不銹鋼絲網填料清洗方法研究與實踐

摘 要：作者多年從事化工實訓教學及實訓室管理工作，在氣體吸收實訓項目教學過程中發現絲網填料堵塞、銹蝕嚴重，已影響到實訓教學的開展。2011年5月，作者帶領學生對絲網填料進行了水基清洗和酸洗試驗，并拆塔清洗填料，清洗后填料性能恢復良好，該填料清洗方案對各職業院校化工實訓設備的管理和維護有一定的借鑒意義。

關鍵詞：化工實訓；絲網填料；銹蝕；清洗

平頂山市工業學校化工實訓基地建成于2009年，下設管路拆裝、流體輸送、傳熱、精餾、氣體吸收、DCS控制、儀器分析、化工仿真等多個實訓室，為化工實訓教學的開展提供了基本保障。筆者多年來一直擔任實訓基地管理員，并承擔管路拆裝和氣體吸收兩個項目的實訓教學任務。在從事氣體吸收實訓教學過程中，發現吸收塔氣體吸收率有逐漸下降的趨勢：2010年10月份，吸收塔氣體吸收率為88%，2011年10月份，氣體吸收率下降到47%。經過反復查找原因，確認吸收塔與解吸塔填料堵塞、銹蝕嚴重，氣液間傳質效率低下，導致氣體吸收率下降嚴重，實驗數據采集失去意義，已經不能保證實訓教學的正常開展，填料必須進行徹底清洗。

1 氣體吸收與解吸實訓裝置及絲網填料

氣體吸收與解吸裝置是化工生產中的常見裝置，吸收-解吸操作廣泛地應用于混合氣體的分離。我校氣體吸收實訓裝置主要有吸收塔和解吸塔組成，兩塔均為填料塔，主體塔節為有機玻璃制成，規格Φ100×1500mm。其中吸收塔采用不銹鋼規整絲網填料，填料高度1500mm；解吸塔采用不銹鋼散裝絲網填料，填料高1500mm。實訓操作以混合氣體-水為物系，混合氣體為二氧化碳含量為5%-20%的空氣，吸收劑為清水；混合氣體在塔內與吸收劑逆向接觸完成傳質過程，吸收富液進入解吸塔解吸，解吸后的貧液再進行循環吸收；氣相色譜儀在線分析混合氣體中二氧化碳的含量，計算吸收塔氣體吸收率，驗證填料的傳質效果。

金屬絲網填料是重要的高效精密型填料之一，具有比表面積大、孔隙率高、重量輕、壓損小、氣液接觸充分、分離效率高等優點，在工業上得到了廣泛的應用[1]。氣體吸收實訓裝置采用不銹鋼絲網填料是基于金屬絲網填料的優點，同時考慮了填料的成本、耐用程度等因素。絲網填料在使用過程中對潔凈度要求很高，流體雜質、油脂、金屬氧化物等污物對其影響很大，容易導致填料傳質效率下降，甚至完全失去功用，所以保證填料的潔凈度和填料的清洗是化工實訓中應該重點關注的問題。

2 絲網填料清洗試驗

2.1 附著物成分的確定

為了確定填料附著物成分，拆卸解吸塔塔頂部件，取出少量散裝環狀絲網填料。從表觀看，絲網上覆蓋一層鐵紅色物質，可以部分擦除，但部分微孔堵塞嚴重。取填料樣品放入18%鹽酸溶液，能明顯看到附著物發生酸解現象，溶液變成淡棕黃色，說明有氯化鐵生成；10分鐘后取出填料樣品，呈現出不銹鋼的光亮銀白色，附著物已基本清除；反應后的鹽酸溶液經過靜置，容器底部有少許沉淀。通過以上試驗驗證了填料附著物為鐵銹，并混有部分不溶于酸類的雜質。

2.2 清洗液的確定

由于填料附著物含有酸解不溶物，從節約清洗成本角度出發，首先考慮采用水基清洗法去污。水基清洗去污是借助于表面活性劑的潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等性質來實現的[2]。水基清洗去污效率高，安全性能好，不腐蝕機件，成本低，不污染環境。絲網填料的水基清洗試驗采用了普通的去污粉作清洗劑，質量分數控制在2%左右。將少量填料樣品放入清洗液浸泡，并適度的攪拌和震蕩，結果可去除大部分的附著物，為下一步的酸洗做好準備。

酸洗法是金屬除銹最常用的方法之一，是將待除銹的工件放在酸洗液中浸泡，通過酸液和鐵銹的反應來達到除銹的目的。絲網填料的除銹初步篩選了鹽酸和醋酸作為酸洗液，并做了對比試驗：將填料樣品分別放入18%的鹽酸和18%醋酸溶液中，10分鐘后取出樣品觀察，鐵銹均基本去除，鹽酸除銹效果優于醋酸。由于醋酸比鹽酸價格高的多，綜合考慮除銹效果、清洗液成本、過腐蝕等因素，最終確定12%鹽酸作為除銹酸洗液，并加入無毒、無異味的烏洛托品（六次甲基四胺）作為緩蝕劑。

3 絲網填料清洗方案

3.1 人員配備

由兩名熟知實訓設備操作和管理的老師負責填料清洗項目的總指揮，制定出切實可行的施工方案，然后報學校審批和備案。為了降低施工成本和鍛煉學生的操作技能，施工人員全部由高年級學生組成?；I高年級學生已進行過管路拆裝等項目的實訓操作，具有設備拆裝等基本技能。整個施工過程由老師現場指揮，操作人員必須穿工作服、戴安全帽和白手套，按規定進行各項施工操作。

3.2 現場布置

為了保證兩個填料塔的拆卸及安裝、填料的存放及清洗，將實訓車間整理出足夠的空間，布置成潔凈密閉的施工現場，以保障各項施工操作的順利進行。

3.3 設備拆解

塔設備拆解要嚴格按照預定方案和作業流程，拆卸下的設備部件需統一編號，以利于安裝。整裝絲網填料可適當卷曲，逐層取出，并作好編號，以保證回裝次序。整個施工過程中，填料要輕拿輕放，盡量避免損壞，取出的填料應置于陰涼處，妥善存放。塔內的填料清完后，需認真清除塔壁及塔盤上存留的污垢和雜物。

3.4 填料清洗

準備幾個潔凈的中型塑料容器，配制2%去污粉溶液作為水基清洗液，12%鹽酸2%烏洛托品混合溶液作為酸洗液。按照水基清洗（去污）→水洗→酸洗（除銹）→水洗→晾干的流程操作。水基清洗先進行充分的浸泡；酸洗時10分鐘即可取料，而且取出后的填料應迅速用水清洗，當除銹能力明顯下降時，更換酸洗液；清洗時注意一定要進行人工填料晃動，將附著在填料表層及孔隙當中的附著物清除干凈；操作時如果有液體濺到眼睛或皮膚應及時用清水沖洗；過程中用濾紙或白布進行填料表面隨機擦拭檢驗，填料表面潔凈率95%以上為合格，否則再進行重新清洗；洗凈的填料應選擇干凈的專用場地妥善存放晾干。

3.5 填料恢復

檢查確認填料清洗合格并晾干后，在塔內按原狀進行恢復，裝填過程中應避免造成填料二次污染。設備全部安裝到位后，對設備進行認真檢查，按實訓操作規程進行系統開車，檢驗填料的清洗效果。2012年5月份，氣體吸收塔絲網填料首次拆塔清洗，回填后經實驗測定，氣體吸收率為85%，說明填料清洗方案可行，而且清洗效果顯著。

3.6 廢料處理

施工完成后及時清理場地，恢復實訓室原貌。酸洗廢液收集后加入碳酸鈉中和，經檢驗PH值約為7時，排入地下污水管網。

4 絲網填料防堵防銹措施

絲網填料清洗后基本恢復了原有傳質效果，通過分析填料附著物的成因，近兩年的實訓過程采取了必要的填料防堵防銹措施：首先是將化工實訓中心的水源切換為市政自來水，提升實訓用水的清潔度，減小水的硬度；再者每次實訓結束，要求參訓學生排干吸收塔和解吸塔塔釜殘液，并打開吸收和解吸風機，用空氣吹干絲網填料。這兩項措施的有效執行，明顯減緩了絲網填料堵塞、銹蝕的程度，基本保持了吸收塔氣體吸收率的恒定。

參考文獻

[1]蘭昭洪.金屬絲網波紋填料及其在化工生產中的應用[J].貴州化工，2005，01：13-14+33.

[2]苗琦，苗華威.表面活性劑在金屬清洗方面的應用[J].臺聲.新視角，2005，02：195-197.

作者簡介：徐國欽（1977-），男，本科學歷，講師，主要從事中職化工專業實訓教學及研究。