高压注胶技术在硫酸干吸塔堵漏上的成功应用

刘朝云(云南云铜锌业股份有限公司 650102）

过卫东 张荣泽（甘肃中顺石化工程装备有限公司 730060）

1、概述

赞比亚谦比希铜冶炼公司是由中国有色矿业集团公司与云南铜业集团公司共同投资，在赞比亚基特韦市谦比希镇建设的冶炼厂，是我国海外新建的第一家大型铜冶炼厂。一期工程年产15万吨粗铜、28万吨硫酸。火法系统采用富氧顶吹熔池熔炼（ISA熔炼）加电炉贫化分离、PS转炉吹炼，制酸系统采用净化加二转二吸工艺流程，一期工程于2009年2月份投产。

2、泄漏状况与原因

投产6个月后，制酸系统中间吸收塔开始泄漏，泄漏部位在进口烟气管上部，采用电焊焊补堵漏。两个月后，中间吸收塔再次泄漏，泄漏部位在第一次焊补点附近。这次采用加制一个碳钢盒子，盒子内注KPI胶泥堵漏，此次堵漏也没能根本解决问题。一个月以后，中间吸收塔、最终吸塔塔壁先后开始泄漏。自此后，两个吸收塔每个月都有一到两次泄漏，泄漏时间、泄漏部位不固定。每次泄漏，系统被迫停产应急处理，制约着生产，同时存在着较大的安环隐患。

两个吸收塔内部防护层结构为三层，第一层为耐酸瓷砖（瓷条梁以下部份为双层砖，瓷条梁到除雾器上部为单层砖），瓷砖间用KPI胶泥砌筑；第二层设计为青石棉（主要为了消除铁钢与瓷砖热膨胀差异），由于运输困难，施工时改为了陶瓷纤维垫；第三层为碳钢壳体。

静态的98%硫酸与碳钢表面反应形成薄而致密的Fe3O4，Fe3O4难溶于98%硫酸，从而形成保护层，能极大延缓碳钢腐蚀速度。而流动的98%硫酸，将薄而致密Fe3O4保护层冲刷走，从而一层一层的快速腐蚀碳钢。

针对泄漏状况及泄漏频度越来越高的状况，分析泄漏主要原因是：吸收塔内部瓷砖砌筑质量不好，浓酸进入瓷砖、陶瓷纤维垫、塔壁之间，腐蚀了陶瓷纤维垫，并且在瓷砖、塔壁与陶瓷纤维垫之间已形成浓酸流道，从而快速腐蚀碳钢表面，形成泄漏。

3、堵漏修复方案制定

对于硫酸干吸塔泄漏，目前采用的处理方法有四种：a、漏点处直接用电焊焊补；b、漏点处加一个碳钢盒子，盒子内注KPI胶泥；c、漏点处钢板割开，用KPI胶泥对瓷砖缝进行填塞后，涂上一层胶泥再焊补；d、采用罐体成膜高压注胶堵漏技术修复。

前三种方法修复过程简单、修复时间短、投资少，可以短时间内解决泄漏问题。但对于砖体与钢板之间已形成浓酸流道的严重泄漏，前三种方案都是治标不治本，不能从根本上解决问题。

罐体成膜注胶堵漏技术是在吸收塔表面打出注胶孔，用高压注胶泵在注胶孔上注入3216半固体复合修复材料，将钢体、石棉板、瓷砖结合为一体，在三者之间形成致密的结构层，阻断介质对吸收塔钢体的腐蚀，从而达到彻底修复目的。

为确保系统的长期稳定生产，经公司相关人员讨论，决定采用：罐体成膜高压注胶堵漏技术从根本上修复两个吸收塔。

4、堵漏修复过程

堵漏施工流程如下：

a：硫酸系统停产，吹SO3，吹SO3同时在两个吸收塔周围塔建施工用脚手架。

b：对塔体表面泄漏和破损处用石灰进行中和处理，然后用清水清洗干净。

c：对塔体表面泄漏和破损进行补焊，所有焊缝均焊两遍。补焊时钢板要求大于或等于原塔体钢板厚度，以保证注胶时钢体强度足够。

d：在注胶部位用电钻打出注胶孔，注胶孔孔径φ=7mm、孔间隙为300mm-400mm。

e：对注胶孔用丝锥进行过丝处理，丝锥规格为M8。

f：在打出的丝锥孔上装M8的带压堵漏注射阀 （注胶考克），在注胶考克上用手动注胶泵进行高压注胶。每一胶孔依次用高压注胶枪进行注胶，保证每一个注胶部位填充饱满，使注入的胶液填满瓷砖与陶瓷纤维垫之间及陶瓷纤维垫与钢板之间的间隙，使三者成为一体。

g：为保证注胶的质量，注胶先后分四次进行。第一次采用5公斤压力、第二次采用7公斤压力、第三次采用8.5公斤压力、第四次采用10公斤压力。每次注胶完毕等待4个小时，进行下一次注胶。注意注胶时的压力控制，不能超过10公斤，以防压力过大，将内部衬砖水平胶泥打出裂缝，形成内部泄漏。同时，注胶时塔体内应有专人检查，发现有胶从内部溢出，必须对溢出源点的外部胶孔放慢注胶速度，多次注胶，直到不再有胶从内部衬砖处溢出。

h：4次注胶完毕，对注胶孔用电焊进行密封。

i：对整个施工再次检查，确认全部按工序质量达到要求后，进行现场清理。

j：施工完毕，保养24小时后，系统复产。

5、堵漏修复后的效果

自2010年12月修复投运至今，两个吸收塔没有再发生过泄漏现象。而在2010年一年时间内，由于两个吸收塔泄漏引起系统停产时间达240多个小时。 通过该修复工程，解决了长期制约公司生产的一个难题，直接产生了较大的经济效益，而且解决了由于两个干吸塔浓酸泄漏致安全事故、环保事故发生的隐患，间接产生了巨大的安环效益。

6、结束语

罐体成膜高压注胶堵漏技术是一种新型的硫酸防堵漏技术，施工时虽然需要时间较长，一次性投资较大，但在解决浓酸塔、浓酸槽瓷砖与塔壁间完全形成流道的严重泄漏上是一种可行的、较为理想的方案，在硫酸生产中可以推广应用。

1、过卫东 干吸塔和循环槽泄漏的处理及预防硫酸工业2010年第5期

2、李益民 高压注胶堵漏技术应用之浅析 化学工程与装备2010年第5期