CN104611160A

CN104611160A - 电厂烟囱ggh清洗剂

Info

Publication number: CN104611160A
Application number: CN201510002508.XA
Authority: CN
Inventors: 盛建国
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2015-01-05
Filing date: 2015-01-05
Publication date: 2015-05-13

Abstract

本发明涉及一种电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是15％-40％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，温度是80℃。比单独采用盐酸或者硝酸具有更好的GGH的结垢清洗效果。

Description

电厂烟囱GGH清洗剂

技术领域

本发明涉及一种电厂烟囱GGH清洗剂。

背景技术

目前我国燃煤电厂烟气脱硫主要采用石灰石-石膏烟气脱硫湿法工艺，为了提高烟气抬升高度及防止后续设备的腐蚀，一般在脱硫***中安装烟气换热器(简称GGH)。然而GGH是脱硫***的一个最重要的故障点，国内脱硫界的一个最重要难题就是GGH得结垢问题：工程实践表明，GGH在运行中均有结垢堵塞现象发生，严重时可影响烟气脱硫装置的正常运行，以及锅炉的安全运行，同时还导致脱硫***能耗大幅度增加，从而影响***的经济性，必须对其进行清洗除垢。。

电厂烟囱GGH垢样呈黄色略发白，质地坚硬致密且和GGH换热片表面搪瓷结合紧密，用机械方法不容易清除。其垢样的主要成分是CaSO₄、CaSO₄·2H₂O及硅的化合物。这种结垢物又可分为硬垢和软垢，由文献和本实验室分析可知GGH硬垢和软垢的主要成分如下表所示：

表1：硬垢的主要成分

成分	SiO2	Fe2O3	SO3	Na2O	P2O5	CuO
							分析结果(％)	15.22-27.25	25.74-36.59	4.84-6.67	0.99-2.63	0.41-0.82	0.98-1.21
成分	CaO	MgO	K2O	Cr2O3	Al2O3
							分析结果(％)	22.55-33.19	0.97-1.33	1.32-2.27	0.19-0.44	7.31-12.83

表2：软垢的主要成分

成分	SiO2	Fe2O3	SO3	Na2O	P2O5	CuO
							分析结果(％)	2.11-6.27	29.23-32.41	4.99-6.86	1.05-3.23	0.55-1.22	0.67-1.82
成分	CaO	MgO	K2O	Cr2O3	Al2O3
							分析结果(％)	22.65-29.22	0.90-1.90	1.44-4.57	0.33-0.65	6.22-9.27

GGH的清理方法主要有物理清洗、化学清洗和机械清理。机械清理费力、费时、且容易损坏波形板表面的搪瓷面，而化学清洗和物理清洗相对较合理，省时省力不损伤设备。目前常用的物理、化学清洗技术有超声波清洗法、激光清洗法、化学清洗法、相互反应除垢法、瞬间高温改变晶格法等，但相比较而言，化学清洗是目前应用最广泛、最有效、成本最低的一种除垢技术，根据化学反应的不同，化学清洗可以主要分为3类：酸性清洗、碱性清洗、络合清洗。在酸性清洗中，国内常用的有盐酸、氢氟酸以及硝酸等；碱性清洗主要清除油类及不能酸洗的硬质水垢，如硫酸盐垢；络合清洗主要利用络合剂能与金属反应生成稳定的络合离子，对于氧化铁垢、铜垢以及钙镁垢类都有清除能力。

公开号为CN102242028A的专利申请提供了一种化学中性清洗剂及其在GGH硬垢清洗中的应用，清洗剂由如下质量配比的原料组成：清洗主剂30～50％，表面活性0.5～2.5％，渗透剂0.2～2.5％，助溶剂2～8％，碱15～25％，余量为水；所述的清洗剂pH值为7～9；所述的清洗主剂为聚羧酸类化合物和/或有机羧酸类化合物。但是该清洗剂存在清洗时间长、清洗不彻底等缺点。公开号为CN102296008A的专利申请提供了一种用于清洗烟气脱硫***GGH结垢物的中性清洗剂，包含20％～30％的草酸盐或水杨酸盐、0.1％的助溶剂渗透剂JFC、0.3％～0.5％的缓蚀剂TP-1、0.05％～0.1％表面活性剂OP-10，余量为水。但是该清洗剂也存在清洗时间长、清洗成本高等缺点，没有得到大规模推广。其它的专利基本情况类似，到目前为止并没有一项化学清洗剂成本低、清洗时间短、清洗效果好。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种化学清洗剂，属于弱酸性，大大缩短了清洗时间，清洗效果理想，清洗成本低，有较大的应用前景。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

电厂烟囱GGH清洗剂，是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是15％-40％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，且温度是80℃。

较佳的，盐酸浓度是5％、硝酸溶度是30％-40％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，且温度是80℃。

最佳的，盐酸浓度是5％、硝酸溶度是35％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，且温度是80℃。

或者较佳的，盐酸浓度是5％、硝酸溶度是25％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，且温度是60℃。

盐酸主要是与结垢中的Ca、Mg、Al、Cr等离子形成溶解度大的盐酸盐，硝酸也是起相同作用，但盐酸和硝酸以一定比例混合后有较强的协同作用，可以更好地溶解CaSO₄、MgSO₄等成分，添加缓蚀剂和表面活性剂，其主要作用是增大接触面积，增强清洗效果。但并不是任意的缓蚀剂和表面活性剂都能添加，添加的缓蚀剂和表面活性剂应该偏碱性，如TP-1缓蚀剂和LS-48。

CaSO₄极易在GGH上结垢，形成灰白色坚硬致密的GGH换热片表面搪瓷结合物。而加入盐酸和硝酸的混合水溶液后，CaSO₄容易发生化学反应生成水中溶解度大的Ca(NO₃)₂+CaCl₂，这样就容易被清洗掉。

除垢机理如下：2HCl+2HNO₃+2CaSO4＝Ca(NO₃)₂+CaCl₂+2H₂SO₄。

附图说明

图1是不同浓度的混酸(盐酸-硝酸)在不同温度下除垢性能折线图；

图2是GGH垢样刚放入混合酸溶液(5％HCl+35％HNO₃、80℃)中的状态；

图3是图2的样本放置90min后的溶解现象。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

以下实施例中的盐酸、硝酸浓度是由浓盐酸(浓度37％)和浓硝酸(浓度65％)配制而成。

以下实施例中，考察过程均是将40mL不同浓度的洗液加入到烧杯中，加入1％缓蚀剂TP-1和1％LS-48表面活性剂；分别加入GGH垢样2.0g后将烧杯置于不同温度，搅拌90min后，抽滤，将得到的固体物质干燥，称重，计算除垢率。

除垢率的计算公式：除垢率＝除垢后溶解物质的质量/总垢质量×100％；

除垢后溶解物质的质量＝总垢质量-除垢后剩余物质的质量。

实施例1混合酸(盐酸-硝酸)除垢性能研究：

图2表示GGH垢样刚放入溶液中，图3表示90min后的溶解现象，固体垢样用玻璃棒轻轻触碰就可以捣碎，玻璃棒轻轻搅拌溶液变成黄色浑浊液。

表3：混酸除垢性能测试结果

表4：混酸(盐酸-硝酸)除垢性能测试结果

根据以上不同浓度的混酸(盐酸-硝酸)在不同温度下除垢性能测试结果表中的数据绘制出图1，从图1中可以更直观的反应出高温比低温更有利于混酸对GGH垢样的清洗效果，随着温度的升高除垢率增加，在60℃以下除垢率变化很小，80℃时除垢率基本都能达到40％以上；但混酸的除垢率和混酸中硝酸的浓度之间并不是呈线性关系的，混酸的除垢率会随着混酸中硝酸浓度的增加达到一个极大值，然后下降。因此，混酸中硝酸的浓度太低亦或是太高对GGH垢样的清洗效果均不是最好。从图1中可以发现80℃时，含5％HCl、35％HNO₃的混酸除垢率高达54.5％，远高于盐酸、硝酸及氢氧化钠的除垢率。

对比例1盐酸除垢性能研究：

将40mL不同浓度的盐酸加入到烧杯中，加入1％缓蚀剂TP-1和1％的LS-48表面活性剂；分别加入GGH垢样2.0g后将烧杯置于不同温度，搅拌90min后，抽滤，将得到的固体物质干燥，称重，计算除垢率。结果见表5、表6。

表5：盐酸除垢性能测试结果

表6：盐酸除垢性能测试结果

从表5、6可以看出，除垢率随着盐酸浓度的增加而增大，但在盐酸浓度高于15％后，随着盐酸浓度的增加，除垢率变化不大，基本趋于稳定。表5、6同时也直接反应出不同浓度的盐酸在低温时除垢效果远没有高温状态，温度高有利于盐酸的清洗效果。基本而言，60℃或80℃时，盐酸的除垢效果较好。低浓度(10％以下)的盐酸除垢性能较差，不适合用作GGH清洗剂，较高浓度(10％以上)的盐酸除垢性能一般，除垢率基本上能达到30％以上。从整体来看，盐酸的除垢率基本在40％以下。

对比例2硝酸除垢性能研究：

将40mL不同浓度的硝酸加入到烧杯中，加入1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48；分别加入GGH垢样2.0g后将烧杯置于不同温度，搅拌90min后，抽滤，将得到的固体物质干燥，称重，计算除垢率。结果见表7、表8。

表7：硝酸除垢性能测试结果

表8：硝酸除垢性能测试结果

表7、8可以明显的反应出硝酸的除垢率随着硝酸浓度的增加而增大，随着温度的升高也在不断的变大，当温度在60℃以下时，硝酸的除垢率随着温度的升高变化的不是很明显，但当温度高达80℃时，除垢率明显高于其他温度下所能达到的数值。温度在60℃以下，25％以下的硝酸除垢性均能较差，对GGH结垢物的去除不理想，没有使用价值，不适合用作GGH清洗剂，温度在80℃下，硝酸的除垢率基本上能达到40％以上，除垢性能良好，对GGH清洗剂的研制和应用有一定的参考作用，从整体来看，硝酸的除垢性能要好于盐酸，且硝酸能发挥其良好的除垢效果宜选择的温度在80℃左右。

对比例3氢氧化钠除垢性能研究：

将40mL不同浓度的氢氧化钠溶液加入到烧杯中，加入1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48；分别加入GGH垢样2.0g后将烧杯置于不同温度，搅拌90min后，抽滤，将得到的固体物质干燥，称重，计算除垢率。结果见表9。

表9：氢氧化钠除垢性能测试结果

从以上不同浓度的氢氧化钠在不同温度下除垢性能测试结果表分析，各温度，各浓度下氢氧化钠对GGH垢样的除垢率基本在20％以下，除垢效果较差，不适合用作GGH清洗剂。

综上，盐酸的除垢率基本在40％以下，氢氧化钠的除垢率大部分低于20％，作为GGH清洗剂，其应用价值不高，然而，硝酸和混合酸(盐酸-硝酸)在低温时除垢效果均表现不理想，高温时，其除垢率都能达到40％以上，且在高温时混酸的除垢性能要好于硝酸，特别是当温度为80℃，混酸含5％HCl、35％HNO₃时，除垢率能达到54.5％，明显高于盐酸、氢氧化钠及其他浓度配比的混酸的除垢率，进一步确定，温度为80℃左右含5％HCl、35％HNO₃的混酸的为最佳浓度配比的清洗剂。

上述具体实施方式不以任何形式限制本发明的技术方案，凡是采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案均落在本发明的保护范围。

Claims

1.电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是15％-40％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48。

2.根据权利要求1所述的电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是30％-40％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48℃。

3.根据权利要求1所述的电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是35％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液的温度是80℃。

5.根据权利要求1所述的电厂烟囱GGH清洗剂，其特征在于是盐酸和硝酸的混合水溶液，其中盐酸浓度是5％、硝酸溶度是25％，还包括1％缓蚀剂TP-1和1％表面活性剂LS-48，且温度是60℃。