对设备及地面基础产生严重腐蚀,严重时造成系统被迫停车,设备生产进酸后,用普通材料修复不能固化,设备经常产生反复泄漏,通过此次施工后,设备原有裂纹全部修复,内部钢板和瓷砖缝隙全部填充饱满,保证干吸装置正常开车生产。综上所述，笔者建议新建单位对干吸设备施工时要引起足够重视，在项目实施时做好合理规划，尽量避冬季和梅雨期，采购材料选用国内知名厂家，另外严格执行国家有关砌筑标准，关键部位重点控制，全程做好监理抽查工作。