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工業清洗:洗出碧水藍天

   2014-02-11 中國化工報李東周

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國外進口自動化換熱器清洗設備。 (清洗協會 供圖)

 
  我國工業清洗行業是隨著石油和化工行業的發展而不斷壯大起來的。近年來,隨著國家對石油和化工行業節能降耗和環境保護的要求日益提高,尤其是今年年初,工業和信息化部正式發布《石化和化學工業節能減排指導意見》,國家發改委也隨后公布了2012年萬家企業節能目標責任考核結果,石化行業節能減排壓力日增,這為工業清洗行業帶來了新的機會,也對工業清洗提出了更高的要求。那么,目前我國工業清洗在推動工業節能環保的進程中扮演著怎樣的角色?當前存在哪些問題?未來有怎樣的發展方向?對此,記者近日采訪了有關專家。


  工業清洗助推石化節能減排


  中國工業清洗協會理事長陸韶華表示,工業清洗技術的發展能為我國節能降耗工作提供有效的技術服務,清洗技術在節能降耗、安全穩產、提高產品質量、加快生產速度、延長設備使用壽命、降低環境污染等方面發揮著越來越重要的作用。根據中國“十二五”十大重點節能工程實施意見提出的節能目標,清洗行業對“十二五”的節能貢獻率至少可達5%。


  最新數據顯示,2013年石油和化學工業實現主營收入約13.3萬億元,同比增長9.2%。工業清洗是保障石化裝置穩定可靠運行的必備手段和途徑之一。其年度可預測常規檢修類清洗工業產值即達20億~25億元。同時,石油和化學工業中還廣泛使用多種熱交換和反應、合成設備,其表面的物料殘留、銹垢等的存在和附著,均會對裝置的效率和能源消耗帶來直接影響。化工設備通過清洗,可大大降低能耗,提高生產效率。


  此外,工業清洗可以使石油化工裝置達到滿負荷生產工藝設計的要求,保證投料開車和生產的順利進行,提高產品合格率;在役設備的清洗可恢復設備裝置的生產能力、保證生產連續高負荷運行,有效延長設備的使用壽命,有利于節能降耗和提高效率,減少二氧化碳、二氧化硫的排放。


  然而,陸韶華指出,工業清洗在推動節能減排進程的同時,也要面對環境保護的挑戰。“清洗本身就是在治理設備環境和產品環境,但清洗廢液中含有大量污染物,對環境影響較大,必須經過適當處理才能排放。”陸韶華表示。


  據記者了解,工業清洗過程會產生各種類型的清洗廢液,一般化學清洗過程中將產生堿洗廢液、酸洗廢液、鈍化廢液、堿洗和酸洗后的水沖洗廢液,在印染行業、電子行業及其他行業清洗還產生大量有機溶劑清洗廢液,而表面活性劑的廣泛應用,產生了很多水基金屬清洗劑廢液。此外,還有許多其他清洗廢液如放射性清洗廢水、物理清洗廢液和微生物清洗廢液等。

 


長輸管道PIG清洗現場。(清洗協會 供圖)


  四大突出問題亟待解決


  經過多年的發展,我國清洗行業整體技術水平顯著提高,裝備條件大為改善,并取得了一批科技成果。然而,陸韶華指出,我國清洗產業的發展水平與發達國家相比仍存在較大差距,面臨的困難和問題還有很多。


  首先,科技在支撐產業發展方面,還存在嚴重不足,研究開發嚴重滯后于生產施工需求。


  清洗技術是一項多學科聯動發展的交叉性工程技術,涉及到化學、物理學、生物學、材料學、腐蝕學、機械加工學、成型工藝學等多個學科,其發展受相關學科的制約較大。例如,化學清洗使用的緩蝕劑、促進劑、清洗助劑和表面活性劑,需要依賴高等有機合成技術、分析和測試技術;微生物清洗技術水平則取決于生物提取、合成和培養技術的發展程度;物理清洗則受機械加工技術、成型工藝技術的制約。


  陸韶華告訴記者,目前的清洗施工隊伍注重經營和管理,而對科研開發的投入很少甚至等于零。大專院校和科研院所則因資金困難,成果推廣缺乏后勁等因素,投入的人力物力非常有限,僅在個別項目或特殊區域內開展研究。


  據統計,從事清洗技術開發的科技人員不足本行業總人數的1%,投入的經費不到清洗業總產值的2%,在這樣的條件下,清洗技術的開發進度不能趕上日新月異的市場需求。


  其次,環境保護對清洗行業提出了新課題,但環保型清洗技術開發速度緩慢。


  據悉,化學清洗工程往往是搶修工程,時間短,任務急,工程費用不包括廢物處理費用,清洗設施多是臨時的,清洗對象是污染性強的油垢、銹垢等污物。清洗時產生的廢水、廢氣、廢渣都具較強的污染性,廢物的排出往往要求快速,排出量較大。


  另外,利用臨時清洗設施處理廢物,達到國家排放標準,技術上有困難,資金上不允許,這也為清洗產業和接受服務的行業提出了新課題。


  為此,陸韶華建議,接受服務的行業(如化工行業)要支持和配合清洗廢物處理和綜合利用,利用清洗臨時設施做初級處理,再用廠方原有固定式廢物處理設施徹底凈化處理,達標排放。而在資金方面,廢液處理費用應納入清洗費用中。他同時建議清洗行業加大科研開發力度,開發環保型綠色清洗劑技術及產品、具有生物降解的功能性清洗劑,從分子設計水平開始控制環境污染。并研究開發物理清洗廢物的分離處理技術。


  據介紹,綠色環保清洗技術,就是在清洗污垢的同時要兼顧環境的保護和治理。清洗本身就是在治理設備環境和產品環境。清洗廢棄物的產生與處理,是制約綠色環保清洗技術的關鍵因素。工業清洗行業雖然是節能行業,但如果不采取積極措施也會產生污染。


  “企業必須遵守國家的相關法規政策,對工業清洗廢液、廢渣逐步實現減排、零排。減少化學藥劑的使用、開發綠色環保清洗技術、優化清洗工藝、嚴格廢棄物處理等是行業面臨的緊迫課題。”陸韶華指出,開發新型環保、無污染、低成本的綠色清洗技術已經成為清洗業必然發展趨勢和競爭條件。只有持續不斷開發和使用新型環保的清洗技術和產品,通過環保清洗、減少排放,才能不斷提高企業的競爭能力,拓展業務范圍,擴大生存空間。


  據了解,目前,有機溶劑清洗劑正處于從非環保成分到環保成分的更替環節,環境污染嚴重以及對人體毒害性大的清洗劑正在被淘汰,綠色無毒低毒的環境友好型清洗劑在不斷問世。然而,迄今為止還沒有滿意的替代類清洗劑出現。


  再次,工業清洗企業準入門檻太低,惡性競爭加劇。


  隨著全社會對安全、環保和效率等因素的要求程度進一步提高,對規范、專業、品牌化的清洗服務的需求將愈來愈大。


  據不完全統計,目前我國已經有各種清洗公司15000多家,但品牌企業并不多。由于行業準入門檻太低,因此工業清洗行業以個體企業為主,占到60%~70%,并呈急劇上升的態勢,其中相當一部分企業不具備清洗大型工程的技術和設備,但卻可以絕對的低價擾亂工程的投標。


  最后,工業清洗行業標準較為落后,不能滿足工業清洗需求。


  中國工業清洗協會秘書長趙智科告訴記者,近年來,隨著我國石化、化工行業的不斷壯大,工業清洗行業也得到快速發展,各種新技術得到廣泛應用,行業總體技術水平大幅度提高。然而,我國工業清洗行業標準化建設工作一直處于邊緣狀態,由于缺少工業清洗質量標準,工程報價經常與質量相背離。由于缺少系統的安全施工標準,施工過程無法得到有效指導,直接影響施工質量。


  “我國如不盡快建立工業清洗行業國家標準,將不利于提高國內清洗企業的競爭力。”趙智科表示。


  據了解,目前,美國、德國、俄羅斯等國家已制定了工業清洗相關標準。我國的工業清洗行業是從化學清洗發展起來的,因此,化學清洗的規范標準制定的比較多,約占全行業的70%,物理清洗僅占30%。特別是近年來我國的高壓水清洗、干冰清洗、超聲波清洗等物理清洗技術發展迅速,但物理清洗的行業標準除高壓水有一個行業施工規范,其余幾乎沒有,嚴重的制約了物理清洗的發展。而在西方發達國家則恰恰相反,化學清洗約占20%,其余均為物理清洗。

 

四川天華股份有限公司檢修人員正對丁二醇裝置設備反應器進行清洗。 (黃貴春 供圖)


  物理清洗技術潛力巨大


  近年來,物理清洗因其高效、無腐蝕、安全、環保等優點,越來越受到國內的重視。


  據了解,物理清洗是利用力學、熱學、聲學、光學原理依靠外來能量,如超聲波、高壓,沖擊、紫外線、蒸汽等清洗物體表面的方法。


  多年來,由于傳統清洗操作簡單,或只是作為一道工序依附于生產過程中,清洗作為一項工業技術沒有得到應有的重視,我國清洗行業一直處于以化學和手工清洗為主的落后狀態。工人勞動強度大、效率低,清洗潔凈度低、成本高,不能滿足工業清洗要求。隨著經濟的發展和對清洗技術及產品的需求的增大,清洗已成為一個發展迅猛、潛力巨大的行業,科技的進步也推動了清洗技術和裝備的快速發展。


  陸韶華說,我國目前正處在物理清洗發展的第二階段,高壓水射流清洗、干冰清洗、超聲波清洗、PIG管道清洗和激光清洗技術得到實際應用,但在物理清洗技術的集成方面則剛剛起步,而國外已有較大發展。


  據了解,在國內,物理清洗約占工業清洗整體市場份額的30%。其中,高壓水射流清洗占工業清洗整體市場份額的20%,超聲波清洗占工業清洗整體市場份額的5%,PIG清洗占工業清洗整體市場份額的3%,干冰清洗等其他物理清洗技術占工業清洗整體市場份額的2%。

 
  為指導節水技術開發和推廣應用,推動節水技術進步,提高用水效率和效益,促進水資源的可持續利用,國家發展改革委、科技部會同水利部、建設部和農業部組織制定了《中國節水技術政策大綱》。大綱中指出,應積極推廣逆流漂洗、噴淋洗滌、汽水沖洗、氣霧噴洗、高壓水洗、振蕩水洗、高效轉盤等節水技術和設備,發展裝備節水清洗技術。行業應積極推廣可再循環再利用的清洗劑或多步合一的清洗劑及清洗技術;推廣干冰清洗、微生物清洗、噴淋清洗、水汽脈沖清洗、不停車在線清洗等技術;發展環境節水洗滌技術,推廣使用再生水和具有光催化或空氣催化的自清潔涂膜技術。


  陸韶華指出,從目前來看,我國清洗行業使用的清洗介質還是以淡水為主,清洗行業從業人員應積極研究開發節水型環保清洗新技術,并加大現有符合國家要求的清洗技術的使用力度。總之,物理清洗將成為未來工業清洗技術的重要發展方向,我國工業領域物理清洗存在著廣闊的空間,有著無限的商機。

 


超大型石油儲罐機械清洗現場。(清洗協會 供圖)
 

 
 
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