化學清洗與清洗劑

化學清洗設(shè)備清洗的目的在工業(yè)生產(chǎn)過程中，由于各種原因，設(shè)備（各類塔器、各種換熱器、各種罐類容器、各種反應(yīng)釜）和管線中都會產(chǎn)生如聚合物、結(jié)焦、油污垢、水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)物等污垢。這些污垢使設(shè)備和管線失效，裝置系統(tǒng)生產(chǎn)效率下降，能耗、物耗增加，嚴重時能使流程中斷，裝置被迫停產(chǎn)，造成經(jīng)濟損失，甚至可能發(fā)生惡性事故。當今完全避免污垢的產(chǎn)生式不可能的，因此，清洗設(shè)備成為工業(yè)生產(chǎn)，尤其是石油化工生產(chǎn)中不可缺少的環(huán)節(jié)。清洗的作用或目的主要有兩點：一是恢復生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中，有時候會因為突發(fā)情況或由于操作不當造成個別設(shè)備或局部管線結(jié)垢、堵塞，因而影響生產(chǎn)正常進行，針對這時的情況，主要是迅速清除污垢，保證生產(chǎn)裝置繼續(xù)運轉(zhuǎn)，恢復生產(chǎn)。二是恢復裝置生產(chǎn)效率。如石油化工裝置結(jié)垢后換熱設(shè)備傳熱系數(shù)減小，管線流通面積減小或流通阻力增大，使能耗、物耗增加，生產(chǎn)效率下降，通過清洗除垢來恢復裝置的生產(chǎn)效率。設(shè)備清洗的意義1）提高換熱效率，節(jié)約能源換熱器、鍋爐傳熱設(shè)備結(jié)垢后，設(shè)備傳熱效率將降低，造成大量的能量浪費。垢層的熱導率與碳鋼相比很小，水垢引起相當大的傳熱損失，在維護正常生產(chǎn)過程中，水垢越大，能耗越大，因此，清洗除垢能提高換熱效率，節(jié)約能源。2）延長設(shè)備使用壽命對換熱設(shè)備，由于結(jié)垢使導熱性能下降，管壁溫度升高局部過熱可能產(chǎn)生爆裂等事故。因此，對換熱設(shè)備的清洗可降低管壁溫度，有效避免爆管事故，延長設(shè)備使用壽命。3）提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量積垢不僅給設(shè)備工作效率和安全帶來嚴重影響，而且給生產(chǎn)系統(tǒng)造成很大的不利。積垢可使產(chǎn)品質(zhì)量下降，純度降低，陰蒂清洗對提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。4）減少經(jīng)濟損失積垢造成的經(jīng)濟損失時巨大的，給設(shè)備進行及時清洗可以減少經(jīng)濟損失，取得更大的經(jīng)濟效益。化學清洗現(xiàn)狀化學清洗是一門新型技術(shù)，在工業(yè)生活上發(fā)揮著重要作用。它的研究內(nèi)容包括積垢的形成機理與性能；化學清洗劑及助劑；緩蝕劑作用機理；化學清洗工藝技術(shù)；化學清洗設(shè)備研制；清洗過程廢液處理及監(jiān)測技術(shù)等。在國外如美國，日本，新加坡，西歐等工業(yè)發(fā)達國家的工業(yè)清洗業(yè)發(fā)展較早，已有專業(yè)化程度很高的化學清洗體系。中國在20世紀80年代以后成立了中國藍星化學清洗工司，在全國已有300多家分工司，初步形成了我國新興的清洗產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)，成功的清洗了揚子30萬噸合成氨，90萬噸氮磷復肥裝置等幾十套大型引進裝置和1萬多臺單元設(shè)備，技術(shù)達到國際先進水平，打破外國壟斷大型設(shè)備系統(tǒng)清洗的局面。陜西凱利清洗陜西凱利清洗有限公司化學清洗的工業(yè)應(yīng)用隨著近代工業(yè)的迅速發(fā)展和生產(chǎn)需要，化學清洗的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。1化學工業(yè)的化學清洗化學工業(yè)的化學清洗主要包括如下幾個方面。（1）新建裝置投產(chǎn)前的清洗。主要除去軋制氧化皮，防銹油，保溫材料碎屑等。（2）設(shè)備垢層的清洗?；ぱb置的垢層多種多樣，相當復雜。如各類油垢，積炭，各種催化劑，粉塵，副反應(yīng)沉積物，聚合物，需要設(shè)計特殊的清洗工藝除垢，保證化工裝置的正常使用。（3）水冷系統(tǒng)的清洗。主要除去各類水垢，設(shè)備腐蝕垢，其他系統(tǒng)帶入的沉積物等。2金屬加工工業(yè)的化學清洗金屬加工前和加工過程中往往需要除去表面的油垢，氧化物等。電鍍，涂漆，搪玻璃，冷軋熱軋鋼板，塑性加工等工藝，都要進行表面處理，進行化學清洗，提高鍍層，涂層，搪玻璃等附著力。3輕工業(yè)的化學清洗包括家用器皿，織物，皮革，衛(wèi)生設(shè)備，家具，裝飾品等的去污，去油，去灰，脫臭，脫脂等。4動力工業(yè)的化學清洗主要是發(fā)電廠和工業(yè)，民用鍋爐的清洗。鍋爐的清洗具有普遍性，一是去除水處理不妥而生成的水垢，二是清除由于停爐保護不夠造成的腐蝕產(chǎn)物。電廠的清洗包括整個汽水系統(tǒng)，水系統(tǒng)，蒸汽系統(tǒng)及冷卻循環(huán)系統(tǒng)的清洗。對于核電廠，主要清洗原子能反應(yīng)堆。5醫(yī)藥衛(wèi)生和食品工業(yè)的化學清洗主要是以保持衛(wèi)生為目的的消毒，滅菌，洗凈。包括生產(chǎn)車間，容器，器具，產(chǎn)品等，都要進行清洗。6建筑工業(yè)的化學清洗建筑工業(yè)中的清洗包括建筑物的內(nèi)部，外部，建筑材料的化學清洗。7車輛工業(yè)的化學清洗主要包括以下幾個方面（1）鐵路車輛的清洗，主要是機車的水汽系統(tǒng)的清洗和車輛外表面鐵粉，銅粉，炭粉，砂石油污垢的清洗；（2）汽車的化學清洗，包括汽車水箱，燃燒氣系統(tǒng)和外表面的清洗；（3）鋁制拖車的化學清洗；（4）車輛零件的清洗。8船舶工業(yè)的化學清洗包括油艙，深艙，船體，發(fā)動機，部件等的化學清洗。9航空工業(yè)的化學清洗主要是為了防腐蝕和美觀而進行的機身外部和內(nèi)部的清洗，發(fā)動機清洗，以及飛機外部老化涂料的剝離。10宇航工業(yè)的化學清洗從宇航，外星系返回地球的座艙，器械，衣服，人體等要進行消毒，滅菌，去除宇宙污染等特殊清洗。11軍事工業(yè)的化學清洗軍事工業(yè)中的清洗包括機械，炮，火箭的發(fā)射臺，飛機，坦克，汽車，軍艦，核潛艇的運轉(zhuǎn)零部件及殼體的清洗，枋污染的清洗，以及化學和細菌沾污的清洗。12其他領(lǐng)域的化學清洗化學清洗在園林，農(nóng)業(yè)，生活等各方面有著廣泛的應(yīng)用。如谷物，蔬菜，果品的殺菌去霉，去污物等的清洗，樹木綠化的殺蟲清洗，動物園脫臭清洗，橋梁，隧道的清洗，家用熱水器的清洗，等等?；瘜W清洗的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)成為生活中必不可少的重要環(huán)節(jié)。陜西凱利清洗有限公司酸洗除垢除銹機理水垢是一種或多種化合物的混合物成垢物包括鈣鎂碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽及鐵的氧化物等。常見的是碳酸鹽，由于鈣鎂的碳酸鹽溶解度很小，水中的鈣鎂大部分以碳酸氫鹽的形式存在，碳酸氫鹽與碳酸鹽、二氧化碳才在如下平衡關(guān)系：Ca(HCO3===CaCO3+CO2↑+H2OMg(HCO3===MgCO3+CO2↑+H2O由于溫度或者其他因素使方程式向右邊移動，生成碳酸鹽結(jié)垢。為了除掉水垢，工業(yè)上常用鹽酸、硫酸、磷酸清楚水垢。其反應(yīng)機理如下（以HCL和HNO3為例）：Ca(HCO3+2HCL→CaCO3+CO2↑+H2OMg(HCO3+2HCL→MgCO3+CO2↑+H2OCa(HCO3+2HNO3→Ca(NO32+CO2↑+H2OMg(HCO3++2HNO3→Mg(NO32+CO2↑+H2O在除垢的同時也除了鐵銹，反應(yīng)機理如下（以鹽酸為例）：FeO+2HCL→FeCL2+H2OFe2O3+6HCL→2FeCL3+3H2OFe2O4+8HCL→2FeCL3+FeCL3+4H2O生成的氯化亞鐵和三氯化亞鐵能溶于溶液中。與此同時，酸溶液還會與鋼鐵基體發(fā)生如下反應(yīng)：FeO+2HCL→FeCL2+2[H]2[H]→H2↑生成的氫氣對難容的水垢及氫化物起機械剝離脫落作用，有利于除垢。但原子氫滲入金屬基體也有腐蝕作用。在清洗除垢工程中，由于酸與垢反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，難容的硫酸鹽水垢和硅垢等隨著大量碳酸鹽水垢被溶解后而變成松散的殘渣片，自動脫落或由沖刷氣動沖掉，同時把難溶的鈣鎂鹽自動脫落沖掉?；瘜W清洗驗收與評定標準化學清洗效果的驗收與評定內(nèi)容主要包括除垢和腐蝕兩個方面。按原勞動部《低壓鍋爐化學清洗規(guī)則》規(guī)定：“清洗碳酸鹽水垢時，除垢面積應(yīng)達到原水垢覆蓋面積的80%以上，清洗硅酸鹽或硫酸鹽水垢時，除垢面積應(yīng)達到原水垢覆蓋面積的60%以上?！痹K聯(lián)將清洗質(zhì)量分成10級，按照單位面積殘留垢量來測定潔度指標，并有標準件相比較：清潔度級別012345678910污垢量，mg/c㎡52.51.61.251.00.750.550.400.250.100.10原化學工業(yè)部標準HGJ229-83把金屬表面質(zhì)量分為四級，其中二三級適用于化學清洗。二級標準要求：完全除去金屬表面上油脂、氧化皮、銹蝕產(chǎn)物等一切雜物；殘存的銹斑、氧化皮等引發(fā)微變色的面積在任何100X100m㎡的面積上不得超過5%。三級標準要求：除去金屬表面上的油脂、氧化皮、腐蝕產(chǎn)物等一切雜質(zhì)；緊附的氧化皮、點蝕銹坑等斑狀殘留物的面積在任何100X100m㎡面積上不得超過1/3.陜西凱利清洗陜西凱利清洗有限公司化學清洗注意事項1、要了解被清洗設(shè)備化學清洗前首先要了解被清洗設(shè)備材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、適用時間、工藝介質(zhì)、溫度、介質(zhì)流速、結(jié)垢情況、歷次化學清洗情況分析等。2、進行垢樣分析3、清洗劑對材料的影響特別注意清洗劑對某些材質(zhì)應(yīng)力腐蝕破壞敏感性。4、正確選擇清洗主劑一般碳鋼設(shè)備，碳酸鹽垢、鐵垢可選用鹽酸、硝酸清洗，個別含硅垢20%以上，可加HF、NaF補助清洗劑。5、選擇優(yōu)質(zhì)緩蝕劑緩蝕劑能吸附或沉淀在金屬表面而有效地防止氫離子、氧化性離子對多屬的腐蝕。緩蝕劑選擇不當，如若丁緩蝕劑含有NaCL，不能用于清洗不銹鋼。清洗溫度過高會使緩蝕劑分解失效造成腐蝕。6、加入一定量的還原劑為防止Fe離子的積累，應(yīng)預(yù)先加入一定量的還原劑，要經(jīng)常分析Fe離子的含量，當達到500mg/L時要補加還原劑。當Fe離子含量超過1000mg/L時，出現(xiàn)點蝕。應(yīng)立即采取有效措施，將清洗液排空，重新更新清洗液清洗。7、慎用溶垢促進劑對溶垢促進劑HF、氟化氫銨應(yīng)慎用，除非清洗含硅垢，否則一般清洗不加入。8、清洗溫度用無機酸清洗盡可能在常溫進行。高溫時會水解生成硫酸銨，除了失去除垢能力之外，還會腐蝕銅部件。9、清洗時間達到終點后，應(yīng)排放廢液，總清洗時間不宜太長。10、清洗流速一般控制在0.5m/s為宜。化學清洗的分類常用清洗劑酸性清洗劑無機酸HCL、HNO3、H2SO4、HF、H3PO4、氨基磺酸有機酸檸檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、羥基乙酸堿性清洗劑堿性清洗機NaOH、Na2CO3、Na3PO4、水玻璃、Na2HPO4、Na3PO4水基清洗液以表面活性劑為主，加入助劑和無機堿絡(luò)合物清洗劑EDTA、PMA、PAA、HEDA黏泥菌藻清洗劑聚丙烯酸鈉、聚馬來酸鈉、過氧化氫、潔爾滅有機溶劑清洗劑含氯有機阻燃清洗劑、四氯化碳、F-113三氟三氯乙烷氧化還原劑KMnO4、H2O2、過硫酸鉀、肼、二硫化鈉（改變氧化還原態(tài)，改變結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使不溶性垢可溶）化學清洗液對材質(zhì)的適應(yīng)性設(shè)備材質(zhì)有碳鋼、奧氏體不銹鋼、銅系金屬、鋁、鈦等。常用的清洗液有硫酸、鹽酸（或鹽酸與氫氟酸）、硝酸（或硝酸與氫氟酸）、氨基磺酸、檸檬酸或氨化檸檬酸等。他們的適應(yīng)性見下表材質(zhì)酸洗液中性洗液堿性洗液鹽酸硝酸HNO3-HF氨基磺酸檸檬酸碳酸○○○○○○○銅系金屬△○○○○○○奧氏體不銹鋼×○○○○○○混凝土×××××○×鋁×××××○×化學清洗劑的選擇在化學清洗過程中，應(yīng)根據(jù)被清洗設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)型及污垢的組成來選擇清洗劑的組成，見下表。酸洗液除垢類型適用材質(zhì)H2SO4金屬加工表面的鐵鱗、氧化皮、鐵銹含鈣量低的沉淀物，但除CaSO4垢不理想碳鋼HCL除硅垢之外，對其他垢溶解都很快碳鋼、銅，不可用于不銹鋼HCL-HF碳酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、硅酸鹽及鐵垢碳鋼、銅，不可用于不銹鋼HNO3除硅垢之外的所有垢碳鋼、銅、不銹鋼HNO3-HF鈣、鎂、鐵垢及硅垢碳鋼、銅、不銹鋼、高合金鋼氨基磺酸鈣、鎂垢、金屬碳酸鹽、氫氧化物類垢（除氧化鐵垢較差）碳鋼、銅、不銹鋼、高合金鋼檸檬酸或氨化檸檬酸以清除氧化垢為主，對硅垢、鈣鎂垢無效。但氨化檸檬酸可以除銅垢，而檸檬酸則不能奧氏體鋼EDTA螯合出去鐵垢及垢中的金屬離子，價格高，僅適用于重要場合和其他酸混用碳鋼、銅、不銹鋼、高合金鋼清洗劑的清洗對象與清洗目的清洗對象清洗目的清洗劑低壓鍋爐去除新積油脂；潤滑、剝離二氧化硅積垢；去除氧化鐵積垢；去除硬質(zhì)積垢脫脂劑、濕潤劑、有機酸、無機酸、中性螯合清洗劑、堿性螯合清洗劑冷卻水系統(tǒng)——換熱器、管線去除氧化積鐵垢和硬質(zhì)積垢；去除泥渣；去堆積積垢無機酸系清洗劑、泥渣剝離劑、排泥劑乙烯設(shè)備——急冷換熱器去除氧化鐵垢中性螯合清洗劑鋼鐵廠——高鍋去除氧化鐵垢中性螯合清洗劑反應(yīng)釜夾套部分去除氧化鐵垢、硬質(zhì)積垢無機酸系清洗劑造紙設(shè)備——木釜蒸發(fā)器去除硬質(zhì)積垢無機酸系清洗劑翅片式空冷器去除硬質(zhì)積垢及鋁的氧化物無機酸系清洗劑排脫設(shè)備——壓濾機濾布去除硬質(zhì)積垢及炭質(zhì)積垢無機堿系清洗劑聚丙烯反應(yīng)釜——工藝部分去除廢催化劑無機堿系清洗劑船舶用造水器——蒸發(fā)器去除硬質(zhì)積垢有機酸系清洗劑水道用計量器等去除銹有機酸系清洗劑清洗方案實例清洗目的清洗方法清洗條件配方/%溫度/°C時間/h去除油脂溶劑清洗碳系溶劑、氯系溶劑常溫~1002~10乳液清洗乳液清洗劑或酸堿混合液常溫~806~8堿液清洗Na2CO30.1~0.2Na3PO40.1~0.2表面活性劑0.1~0.260~9012~24去除SiO2堿煮Na2CO30.2Na3PO40.2Na2NO30.03~0.1150~22012~24潤化處理Na2CO31~5NaOH1~5表面活性劑0.1~0.2＞8010~24去除氧化鐵、碳酸鹽結(jié)垢鹽酸清洗HCL5~10緩蝕劑0.25~0.30還原劑0.2~0.5（銅溶劑劑0.5~3）（溶解促進劑0.5~2）30~604~8有機酸清洗（檸檬酸、羥基乙酸、檸檬酸氨）有機酸2~5抑制劑B0.3~0.5還原劑0.1~0.3（溶解促進劑適量）85±54~8螯合物清洗EDTA鈉鹽1~10抑制劑C0.3~0.5還原劑及其他0.1~0.3120~1506~12去除銅垢氨清洗氨水3~10銅溶解劑0.1~1銅溶解促進劑0.240~604~6去除泥渣剝離泥渣排泥處理過氧化氫系藥劑1~3抑制