依据硫酸盐水垢的形成原因,讨论了以往硫酸盐水垢在清洗过程中遇到的各种困难,开发了在常温常压下快速清除硫酸盐垢的技术及产品,结果表明:该技术及产品对硫酸盐的溶解能力强、清洗速度快,并且对金属无腐饮。 关键词 硫酸盐水垢 常温 常压 化学清洗 硫酸盐水垢的形成与使用水的品质有关,就工业循环水而言,大多企业一般通过添加H2SO4 来调整系统的pH值,但由于操作问题,使某些换热设备表面形成非常坚硬的硫酸盐水垢,厚度通常为3 mm左右。如:在我国北方,锅炉结硫酸盐水垢较为常见,而卤水管线形成的硫酸盐垢,质地坚硬,且厚度可达30 mm,严重影响生产的正常进行。 国内外现有的硫酸盐垢清洗技术一般为碱煮炉转化,然后再配合酸洗,这种技术清除率低,受操作条件的制约,都不能得到好的清洗效果。按国家锅炉化学清洗规则,在一定温度,一定压力,经数天施工的清除率也只有60%,并且对金属具有一定的腐蚀,同时在许多场合是不具备这种施工条件 的。 因此,开发“常温常压条件下硫酸盐水垢快速清洗技术”具有非常重要的现实意义。
1 垢样分析 通过对沈阳某清洗公司、山西阳泉辰光热电有限公司提供的垢样及儿家卤水硫酸盐垢进行垢样分析。垢样为白色或淡黄色坚硬固体,CaSO、含量达60%以上,有的甚至达90%,为酸洗不溶物。
2 硫酸盐垢快速清洗剂的开发 硫酸盐垢快速清洗剂的开发考虑到以下几方面的因素:
1) 安全环保:对设备无腐蚀或微腐蚀,对人身或环境安全;
2) 清洗条件:常温常压;
3) 方便施工:浸泡或泵循环清洗;
4) 检验方便:以小样浸泡溶解用时的2倍计算施工时间;
5) 成本低廉:清洗费用低。
3除垢原理
硫酸盐垢快速清洗是在常温常压条件下进行的,当进行清洗时,固相的硫酸盐与清洗溶液起反应,使难溶垢转变为松散泥状产物,此产物具有一定的流动性,并可随溶液一起被带出设备。 其反应方程式为: CaS04 +2NaOH→Ca(OH)2+Na2S04 3CaSO4 +2Na3PO4→Ca3(P04)2+3Na2SO4 该清洗过程是在碱性条件下进行的,pH值超过13,使金属表面由活性状态转为钝态,清洗后金属表面自然形成钝化膜,其钝化过程与煮炉类似,不会引起金属腐蚀。
4 试验 依据开发思路进行大量的溶垢试验,确定了该清洗剂的组分,最终试验时对垢物不进行破碎处理,尽量保持原样,在常温常压卜置于专用清洗剂中浸泡,直至完全溶解。专用清洗剂的主要成分为:耐碱性的表面活性剂(微量),如:OP-10, AES等,碱性清洗剂(主剂,质量分数一般在10%~15%,如果碱性清洗剂质量分数<10%,则溶垢效果较差),强力渗透剂(鳌合剂,鳌合垢中的钙离子,使反应向有利于溶垢的方向进行)。