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山东油罐清洗,铁路油罐车清洗效果因素分析

2020-03-24

摘要:阐述了铁路油罐车清洗种类和现状,分析了机械清洗系统的水压、水温、流量及清洗抽残系统的选配.探讨了干冰清洗的可行性,为铁路油罐车清洗技术进步提供了参考。

关键词:铁路油罐车;机械清洗;清洗效果

目前,油罐车清洗方法可分为物理清洗、化学清洗及物理化学清洗.选择不同的清洗技术,清洗效果及清洗成本也不同,应综合分析比较,合理选择清洗技术.1清洗技术概况国外油品输送主要以管道为主,铁路罐车为辅,铁路罐车下卸开口结构使得装卸作业人为带入的杂质基本消除,罐内壁污垢随着车体的运动积累减少.西欧等发达国家已有多年的清洗经验,其清洗方法主要采用物理清洗和化学清洗.到目前为止,物理清洗方法中的高压水射流清洗技术约占工业清洗领域80%的份额。

以下对几种清洗技术分别进行介绍:

(1)人工清洗人工清洗是指工人佩戴安全防护用品和作业工具,进到罐内清洗,属于物理清洗.人工清洗技术由于罐体结构形式和自身佩戴负荷加重等不利于作业因素,使得清洗效率较低、劳动强度大、清洗合格率低,清洗过程中,罐顶挥发出来的油气一方面对清洗工人健康危害较大,另一方面对环境污染较大。

(2)高温蒸气蒸洗高温蒸气蒸洗是将低压蒸气通入罐内,利用油污垢在高温状态下粘度降低的特性,使粘稠、固化的油污转化为液态或气态,然后改为人工清洗,属于物理清洗.高温蒸气蒸洗技术存在一定缺点:从罐顶孔口挥发出来的油气,在没有回收设施的前提下,挥发到空气中,一方面污染环境,另一方面如果在空气中达到爆炸浓度范围,则遇到火源随即产生爆炸,引发事故.

(3)机械清洗机械清洗是指一定压力的新鲜水经管路进入储水罐,给水泵将储水罐的水通过管路送至具有独特传动结构的洗罐器喷嘴,形成三维空间高速水流轨迹,彻底冲洗整个油罐内的油污,是物理清洗的一种.

(4)干冰清洗干冰清洗属于物理清洗技术,利用冲击力使附着物剥离、利用大幅度的温度差使剥离力提升及利用升华作用清除附着物.干冰清洗技术具有低污染、高效率、效果好等优点,目前在汽车、橡胶、印刷、铸造、食品加工、航空、电力、医药等多个领域都有广泛的应用.对于油罐车的清洗,由于仍有油污冷凝后的排出及费用等问题需研究解决,故还未在油罐车清洗行业中推广使用.

(5)化学清洗化学清洗是指以添加了化学药剂的水溶液作为清洗介质,清洗后污水成分复杂,处理难度大、清洗成本较高;另外,油罐车在清洗不干净时,罐内留存的微量化学品会对输送的油品有质量影响.综上,对于油罐车的清洗,传统的人工清洗存在高能耗、高成本、环境污染大、对操作工人职业毒害程度大等缺点,不符合国家相关产业政策、清洁生产和以人为本理念;高温清洗存在一定的安全隐患;干冰清洗仍未得到广泛推广;化学清洗成本过高.借鉴国外先进的洗车经验,目前国内逐步开始采用机械清洗,并尝试干冰清洗.

机械清洗

(1)系统构成机械清洗按功能可分为牵引、供水、清洗、抽残、烘干、人工呼吸、电视监控7个系统。

(2)清洗原理需要清洗的油罐车交由牵引系统牵引对位后,先观察罐车内剩余物料情况,如果残料较多,先抽残再清洗.新鲜水经管路进入储水罐(如果需要用热水清洗,用温度控制系统控制蒸汽将水加热至需要温度),来自储水罐的新鲜水经给水泵送至洗罐器,由喷嘴喷出至罐壁,进行清洗.清洗过程开始后,利用真空泵机组造成真空,将废水抽至污水罐.射流清洗内壁残料结束后,工人戴长管呼吸面罩进入罐车内,用清水将罐车壁上残余、喷溅的脏水边冲边打扫,同时用抽水管将脏水抽吸至污水罐内,待脏水置换干净后再对个别残余的死角进行局部处理,将抽不走的残渣清走;然后用拖布将罐车内壁的可见水珠擦拭干净.人工清扫结束后,用热风(或凉风)将罐车内壁烘干;烘干后,如有明显的浮锈,可用抹布擦拭。

(3)供水压力确定不同的清洗水压不仅影响其清洗效果,同时造成洗车成本的不同[2],故宜遵循以下水压选择的原则:

①对于固定的洗罐站,对待洗的罐车类型、容积、内壁材料、污垢特性及洗车远景规划等,宜进行统计分析,根据分析结果合理选择供水压力。

②供水压力强度必须大于罐底积液层处油垢物的耐压强度而小于罐内壁抗压强度.

(4)水流量确定清洗水压强度足以使罐壁污垢破坏、剥离及冲刷的情况下,如果要提高清洗效果,根据水射流清洗的喷射力计算式可得出,清洗水流量是影响清洗效果的主要因素.水射流清洗的喷射力表示为由式(1)可见,水射流清洗的喷射力Fp与流量Q成正比,与压力Pd的平方根成正比,说明流量是影响清洗效果的主要因素之一,由此得出流量选择宜遵循的原则:若增加流量,供水系统、清洗系统、抽残系统规模增大,污水处理量增大,投资和能耗增加;若减少流量,达不到清洗效果,需要根据待洗车辆特征等因素进行综合分析论证.

(5)水温度确定油的污垢粘度随清洗水温度的不同而有明显变化:水温升高,油的污垢粘度降低,垢层剥离、断裂、脱落的速度加快,清洗时间缩短.根据国内油罐车残余油污的物性、清洗车辆所在地区环境温度及洗车行业经验数据等分析,水温控制在40~70℃为宜.

(6)清洗系统、抽残系统选配旋转喷头是水射流清洗系统中关键的组成元件,为了避免污垢尚未被破坏而射流就滑离打击点的现象出现,必须优选合适的旋转速度[4].旋转喷头喷嘴是形成水射流重要的部件,需严格按设计者给出的粗糙度和精度进行加工,以减少因流道粗糙造成的能量损失,确保喷嘴出口处水射流动能值最大.在清洗的同时要合理选配抽残系统,确保抽残时间和清洗时间相近,保证罐底的清洗质量.需根据清洗罐车的规模。以及清洗车辆的布置方案、待清洗车辆的特征、普洗或者特洗、清洗地区配套设施、清洗地区环境条件、洗车成本等因素综合分析。

3干冰清洗干冰清洗技术是最近几年新兴的一种工业清洗技术,其原理是利用干冰升华时温度较低的特性,以压缩空气为载体将干冰颗粒喷射作用于污物表面,使被处理物体表面的污垢在极短的时间内冷冻、脆化以至爆裂.同时,当干冰颗粒进入污垢的裂缝后立即气化,其体积在千分之几秒内膨胀近800倍,在附着物与附着体之间形成一种“微型”爆炸,从而把污物层吹扫带离物体表面.干冰喷射法清洗油罐车的可行性主要有

(1)干冰在通常状态下能够迅速升华变成CO2气体,这就大大降低了油罐车着火爆炸的危险性.

(2)干冰升华时急剧、大量吸热的特性,使得油污冷凝并以固化形式被清理出去成为可能,这既减少了油蒸气对周围环境的污染,也为回收油污中的烃类成分、有效避免能源浪费提供了便利.

(3)采用干冰对油罐车内壁喷射时,由于油污与罐壁金属的热胀冷缩系数不同,二者之间的附着力必然降低而产生缝隙,干冰微粒进入缝隙后气化,使得固化、脆裂的油污更容易从罐壁表面剥离下来.此外,干冰在喷射过程中的冲击力也必然会对油污产生冲蚀、剥离作用。

(4)干冰升华后,尽管CO2气体密度较空气稍重而不易从罐内排出,但由于CO2气体几乎不溶于油品,因此,盛装油品后,几乎不会对油品的品质产生任何影响,而且排出罐外的CO2气体也不会造成人员的毒害和环境的污染.油罐车的干冰清洗技术方案还只是一个初步的理论构想,仍存在着许多问题有待进一步研究解决.随着全球一体化步伐的加快,国内油罐车清洗技术必然趋向国际先进水平.选用高效低污染、本质安全高、清洗成本低的工艺技术势在必行.


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