189790. lajstromszámú szabadalom • Eljárás timföldgyári lerakódások hőkezeléssel történő eltávolítására
1 2 A timföldgyári berendezésekben a hőátadó felületeken üzemközben képződött lerakódások a hőcserélők üzemének gazdaságosságát, hőteljesítményét nagymértékben befolyásolják. Rontják a hőátadási viszonyokat, a hőátviteli tényezőt jelentősen csökkentik, amint azt a 2. ábrán bemutatott, egy autóklávra vonatkoztatott példa is mutatja. Azonkívül, hogy a lerakódások a hőátviteli tényező csökkentése miatt a timföldgyári energiafajlagost növelik, és a csövek belső keresztmetszetét megváltoztatva nyomásesést, áramlási zavarokat okoznak, az eltávolításukra fordított karbantartási munkával is emelik a timföld önköltségét. A szakirodalom több módszert ajánl úgy a lerakódások képződésének megakadályozására, mint a már képződött lerakódások eltávolítására. A lerakódás képződési folyamat meggátlására javasolt eljárások közül egyik sem olyan hatékony, hogy megszüntetné a lerakódások eltávolításának szükségességét. A lerakódások eltávolítására jelenleg alkalmazott módszerek mind beletartoznak az alább ismertetett három féle megoldás egyikébe: Mechanikus módszerek: A lerakódásokat a kéregképződés jellegétől függően kaparással, ütögetéssel vibrációval, fémkefékkel távolítják el. Egyes esetekben hatásos a kefe patronokkal történő belövési módszer pneumatikus eljárással. Csövek belső felületének tisztítási módszere a sugártisztítás, ahol egy ejektor segítségével szemcsés anyagot szívatnak be és fuvatnak a csöveken keresztül, vagy egy hajlékony tömlő végére szerelt pl. fuvókatestet működtetnek, amely végighalad a tisztítandó csövön és abban forgó mozgást végez. Tímföldipari gyakorlatban az autoklávok tisztítására a kézi kalapáccsal történő tisztítás terjedt el. Ez a módszer amellett, hogy több napig tartó nehéz és egészségtelen fizikai munkát igényel, gyakran okozza a futófelületek megsérülését. Lyukak, repedések keletkeznek, amelyek a csövek vagy tartályfelületek idő előtti elhasználódásához és a szükségesnél gyakoribb cseréjéhez vezetnek. A kémiai vagy vegyi tisztítási eljárások: a lerakódás összetételétől függően nagyhőmérsékletű, viszonylag tömény lúg illetve savoldatokat használnak a lerakódások feloldására, illetve eltávolítására. Gyakorlati kivitelezésnél, ha a tisztítandó felületet határoló térfogat nem nagy, akkor az edényeket feltöltik az oldószerrel és az oldószert felmelegítik, esetenként az oldószer cirkulációjáról is gondoskodnak. Gibbsites lerakódások eltávolítására nátrium-hidroxid oldatokat, vasoxidot és srílikátokat tartalmazó lerakódások eltávolítására éedig rendszerint sósavoldatot használnak, amelybe a cső- és tartályfal szerkezeti anyagának megfelelő, a korróziót csökkentő inhibitort adagolnak. A hagyományos sósavas oldatok azonban nem használhatók minden típusú lerakódás eltávolításához. így például rossz hatásfokkal távolítják el a nagymennyiségű kalcium-oxid adalékkal történt feltáráskor vagy a nagy kalcit- és dolomit-tartalmú bauxitok feltárásakor képződött, kémiailag nehezen oldalba vihető, rendkívül kemény kalcium-magné/jum litanátokat. Ezen típusú lerakódások eltávolítására a 2 457 471 számú francia szabadalom 3 30 súly% dihidrogén-fiuoroszilikátot és 10 súly% hidrogén-fluoridot tartalmazó vizes oldatot javasol. A kémiai tisztítási műveletek kétségtelenül előrelépést jelentenek a munkaigényes mechanikus módszerekhez képest,azonban rendkívül idő.anyag- és energiaigényesek. Például egy autóklávban 240 irr futófelületen képződött kb. 17 tonna súlyú, 5-10 mm vastagságú Ca-titanát lerakódás eltávolítására 42 na savoldatot használtak fel, amelybe 125 kg inhibitort adagoltak és a savoldatot közel 50°C-ra hevítették. A kezelés időtartama 24 óra volt. Ezenkívül a maró savas oldatok, amellett, hogy egészségre ártalmas balesetveszélyes anyagok, többnyire a passzíváié adalékok ellenére is okoznak kémiai korróziót, amelyek elvékonyodásuk, lyukadások miatt szintén a fütőcsövek gyakori cseréjét teszik szükségessé. Bizonyos esetekben például timföldgyári zagyelőmelegítő eldugult csövei .nem is tisztíthatok csak vegyi kezeléssel. Itt a vegyi kezelést a mechanikai eljárásokkal kell kombinálni. Robbantásos módszerek: az utóbbi időben siker-, rel alkalmazzák a lerakódások eltávolításának ezt a módszerét. Amíg a 2 601 237 számú NSZK szabadalom külső felületeken képződött lerakódások eltávolítására ajánl módszert és robbantószerkezetet, addig a 177 158 számú magyar szabadalom szerint diszkrét egységekben robbanóanyagot telepítenek speciális robbantó-töltetekben, a lerakódásveszélyes felületekre. Üzemelés közben a robbanó töltetek beépülnek a folyamatosan képződő lerakódásokba. Amíg ez utóbbi módszer a tímföldipari gyakorlatban nagyszerűen alkalmazható hengeres paláston (pl. ülepítő és mosóberendezésekben) képződő lerakódások gyors eltávolítására, az autoklávok és előmelegítők fűtőcsövein képződött lerakódások megszüntetésénél nem nyert széles körű alkalmazást. A magyarázat az, hogy a fűtőcsövek széttagolt felülete miatt rendkívül nagyszámú speciálisan készített és elhelyezett robabantó-töltetre lenne szükség. Ezenkívül a robbantásos módszerek népszerűsége ellen hat, hogy kivitelezésük, speciális szakmai ismére két és apparativ felkészültséget igényel. Az általunk javasolt tisztítási módszer - amely elsősorban autokláv fűtőcsövein és csöves zagyelőmelegítők csöveiben képződött lerakódások eltávolítására szolgál — megszünteti az előbb felsorolt módszerek hátrányait, azáltal, hogy kiküszöböli a nehéz és egészségtelen fizikai munkát, nincs szükség drága vegyszerekre (savakra és inhibitorokra), nem igényel bonyolult szakmai ismereteket és a lerakódások nagyon rövid idő (néhány perc, max. 1 óra) alatt eltávolíthatók. Az eljárás elvi alapja a*, a felismerés, hogy bizonyos feltárási körülmények között (sok mész adalékkal, ii>‘ 180WC hőmérsékleten) képződő, elsősorban sok Ca-Mg-titanátot tartalmazó lerakódásoknak nagyon rossz a hővezető képessége. Ha a lerakódásréteg egyik oldalát (fűtőcső felöli belső felületét) hirtelen lökésszerűen nagy hőmérsékletre fűtjük, akkor a palaréteg belső felülete hirtelen felmelegszik. A rossz hővezetés miatt a belső és a külső felület közötti nagy hőmérséklet különbség hatására olyan belső feszültségek keletkeznek, amelyek a lerakódásréteg széttöredezéséhez és leválásához, leeséséhez vezetnek. A pala leválásához a lerakódás rossz hővezetéképességén kívül hozzá-189 790 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
