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ES2286394T3 - CLEANING PROCEDURE ON THE OVEN THERMAL EXCHANGE SURFACES. - Google Patents

CLEANING PROCEDURE ON THE OVEN THERMAL EXCHANGE SURFACES. Download PDF

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ES2286394T3
ES2286394T3 ES03292721T ES03292721T ES2286394T3 ES 2286394 T3 ES2286394 T3 ES 2286394T3 ES 03292721 T ES03292721 T ES 03292721T ES 03292721 T ES03292721 T ES 03292721T ES 2286394 T3 ES2286394 T3 ES 2286394T3
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ES
Spain
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particles
formulation
cleaned
oven
jet
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ES03292721T
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Spanish (es)
Inventor
Henri Ballereau
Philippe Barre
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CTP ENVIRONNEMENT
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Abstract

The method involves generating a gas stream to be directed towards tubes (2) of a furnace (1), and producing solid particles (6) from a composition constituted of ninety five percent of urea. The solid particles are integrated with the gas stream and the particles are projected at a speed such that they disintegrate when they contact the tubes. The gas stream and the particles are moved along the tubes.

Description

Procedimiento de limpieza en marcha de las superficies de intercambio térmico de hornos.Cleaning procedure in progress of furnace heat exchange surfaces.

La invención se refiere a un procedimiento de limpieza en marcha de las superficies de hornos, en particular de las superficies metálicas de intercambio térmico del lado de los gases del humo de hornos industriales, tales como los hornos de refinado de petróleo y de petroquímica, así como de calderas industriales.The invention relates to a method of cleaning in progress of furnace surfaces, in particular of the metal heat exchange surfaces on the side of the smoke gases from industrial furnaces, such as furnaces oil and petrochemical refining, as well as boilers Industrial

Tales hornos utilizan a menudo fuel pesado como combustible por razones económicas. O, siendo incompleta la combustión del fuel pesado, se forman depósitos sobre las superficies de los intercambios térmicos. Estos depósitos normalmente están constituidos por fracciones pesadas de hidrocarburos, de sílice, de metales pesados y de compuestos estables que conservan un estado sólido en el interior del horno, también a elevada temperatura. Problemas similares igualmente se pueden constatar con otros combustibles líquidos o gaseosos.Such ovens often use heavy fuel as fuel for economic reasons. Or, being incomplete the heavy fuel combustion, deposits are formed on the surfaces of thermal exchanges. These deposits normally they consist of heavy fractions of hydrocarbons, silica, heavy metals and compounds stable that retain a solid state inside the oven, also at high temperature. Similar problems are also they can verify with other liquid or gaseous fuels.

Estos depósitos reducen considerablemente los intercambios térmicos entre los gases de la combustión y el fluido que se tiene que calentar, lo que genera una pérdida de rendimiento del horno.These deposits considerably reduce thermal exchanges between combustion gases and fluid that has to be heated, which results in a loss of performance from the oven.

Se conocen ya diversas técnicas que permiten limpiar las superficies de los intercambios térmicos del horno, manteniendo activo el horno. En particular el documento EP-A-0 410 867 divulga la realización de las etapas siguientes:Various techniques are already known that allow clean the surfaces of the oven's heat exchanges, keeping the oven active. In particular the document EP-A-0 410 867 discloses the completion of the following stages:

- generar un chorro de gas que se dirija hacia las superficies que se tienen que limpiar,- generate a jet of gas that is directed towards the surfaces to be cleaned,

- integrar partículas en estado sólido al chorro de fluido, proyectar las partículas a una velocidad tal que las partículas se desintegren al entrar en contacto con dichas superficies que se tienen que limpiar,- integrate particles in solid state to the jet of fluid, project the particles at a speed such that particles disintegrate upon contact with said surfaces that have to be cleaned,

- desplazar el chorro de fluido y de las partículas a lo largo de las superficies que se tienen que limpiar.- move the fluid stream and the particles along the surfaces that have to clean.

Las partículas eliminan el depósito por un efecto químico oxidante y por un efecto mecánico debido a la velocidad de las partículas que no se subliman hasta que entran en contacto con las superficies que se tienen que limpiar.The particles remove the deposit by a oxidizing chemical effect and by a mechanical effect due to the velocity of particles that do not sublimate until they enter contact with surfaces to be cleaned.

Sin embargo, este procedimiento presenta grandes problemas de seguridad por el aprovisionamiento del agente oxidante en la medida en la que el más satisfactorio está constituido por nitrato de amonio el cual con otros productos puede formar un poderoso explosivo.However, this procedure has large security problems due to the provision of the oxidizing agent to the extent that the most satisfactory is constituted by ammonium nitrate which with other products can form a powerful explosive

Un procedimiento similar que utiliza partículas sólidas de formaldehído de urea es conocido a partir del documento US 6186869 B.A similar procedure that uses particles Urea formaldehyde solids is known from the document US 6186869 B.

La invención contempla por consiguiente proponer una solución que resuelva estos problemas, que sea barata y que conserve una buena eficacia para eliminar el depósito.The invention therefore contemplates proposing a solution that solves these problems, that is cheap and that keep good efficiency to eliminate the deposit.

Para hacer eso, según la invención, se utilizan partículas en las que la formulación está constituida mayoritariamente (en más de 50% en peso) por carbamida.To do that, according to the invention, they are used particles in which the formulation is constituted mostly (in more than 50% by weight) per carbamide.

La carbamida (de urea) es barata y se obtiene sin mayor dificultad bajo la forma de bolas sólidas. Por otra parte, aunque la carbamida no sea un oxidante, se ha revelado más eficaz para eliminar los depósitos que los productos anteriormente utilizados y globalmente menos contaminante.Carbamide (from urea) is cheap and is obtained without major difficulty in the form of solid balls. For other part, although carbamide is not an oxidant, more has been revealed effective to eliminate deposits that products previously used and globally less polluting.

Finalmente, la presencia en mayor cantidad de la carbamida en la formulación permite obtener una temperatura de fusión de la formulación suficientemente elevada para que las partículas no se sublimen antes de que entren en contacto con las superficies que se tienen que limpiar, pero igualmente suficientemente baja como para neutralizar los compuestos ácidos del depósito, para fragilizar por acción química la estructura física del depósito, para después sublimarse o vaporizarse totalmente bajo el calor de los gases de la combustión.Finally, the presence in greater quantity of the carbamide in the formulation allows to obtain a temperature of fusion of the formulation sufficiently high so that the particles do not sublimate before they come into contact with surfaces that have to be cleaned, but equally low enough to neutralize acidic compounds of the deposit, to embrittle the structure by chemical action tank physics, then sublimate or vaporize totally under the heat of combustion gases.

Teniendo en cuenta las ventajas proporcionadas por la carbamida, según la invención, se introduce por lo menos un 95% de carbamida (en peso) en la formulación de las partículas.Taking into account the advantages provided by carbamide, according to the invention, at least one 95% carbamide (by weight) in the formulation of the particles.

Sólo algunos aditivos serán también añadidos en reducidas cantidades para una acción dirigida.Only some additives will also be added in reduced amounts for a targeted action.

En particular, según la invención, se añade una sal de magnesio, ventajosamente de carbonato de magnesio o de silicato de magnesio a la formulación de las partículas.In particular, according to the invention, a magnesium salt, advantageously magnesium carbonate or Magnesium silicate to the formulation of the particles.

Siendo higroscópica la carbamida, la sal de magnesio permite absorber la humedad y evitar la aglomeración de partículas y la obturación del dispositivo que genera el chorro de gas. Además, el magnesio capta el vanadio que a menudo está presente en los depósitos y que provoca la corrosión de las superficies de intercambio térmico. Por otra parte, permite aumentar ligeramente la temperatura de fusión de las partículas, lo que mejora más aún la eficacia de la limpieza.Carbamide being hygroscopic, the salt of Magnesium can absorb moisture and prevent the agglomeration of particles and the sealing of the device that generates the jet of gas. In addition, magnesium captures vanadium that is often present in the tanks and that causes the corrosion of the heat exchange surfaces. Moreover, it allows slightly increase the melting temperature of the particles, what which further improves the efficiency of cleaning.

Ventajosamente, se añade entre el 0,5% y el 5% de sal de magnesio al peso de la formulación de las partículas.Advantageously, between 0.5% and 5% is added of magnesium salt to the weight of the particle formulation.

Esta proporción permite obtener un rendimiento satisfactorio sin generar más que una mínima cantidad de residuos sólidos. En efecto, una parte de la sal de magnesio no se vaporiza y cae sobre la solera del horno con una parte de los depósitos desprendidos de las superficies limpiadas.This proportion allows to obtain a yield satisfactory without generating more than a minimum amount of waste solid. Indeed, a part of the magnesium salt does not vaporize and falls on the hearth of the oven with a part of the deposits detached from cleaned surfaces.

Según otra característica ventajosa de la invención para obtener un buen rendimiento de la formulación, se ajusta el horno de forma que la temperatura de dichas superficies que se tienen que limpiar sea superior a 250ºC.According to another advantageous feature of the invention to obtain a good formulation performance, it adjust the oven so that the temperature of these surfaces that have to be cleaned exceeds 250 ° C.

Así, la formulación, y en particular la carbamida, cambia de estado al entrar en contacto con las superficies que se tienen que limpiar, lo que la hace mucho más potente para reaccionar con los componentes del depósito.Thus, the formulation, and in particular the carbamide, changes state when coming into contact with surfaces that have to be cleaned, which makes it much more powerful to react with the components of the tank.

Por otra parte, ventajosamente se proyectan las partículas para el contacto con las superficies que se tienen que limpiar a una velocidad de por lo menos 50 m/s.On the other hand, advantageously the particles for contact with surfaces that have to be clean at a speed of at least 50 m / s.

Se obtiene también una desintegración satisfactoria de las partículas sólidas de la formulación, lo que mejora todavía su eficacia y asegura una limpieza todavía mejor de dichas superficies por efecto mecánico y químico.Disintegration is also obtained. satisfactory solid particles of the formulation, which it still improves its efficiency and ensures an even better cleaning of said surfaces by mechanical and chemical effect.

La figura adjunta representa esquemáticamente un procedimiento de limpieza de tubos 2 de un horno cilíndrico 1 de una unidad de refinado de petróleo.The attached figure schematically represents a tube cleaning procedure 2 of a cylindrical oven 1 of An oil refining unit.

El horno 1 se mantiene en funcionamiento, calentado por un quemador (no representado). Los tubos 2 se extienden en el interior del horno entre un primer extremo 2a y un segundo extremo 2b. Los hidrocarburos que circulan por el interior de dichos tubos 2 son calentados entre estos dos extremos por el intercambio de calor con el gas de la combustión.The oven 1 is kept running, heated by a burner (not shown). The tubes 2 are extend inside the oven between a first end 2a and a second end 2b. The hydrocarbons that circulate inside of said tubes 2 are heated between these two ends by the heat exchange with combustion gas.

La presencia de un depósito sobre el exterior de los tubos 2 aísla térmicamente el fluido que se tiene que recalentar (aquí los hidrocarburos) de los gases de combustión, lo que necesita aumentar la potencia suministrada por el quemador para mantener el mismo intercambio térmico.The presence of a deposit on the outside of the tubes 2 thermally isolates the fluid that has to be reheat (here hydrocarbons) of flue gases, what you need to increase the power supplied by the burner to Maintain the same heat exchange.

Para desprenderse este depósito, se hace pasar una caña de inyección 4 a través de una abertura 8 practicada en la pared 10 del horno. Esta caña proyecta partículas sólidas 6 contra uno de los tubos. Esta caña 4 está alimentada 4 con aire comprimido a una presión de aproximadamente 5 a 10 bar y con partículas sólidas 6 por un dispositivo provisto a este efecto.To detach this deposit, it is passed an injection rod 4 through an opening 8 made in the wall 10 of the oven. This rod projects solid particles 6 against One of the tubes. This rod 4 is powered 4 with compressed air at a pressure of approximately 5 to 10 bar and with solid particles 6 for a device provided for this purpose.

Las partículas 6 son sensiblemente esféricas y tienen una dimensión comprendida entre 1 y 5 mm, ventajosamente entre 2 y 4 mm. Alcanzan el tubo 2 a una velocidad de por lo menos 50 m/s, ventajosamente entre 100 m/s y 200 m/s. La formulación de las partículas contiene de preferencia alrededor del 98% de carbamida -(NH_{2})_{2}CO -y aproximadamente un 2% de carbonato de magnesio, en peso. Al entrar en contacto con el tubo 2 en el que la temperatura es de por lo menos 250º, las partículas 6 desprenden una parte del depósito, toda la carbamida contenida en las partículas se vaporiza y sólo una cantidad muy reducida de residuos sólidos cae sobre la solera del horno.The particles 6 are substantially spherical and they have a dimension between 1 and 5 mm, advantageously between 2 and 4 mm. They reach tube 2 at a speed of at least 50 m / s, advantageously between 100 m / s and 200 m / s. The formulation of the particles preferably contain about 98% of carbamide - (NH 2) 2 CO -and about 2% of magnesium carbonate, by weight. Upon contact with tube 2 in which the temperature is at least 250 °, the particles 6 they give off a part of the tank, all the carbamide contained in the particles vaporize and only a very small amount of Solid waste falls on the oven floor.

Los derivados ácidos del depósito son neutralizados por los gases emitidos por la descomposición de la formulación, lo que genera un desprendimiento de óxido de azufre, nitrógeno y vapor de agua. El utilizador desplaza entonces la caña de inyección, tal como se ilustra mediante la flecha 12, entre el primer extremo 2a y el segundo extremo 2b del tubo 2, a fin de retirar el depósito sobre el conjunto del tubo. En caso de necesidad, hace pasar la caña por otras aberturas existentes o especialmente creadas en las paredes del horno y procede de manera análoga con los otros tubos 2.The acid derivatives of the deposit are neutralized by the gases emitted by the decomposition of the formulation, which generates a release of sulfur oxide, nitrogen and water vapor. The user then moves the rod injection, as illustrated by arrow 12, between the first end 2a and the second end 2b of the tube 2, in order to remove the tank on the tube assembly. In case of need, passes the rod through other existing openings or specially created in the oven walls and proceed in a manner analogous with the other tubes 2.

Claims (9)

1. Procedimiento de limpieza en marcha de las superficies (2) de hornos (1), en particular de las superficies metálicas de intercambio térmico del lado de los gases del humo de hornos industriales, en el cual se realizan las etapas siguientes:1. Cleaning procedure in progress of furnace surfaces (2) (1), in particular surfaces metal heat exchange of the smoke side of industrial ovens, in which the stages are performed following: - se genera un chorro de gas que se dirige hacia las superficies que se tienen que limpiar,- a jet of gas is generated that is directed towards the surfaces to be cleaned, - se integran partículas (6) en estado sólido al chorro de gas y se proyectan las partículas a una velocidad tal que las partículas se desintegren al entrar en contacto con dichas superficies que se tienen que limpiar,- particles (6) are integrated in solid state at gas jet and particles are projected at a rate such that the particles disintegrate upon contact with said surfaces that have to be cleaned, - se desplaza el chorro de gas y de las partículas a lo largo de las superficies que se tienen que limpiar,- the jet of gas and the particles along the surfaces that have to clean, dicho procedimiento estando caracterizado porque se utilizan partículas cuya formulación está constituida mayoritariamente por carbamida.said process being characterized in that particles whose formulation is constituted mainly of carbamide are used. 2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque se introduce por lo menos un 95% de carbamida en la formulación de las partículas.2. Method according to claim 1 characterized in that at least 95% carbamide is introduced into the formulation of the particles. 3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 caracterizado porque se añade una sal de magnesio a la formulación de las partículas.3. Method according to claim 1 or claim 2 characterized in that a magnesium salt is added to the formulation of the particles. 4. Procedimiento según la reivindicación 3 caracterizado porque se añade entre un 0,5% y un 5% de sal de magnesio a la formulación de las partículas.4. Method according to claim 3 characterized in that between 0.5% and 5% magnesium salt is added to the particle formulation. 5. Procedimiento según la reivindicación 3 o la reivindicación 4 caracterizado porque se añade carbonato de magnesio a la formulación de las partículas.5. Method according to claim 3 or claim 4 characterized in that magnesium carbonate is added to the formulation of the particles. 6. Procedimiento según la reivindicación 3 o la reivindicación 4 caracterizado porque se añade silicato de magnesio a la formulación de las partículas.6. Method according to claim 3 or claim 4 characterized in that magnesium silicate is added to the particle formulation. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se regula el horno de forma que la temperatura de las superficies que se tienen que limpiar sea superior a 250ºC.7. Method according to any of the preceding claims characterized in that the oven is regulated so that the temperature of the surfaces to be cleaned is greater than 250 ° C. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque se proyectan las partículas para que entren en contacto con las superficies que se tienen que limpiar a una velocidad de por lo menos 50 m/s.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the particles are projected to come into contact with the surfaces to be cleaned at a speed of at least 50 m / s. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque un conducto conteniendo un fluido de recalentamiento que se extiende por el interior del horno entre un primer (2a) y un segundo (2b) extremo, desplaza el chorro de fluido desde el primer hasta el segundo extremo.Method according to any one of the preceding claims, characterized in that a duct containing a reheating fluid that extends through the interior of the oven between a first (2a) and a second (2b) end displaces the fluid jet from the first to the second end
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