CN104726881B - 一种高效环保的化学清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属表面化学清洗方法的技术领域，尤其涉及一种高效环保的化学清洗方法，包括锅炉和其他换热器表面的化学清洗方法。本发明工艺步骤包括：（1）氨基磺酸酸洗；（2）酸洗后水冲洗：（3）柠檬酸漂洗：（4）亚硝酸钠钝化：（5）废液处理。本发明利用了便于运输和易于现场实施的低温酸洗介质，使用了目前钝化效果稳定且钝化效果很好的钝化药剂实施钝化。另外，本发明所使用的钝化液在废液池中能与酸洗药剂发生发应生成无害产物，免去了钝化液的单独处理，又减少了中和用氢氧化钠的用量。
Description
技术领域
本发明属于金属表面化学清洗方法的技术领域，尤其涉及一种高效环保的化学清洗方法，包括锅炉和其他换热器表面的化学清洗方法。
背景技术
锅炉和过热器等大型换热设备的清洗一般包括酸洗、酸洗后水冲洗、漂洗和钝化这几个步骤。
酸洗药剂主要有无机酸和有机酸两种，常用的有盐酸、柠檬酸、EDTA，羟基乙酸、甲酸等。这些药剂在目前的使用中都存在一定的缺陷，如盐酸不能用于奥氏体钢和不锈钢，柠檬酸和EDTA虽然应用范围广泛，但使用温度较高，柠檬酸90-95℃，EDTA120-140℃，这样就产生了实施过程中对热源要求高且升温时间长的缺点，特别是在冬季想要投产的新建机组，升温是制约最大的因素。而且这两种酸废液处理较难，一般要转运至煤场或灰场或采用生化处理的方式，常温常规的化学处理方法不能够实现达标排放。
氨基磺酸是一种前景非常好的化学清洗药剂，它要求的清洗温度是50-60度，清洗材质广泛，没有产生晶界腐蚀的氯离子，可用于清洗大型锅炉、过热器等。另外其废液处理简单，只需加入碱液中和即可。弱点就是对于铁坸的溶解稍慢，但近些年国内一些研究单位相继研发出了多种以氨基磺酸为主料的复配制剂，已经应用于化学清洗实践中，而且取得了非常好的清洗效果。
漂洗过程目前常用的均为柠檬酸，实践证明均能取得较好的漂洗效果。
常用钝化药剂主要有联氨、丙酮肟、双氧水和亚硝酸钠等。联氨因为钝化温度较高，后处理比较复杂等一些缺陷。双氧水是近些年越来越多应用的环保型钝化剂，实验证明，柠檬酸漂洗后的钝化效果不是很稳定，受漂洗液中残留离子的种类和浓度影响较大。另一个缺点是双氧水容易分解，容易造成酸洗泵的气塞而造成药液溢出，诸多原因造成双氧水的钝化效果不是很理想。亚硝酸钠钝化是这些药剂中钝化效果最好、钝化工艺最成熟的钝化剂，但由于其废液对环境污染较大，需要专门的药剂进行后处理，一直限制着亚硝酸钠的使用。
因此本发明方法具有既能采用方便低廉的氨基磺酸为酸洗药剂，同时采用了钝化效果最好的亚硝酸钠钝化，且不用单独处理亚硝酸钠废液，在废液池中酸洗药剂和钝化药剂能互相反应生成无害的氮气和无机盐的显著优点。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种高效环保的化学清洗方法，目的是提供一种具有清洗钝化效果好、成本低、易操作且符合环保要求，清洗范围广泛，实施容易，且在废液处理中酸洗药剂和钝化药剂能够互相抵消处理的高效环保的化学清洗方法。
为了达到上述发明目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种高效环保的化学清洗方法，工艺步骤如下：
（1）氨基磺酸酸洗：用质量分数4%-10%的氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸，进行循环清洗，温度控制在50-60度之间，清洗时间为4-10小时，清洗至酸洗液和铁离子浓度趋于基本稳定；
（2）酸洗后水冲洗：采用水顶酸的方法或上水排水的方式冲洗至全铁小于50mg/l，PH值小于4.5，水冲洗结束；
（3）柠檬酸漂洗：向***中加入0.1%的柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配置质量百分比浓度为0.1-0.5%的柠檬酸溶液，用氨水调整PH至3.5-4.0之间，漂洗温度控制在50-80度左右，漂洗时间为1.5小时-4小时；
（4）亚硝酸钠钝化：确认漂洗液中全铁的浓度低于300mg/l，如高于此值，用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300 mg/l以下；然后加入氨水调整至PH为9.0-10.0之间；再加入质量百分数为0.5-2.0%的亚硝酸钠作为钝化液，钝化时间为2-10小时，温度控制在30-60度之间；
（5）废液处理：上述酸洗液和钝化液均排入酸洗废液池，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气；其余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放。
所述的酸洗药剂为氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸；钝化药剂为亚硝酸钠。
本发明的特点是：
1、利用了氨基磺酸作为酸洗药剂，运输方便，成本较低，酸洗温度较低，利于实施，这对于容量较大的锅炉是非常有利的。比如用柠檬酸酸洗，外来汽源在0.8MPa,温度在180度左右，升温至90度以上，至少需6小时左右，而采用氨基磺酸只需两小时一般就能达到，省时节能。另外氨基磺酸废液只需加入氢氧化钠中和达标就可以排放，处理简单方便。
2、充分利用了亚硝酸钠钝化效果好的优势。以往不用亚硝酸钠是因为其本身的毒性，处理需要单独购买药剂，此方法中利用酸洗液中的氨基磺酸就可以作为处理亚硝酸钠的药剂，这样不但解决了亚硝酸钠废液处理的问题，还节省了一部分中和酸洗液所用的氢氧化钠的用量，这样从总成本上又降低了。
本发明的优点效果是：
本发明公开了一种锅炉化学清洗方法，该清洗步骤为：氨基磺酸酸洗、酸洗后水冲洗、柠檬酸漂洗、亚硝酸钠钝化四个步骤。本发明利用了便于运输和易于现场实施的低温酸洗介质，使用了目前钝化效果稳定且钝化效果很好的钝化药剂实施钝化。另外，本发明所使用的钝化液在废液池中能与酸洗药剂发生发应生成无害产物，免去了钝化液的单独处理，又减少了中和用氢氧化钠的用量。
具体实施方式
本发明是一种高效环保的化学清洗方法，是一种锅炉化学清洗方法，主要是针对金属表面进行的化学清洗方法。
其清洗工艺为氨基磺酸或氨基磺酸为主清洗剂的酸洗过程，酸洗后的水冲洗、然后进行柠檬酸漂洗最后亚硝酸钠钝化的化学清洗方法。清洗废液均回收至一个废液池，酸洗液中的氨基磺酸和钝化液中的亚硝酸钠在常温下发生反应，生成无害无污染的产物。具体实施工艺步骤如下：
（1）氨基磺酸酸洗：用质量分数4%-10%的氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸，进行循环清洗，温度控制在50-60度之间，清洗时间为4-10小时，清洗至酸洗液和铁离子浓度趋于基本稳定；
（2）酸洗后水冲洗：采用水顶酸的方法或上水排水的方式冲洗至全铁小于50mg/l，PH值小于4.5，酸洗后水冲洗结束；
（3）柠檬酸漂洗：向***中加入0.1%的柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配置质量百分比浓度为0.1-0.5%的柠檬酸溶液，用氨水调整PH至3.5-4.0之间，漂洗温度控制在50-80度左右，漂洗时间为1.5小时-4小时；
（4）亚硝酸钠钝化：确认漂洗液中全铁的浓度低于300mg/l，如高于此值，用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300 mg/l以下；然后加入氨水调整至PH为9.0-10.0之间；再加入质量百分数为0.5-2.0%的亚硝酸钠作为钝化液，钝化时间为2-10小时，温度控制在30-60度之间；
（5）废液处理：上述酸洗液和钝化液均排入酸洗废液池，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气；其余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放。
所述的酸洗药剂为氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸；钝化药剂为亚硝酸钠。
实施例1：
本发明是一种高效环保的化学清洗方法，工艺步骤如下：
酸洗：取质量分数为4%的氨基磺酸、0.2%的市售氨基磺酸缓蚀剂，将上述组分按上述比例溶于适量水中，放入水冷壁抛光后的管样（酸洗液体积和垢表面积的比例为22:1），50度静态浸泡10小时，除垢率分别为98.7%。
酸洗后水冲洗：采用除盐水冲洗管样至全铁小于50mg/l，PH值小于4.5，酸洗后水冲洗结束；
漂洗：向***中加入柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配置质量百分比浓度为0.1%的柠檬酸溶液，用氨水调整PH值至3.5，漂洗温度控制在80度，漂洗时间为1.5小时。
钝化：用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300 mg/l以下。然后加入氨水调整至PH值为9.0，然后加入质量百分数为2.0%的亚硝酸钠作为钝化液。钝化时间为2小时，温度控制在30度。
废液处理：酸洗液和钝化液均排入废液收集桶，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气。其实剩余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放。
化学清洗效果：金属表面清洗干净、无点蚀及二次浮锈。钝化膜致密完整，室温放置3个月，钝化膜仍保持完整致密。
实施例2：
本发明是一种高效环保的化学清洗方法，工艺步骤如下：
酸洗：质量分数为7%的氨基磺酸为主洗剂的复合酸（氨基磺酸90重量份，其他成分10重量份），0.2%的市售氨基磺酸缓蚀剂，将上述组分按上述比例溶于适量水中，放入水冷壁抛光后的管样（酸洗液体积和垢表面积的比例为22:1），55度静态浸泡7小时，除垢率为99.3%。
酸洗后水冲洗：采用除盐水冲洗管样至全铁小于50mg/l，PH值小于4.5，酸洗后水冲洗结束；
漂洗：向***中加入柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配置质量百分比浓度为0.3%的柠檬酸溶液，用氨水调整PH值至3.7，漂洗温度控制在65度，漂洗时间为3小时。
钝化：用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300mg/l以下。然后加入氨水调整至PH值为9.6，然后加入质量百分数为1.3%的亚硝酸钠作为钝化液。钝化时间为6小时，温度控制在45度。
废液处理：酸洗液和钝化液均排入废液收集桶，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气。其实剩余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放。
化学清洗效果：金属表面清洗干净、无点蚀及二次浮锈。钝化膜致密完整，室温放置3个月，钝化膜仍保持完整致密。
实施例3：
本发明是一种高效环保的化学清洗方法，工艺步骤如下：
酸洗：质量分数为10%的氨基磺酸为主洗剂的复合酸（氨基磺酸90重量份，其他成分10重量份），0.2%的市售氨基磺酸缓蚀剂，将上述组组分按上述比例溶于适量水中，放入水冷壁抛光后的管样（酸洗液体积和垢表面积的比例为22:1），60度静态浸泡4小时，除垢率为99.6%。
酸洗后水冲洗：采用除盐水冲洗管样至全铁小于50mg/l，PH值小于4.5，酸洗后水冲洗结束；
漂洗：向***中加入柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配置质量百分比浓度为0.5%的柠檬酸溶液，用氨水调整PH值至4.0，漂洗温度控制在50度，漂洗时间为4小时。
钝化：用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300mg/l以下。然后加入氨水调整至PH值为10.0，然后加入质量百分数为0.5%的亚硝酸钠作为钝化液。钝化时间为10小时，温度控制在60度。
废液处理：酸洗液和钝化液均排入废液收集桶，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气。其实剩余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放。
化学清洗效果：金属表面清洗干净、无点蚀及二次浮锈。钝化膜致密完整，室温放置3个月，钝化膜仍保持完整致密。
Claims (1)
1.一种高效环保的化学清洗方法，其特征是：工艺步骤如下：
（1）氨基磺酸酸洗：用质量分数4%的氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸，进行循环清洗，温度控制在50-60度之间，清洗时间为4-10小时，清洗至酸洗液和铁离子浓度趋于基本稳定；
（2）酸洗后水冲洗：采用水顶酸的方法或上水排水的方式冲洗至全铁小于50mg/l，pH值小于4.5，水冲洗结束；
（3）柠檬酸漂洗：向***中加入0.1%的柠檬酸缓蚀剂，循环均匀后，配制 质量百分比浓度为0.3-0.5%的柠檬酸溶液，用氨水调整p H至3.5-4.0之间，漂洗温度控制在50-80度，漂洗时间为1.5小时-4小时；
（4）亚硝酸钠钝化：确认漂洗液中全铁的浓度低于300mg/l，如高于此值，用除盐水顶出部分漂洗液，使之降至300 mg/l以下；然后加入氨水调整至pH为9.0-10.0之间；再加入质量百分数为0.5-2.0%的亚硝酸钠作为钝化液，钝化时间为2-10小时，温度控制在30-60度之间；
（5）废液处理：上述酸洗液和钝化液均排入酸洗废液池，氨基磺酸和亚硝酸钠发生反应，将亚硝酸钠消耗完毕，生成无害的无机盐和氮气；其余酸液通过加入氢氧化钠中和后直接排放；
所述的酸洗药剂为氨基磺酸或以氨基磺酸为主洗药剂的复合酸；钝化药剂为亚硝酸钠。
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