ขั้นตอนการบำรุงรักษาและการเลิกใช้งานเตาเผา HCl

ในกระบวนการผลิตคลอร์-อัลคาไลและสารเคมีพื้นฐาน เตาเผาสังเคราะห์กรดไฮโดรคลอริก (เตาเผา HCl) มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ก๊าซไฮโดรเจนคลอไรด์จากคลอรีนและไฮโดรเจนที่ผลิตโดยกระบวนการอิเล็กโทรไลซิสผลผลิตที่ได้จะถูกนำไปใช้โดยตรงในการผลิต PVC กรดไฮโดรคลอริก และผลิตภัณฑ์คลอไรด์ขั้นปลาย ในระดับสากล มีการออกแบบหลักสองแบบ ได้แก่ เตาเผาสังเคราะห์กราไฟต์และเตาเผาสังเคราะห์เหล็กหุ้มด้วยน้ำ แบบแรกเป็นแบบเผาไหม้จากด้านล่างหรือด้านบนจากผู้ผลิตเช่น Mersen, SGL Carbon และ Wilk-Graphite ในขณะที่แบบหลังส่วนใหญ่ใช้ในโรงงานขนาดเล็กและขนาดกลาง เตาเผากราไฟต์โดยทั่วไปทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,500°C และภายใต้สภาวะการทำงานพิเศษ อุณหภูมิอาจสูงถึง 2,500°C หัวเผา (หัวเผา HCl) ติดตั้งอยู่ด้านล่างโดยมีเปลวไฟชี้ขึ้นด้านบน และมีแผ่นระบายแรงดันเพื่อความปลอดภัยติดตั้งอยู่ที่ด้านบนของเตาเผา ในกรณีที่เกิดแรงดันเกิน ก๊าซจะถูกปล่อยขึ้นด้านบนอย่างปลอดภัย

สภาพแวดล้อมการทำงานของอุปกรณ์ประเภทนี้รุนแรงมาก กรดไฮโดรคลอริก (HCl) มีฤทธิ์กัดกร่อนโลหะสูงเมื่อมีน้ำเป็นส่วนประกอบ แม้ว่าชิ้นส่วนกราไฟต์จะทนต่อการกัดกร่อน แต่ก็มีความเสี่ยงต่อความเสียหายทางกลสูง กราไฟต์ที่ผ่านกระบวนการชุบต้องผ่านกระบวนการชุบอย่างสมบูรณ์เพื่อให้ทนต่อการกัดกร่อนของ HCl ในช่วงความเข้มข้นและอุณหภูมิที่หลากหลาย ดังนั้น การบำรุงรักษาเตาเผา HCl อย่างสม่ำเสมอจึงจำเป็นต่อการรับประกันการทำงานในระยะยาวของเตาเผา โดยทั่วไปแล้ว รอบการบำรุงรักษาจะอยู่ที่ 36 ถึง 48 เดือน แต่หัวเผามักต้องการการตรวจสอบบ่อยกว่านั้น หากอัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อคลอรีนเบี่ยงเบนไป อาจเกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้ภายในหัวเผา ในโรงงานเคมีแห่งหนึ่งในฝรั่งเศส การควบแน่นในท่อส่งไฮโดรเจนทำให้ปริมาณการไหลของไฮโดรเจนลดลง ส่งผลให้คลอรีนสะสมมากเกินไปภายในเตาเผา ซึ่งในที่สุดก็ทำให้เกิดการระเบิดขึ้นระหว่างการเริ่มต้นการทำงานใหม่จากบทเรียนในโลกแห่งความเป็นจริงเหล่านี้ เราได้ปรับปรุงแผนการบำรุงรักษา/ซ่อมแซมสำหรับหัวเผาเตาเผา HCl ของเราแล้ว ส่วนต่อไปนี้จะอธิบายรายละเอียดทั้งสามขั้นตอน ได้แก่ ขั้นตอนการบำรุงรักษาเตา HCl ขั้นตอนการถอด/รื้อเตา HCl และขั้นตอนการแยกชิ้นส่วนเตา HCl

ขั้นตอนการบำรุงรักษาเตาเผา HCl

การเตรียมการบำรุงรักษาเตาเผา HCl ดำเนินการตามสามขั้นตอนหลัก ขั้นตอนแรกคือการเตรียมการทางเทคนิค โดยตรวจสอบบันทึกจากการบำรุงรักษาครั้งก่อนและวิเคราะห์อาการเสียในปัจจุบันเพื่อกำหนดรายการชิ้นส่วนที่จะต้องเปลี่ยน เช่น หัวเผาไหม้ ส่วนกราไฟต์ และแผ่นกันระเบิด ขั้นตอนที่สองคือการเตรียมการด้านวัสดุ โดยตรวจสอบคุณสมบัติของท่อกราไฟต์สั้น ปะเก็น PTFE แบบขยายตัว และแผ่นแตก ปะเก็นสำหรับตัวเตาเผากราไฟต์โดยทั่วไปมีความหนา 5 มม. และกว้าง 15 มม. ขั้นตอนสุดท้ายคือการเตรียมการด้านความปลอดภัยและการแยกกระบวนการ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่ง หลังจากนำวัสดุออกจากเตาเผาแล้ว จะต้องเติมไนโตรเจนเข้าไปในเตาเผาจนกว่าระดับออกซิเจนและก๊าซที่ติดไฟได้จะเป็นไปตามมาตรฐาน ติดตั้งหน้าแปลนปิดบนท่อส่งคลอรีนและไฮโดรเจน และสามารถเริ่มงานได้ก็ต่อเมื่อปิดท่อส่งทั้งหมดแล้วเท่านั้น

เมื่อเข้าสู่ขั้นตอนการถอดประกอบและตรวจสอบ ขั้นแรกให้ถอดกระจกมองระดับน้ำมันออกเพื่อตรวจสอบความเสียหายของกระจก จากนั้นถอดหัวเผาออกเพื่อตรวจสอบว่าท่อด้านในอุดตันหรือไหม้หรือไม่ หากพบการกัดกร่อนที่ปลายท่อด้านในยาวเกิน 20 มม. จะต้องเปลี่ยนชิ้นส่วนนั้น ถัดไป ให้ถอดแผ่นระเบิดออก จะต้องติดตั้งแผ่นระเบิดใหม่ทุกครั้งที่มีการบำรุงรักษา และห้ามนำแผ่นระเบิดที่แสดงอาการเสียรูปหรือกัดกร่อนกลับมาติดตั้งใหม่ ต้องตรวจสอบท่อส่งก๊าซ HCl เพื่อหาการอุดตันและการกัดกร่อน และต้องตรวจสอบวาล์ว เครื่องวัดการไหล และมาตรวัดอุณหภูมิเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้อย่างถูกต้อง จุดสำคัญของการตรวจสอบตัวเตาคือการวัดความหนาของผนัง บริเวณที่มีความหนาน้อยกว่าที่ออกแบบไว้จะต้องซ่อมแซมหรือเปลี่ยนใหม่ และความเบี่ยงเบนของระดับฐานเตาจะต้องควบคุมให้อยู่ภายใน 3 มม.

ขั้นตอนการซ่อมแซมและการเปลี่ยนชิ้นส่วนเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด เมื่อติดตั้งหัวเผาใหม่ ความเบี่ยงเบนในแนวตั้งต้องไม่เกิน 1 มม. หากมีรอยแตกเล็กน้อยในส่วนกราไฟต์ อาจทำการเชื่อมใหม่ได้ แต่หากมีรอยแตกเป็นบริเวณกว้าง จะต้องเปลี่ยนทั้งส่วน หากหน้าตัดหน้าแปลนเสียหาย จะต้องทำการกลึงเพื่อซ่อมแซม บล็อกกราไฟต์ที่มีคราบตะกรันสะสมมากบนพื้นผิวด้านนอกจะต้องทำการล้างด้วยกรด การกัดกร่อนเฉพาะจุดบนเปลือกเหล็กกล้าคาร์บอนสามารถขัดออกและเชื่อมใหม่ได้ แต่ต้องตรวจสอบความสมบูรณ์ของวัสดุบุภายในก่อน มิฉะนั้น การแทรกซึมของ HCl เข้าไปในชั้นหุ้มอาจทำให้เกิดรอยแตกจากการกัดกร่อนจากความเค้น ขั้นตอนการประกอบใหม่และการทดสอบการใช้งานจะดำเนินการตามลำดับ ได้แก่ การติดตั้งใหม่ การจัดแนว การทดสอบแรงดันและการรั่วไหล และการยอมรับการจุดติดไฟ การซ่อมแซมเตาเผากราไฟต์แบบพิเศษเกี่ยวข้องกับการบำบัดเฉพาะสำหรับเตาเผากราไฟต์ รวมถึงการเชื่อมใหม่ การเปลี่ยนส่วนกราไฟต์ การกลึงหน้าตัดหน้าแปลน และการล้างด้วยกรดเพื่อขจัดคราบตะกรัน

ขั้นตอนการรื้อถอน/กำจัดเตาเผา HCl

ขั้นตอนแรกในการถอดเตา HCl คือการปิดระบบและแยกส่วน หลังจากค่อยๆ ลดปริมาณการไหลของก๊าซเข้าไปในเตาแล้ว ให้ปิดการจ่ายคลอรีนก่อน ตามด้วยการจ่ายไฮโดรเจน และไล่ก๊าซด้วยไนโตรเจนจนกว่าระบบจะตรงตามเกณฑ์ที่ยอมรับได้ ลดความดันและทำให้ระบบเย็นลงต่ำกว่าระดับการทำงานปกติ หลังจากถอดท่อคลอรีนและไฮโดรเจนแล้ว ให้ติดตั้งหน้าแปลนปิดโดยใช้แคลมป์หน้าแปลน ถอดท่อ PVC ที่วิ่งจากช่องระบาย HCl ด้านบนของเตาไปยังตัวดูดซับขั้นแรก และติดตั้งหน้าแปลนปิดเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนการยกในขั้นตอนต่อไป หลังจากถอดหน้าแปลนที่เชื่อมต่อตัวระบายความร้อนกราไฟต์กับเตาสังเคราะห์แล้ว ให้ยกตัวระบายความร้อนทั้งหมดขึ้นและเคลื่อนย้ายไปยังพื้นที่ปลอดภัย

การถอดท่อและอุปกรณ์เสริมควรดำเนินการจากบนลงล่าง จากภายนอกสู่ภายใน โดยถอดสายไฟฟ้าและสายเครื่องมือวัดก่อน ตามด้วยวาล์วและท่อส่งกระบวนการ และสุดท้ายคือตัวอุปกรณ์เอง เมื่อตัดและถอดบันไดและแท่นด้านบนของเตาเผา ให้ระมัดระวังการจัดการงานที่ก่อให้เกิดความร้อนในพื้นที่เสี่ยงต่อการระเบิด การยกและการดึงเป็นขั้นตอนที่มีความเสี่ยงสูงสุดในการถอดเตาเผา HCl เมื่อโรงงานแห่งหนึ่งรื้อถอนเตาเผาสังเคราะห์สูง 16 เมตร หนัก 37 ตัน ได้มีการสำรวจสภาพแวดล้อมการทำงานอย่างครอบคลุมก่อนการรื้อถอน และได้วางแผนเพื่อระบุความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นทีละรายการ บุคลากรทางเทคนิคให้คำแนะนำอย่างเต็มที่ตลอดกระบวนการ และบุคลากรด้านความปลอดภัยที่ได้รับมอบหมายดูแลในสถานที่สำหรับงานที่สูง งานที่ก่อให้เกิดความร้อน และการยกทั้งหมด หลังจากถอดสลักฐานและหน้าแปลนทั้งหมดบนท่อเสริมแล้ว ตัวเตาเผาจะถูกยกออกอย่างปลอดภัยด้วยความช่วยเหลือของเครน การควบคุมความปลอดภัยถูกนำมาใช้ตลอดกระบวนการทั้งหมด ใบอนุญาตทำงาน เขตห้ามเข้า ใบอนุญาตงานที่ก่อให้เกิดความร้อน และการตรวจจับก๊าซล้วนเป็นสิ่งที่บังคับใช้

ขั้นตอนการถอดประกอบเตาเผา HCl

การถอดชิ้นส่วนเตาหลอม HCl เริ่มต้นด้วยการถอดชิ้นส่วนทีละส่วน ขั้นแรก ให้ถอดท่อกราไฟต์สั้นๆ ที่เชื่อมต่อตัวเตาหลอมเหล็กกับตัวเตาหลอมกราไฟต์ออก – ต้องระมัดระวังเป็นพิเศษเมื่อถอดร่องซีลออก หลังจากถอดท่อสั้นๆ ออกแล้ว จึงจะสามารถถอดหน้าแปลนเชื่อมต่อที่ส่วนบนของตัวเตาหลอมเหล็กได้ หลังจากยกตัวเตาหลอมเหล็กออกและวางลงบนพื้นแล้ว ตัวเตาหลอมกราไฟต์จะถูกถอดชิ้นส่วนทีละส่วนจากบนลงล่าง ต้องควบคุมแรงยกอย่างระมัดระวังในระหว่างการถอดชิ้นส่วนกราไฟต์แต่ละส่วน แม้ว่ากราไฟต์ที่ชุบแล้วจะทนต่อการกัดกร่อน แต่ก็มีความต้านทานต่อแรงกระแทกทางกลต่ำ และการชนกันอาจทำให้เกิดรอยแตกได้ง่าย

การกำหนดหมายเลขและการบันทึกเป็นขั้นตอนในกระบวนการถอดประกอบที่มักถูกมองข้าม แต่มีผลกระทบในทางปฏิบัติอย่างมาก ทันทีหลังจากถอดชิ้นส่วนกราไฟต์แต่ละชิ้น ให้กำหนดหมายเลขและวาดภาพร่าง โดยระบุทิศทางของหน้าตัดหน้าแปลนและตำแหน่งของพื้นผิวการปิดผนึก หากไม่มีการกำหนดหมายเลขและบันทึกอย่างถูกต้อง หากประกอบชิ้นส่วนใหม่ในลำดับหรือทิศทางที่ไม่ถูกต้อง หน้าตัดหน้าแปลนจะไม่ตรงกัน และการปิดผนึกจะล้มเหลว การตรวจสอบและซ่อมแซมจะดำเนินการทีละส่วนในระหว่างการถอดประกอบ โดยเน้นการตรวจสอบพื้นผิวด้านในและด้านนอกของบล็อกกราไฟต์เพื่อหารูพรุนจากตะกรัน รอยรั่ว และรอยแตก รวมถึงหน้าตัดหน้าแปลนเพื่อหารอยกัดกร่อน บล็อกกราไฟต์ที่มีตะกรันสะสมมากต้องล้างด้วยกรด รอยแตกเล็กๆ สามารถซ่อมแซมได้ด้วยกาว ในขณะที่รอยแตกที่มีรอยร้าวทะลุหรือความเสียหายอย่างกว้างขวางจะต้องเปลี่ยนใหม่

ระหว่างการบำรุงรักษาเครื่องทำความเย็นกราไฟต์ ต้องตรวจสอบช่องเปิดท่อเพื่อหาการอุดตันด้วย โดยทั่วไปอุณหภูมิขาออกของเตาเผาสังเคราะห์จะอยู่ระหว่าง 450 ถึง 500 องศาเซลเซียส หากอุณหภูมิขาเข้าของเครื่องทำความเย็นลดลงต่ำกว่าจุดน้ำค้างของไฮโดรเจนคลอไรด์ (108.65 องศาเซลเซียส) HCl จะควบแน่นกลายเป็นสารละลายกรดที่กัดกร่อนท่อ ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้อายุการใช้งานของเครื่องทำความเย็นกราไฟต์สั้นลง การรักษาช่วงอุณหภูมินี้เป็นหัวใจสำคัญของการบำรุงรักษาเตาเผา HCl ที่มักถูกมองข้าม แต่ส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ หลังจากตรวจสอบการถอดประกอบเสร็จแล้ว ส่วนประกอบทั้งหมดจะถูกส่งกลับไปยังที่จัดเก็บที่กำหนดตามหมายเลขประจำเครื่อง เพื่อรอการติดตั้งใหม่หรือการกำจัดทิ้ง

ในระหว่างการบำรุงรักษาและการรื้อถอนเตาหลอมกรดไฮโดรคลอริก อาจมีชิ้นส่วนโลหะมีค่าที่ชำรุดบางส่วนที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ คุณสามารถติดต่อ บริษัท รีไซเคิลโลหะมีค่าเพื่อนำชิ้นส่วนเหล่านั้นไปรีไซเคิลได้