CN104745337A

CN104745337A - 一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104745337A
Application number: CN201510167699.5A
Authority: CN
Inventors: 刘建凤; 陆军; 姚永清
Original assignee: SHANGHAI WEILAI ENTERPRISE CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI WEILAI ENTERPRISE CO Ltd
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2015-07-01

Abstract

本发明公开了一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂及其制备方法。该中性化学清洗剂由清洗主剂、表面活性剂、渗透剂、液碱和水复配而成。该清洗剂通过与所接触到的空预器表面的偏硅酸铝盐和硅酸盐垢发生络合作用，达到“溶解”污垢的目的；通过渗透作用和膨胀作用，使垢层结构内部出现裂纹和缝隙。该清洗剂采用了安全环保的中性方案，无毒，主要复配物清洗主剂易生物降解，不存在环境问题；该清洗剂具有快速除垢、不腐蚀钢架、不伤搪瓷换热原件、不破坏鳞片防腐材料等特点。在空预器清洗应用中，硬垢的去除率达98％以上，空预器透光率达95％以上，提高了换热设备的换热效率及疏通通风通道，保证了机组的安全、经济运行。

Description

一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂及其制备方法

技术领域

本发明属于化学清洗技术领域，涉及一种化学中性清洗剂，特别涉及一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂及其制备方法。

背景技术

火力发电厂石灰石-石膏脱硫***的建设与运行，为完成国家“十一五”SO₂减排目标发挥了重要的作用。在脱硫***中，空气预热器布置在省煤器之后的烟道中，利用烟气的余热加热锅炉燃烧所需的空气，以提高整个机组的经济性。由于烟气中含有水蒸气，而烟气中水蒸汽的露点(即水露点)一般在30-60℃,是较低的，在燃料中水分不多的情况下，在空气预热器的低温受热面上是不会结露的。但是在燃料燃烧过程中，根据燃料中灰分的性质和采用的燃烧方式，燃料中的硫分可能有大部分(约70-80％)形成SO2及SO3并转入烟气中，烟气中的三氧化硫与水蒸汽形成硫酸蒸汽，而硫酸蒸汽的露点(也叫酸露点或烟气露点)则较高，根据有关研究，烟气中只要有少量的三氧化硫，烟气的露点也会提高很多。烟气露点的提高，使低温受热面在壁温低于烟气露点以下的部分有大量硫酸蒸汽凝结，引起该处受热面金属的严重腐蚀及堵灰。目前传统的清洗方法就是用高压水冲，效果不佳，并且会引起硬垢越结越多，最后造成堵塞。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种用于清除脱硫***空预器硬垢，清除硬垢彻底，能在常温下使用，对搪瓷换热元件和设备无腐蚀，对人体无毒，废液可以安全排放，高效安全的环保型中性化学清洗剂及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

本发明一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：由清洗主剂、表面活性剂、渗透剂、液碱和水复配而成，其中，所述的清洗主剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为10－25％，所述的表面活性剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为0.2％－1.5％，所述的渗透剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为0.1％－1.5％，所述的液碱占所述中性化学清洗剂的重量百分比为10％－30％，余量为水。

进一步的，所述的清洗主剂选自丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-膦酸-AMPS四元共聚物或有机羧酸类化合物(例如乙二胺四乙酸、柠檬酸、羟基丁二酸、羟基乙酸、羟基丙酸、草酸、酒石酸等)中的一种或多种。

(其中，AMPS为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸。)

进一步的，所述的表面活性剂选自壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯钠(钾)盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸(单)酯钠(钾)盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐和烷基酚聚环氧乙烯醚中的一种或多种。

进一步的，所述的渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的聚合物、聚氧乙烯醚化合物中的一种或多种。

进一步的，所述的液碱选自氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种。

进一步的，本发明所述的中性化学清洗剂的pH值为7-9。

上述用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂的制备方法如下：

按配方所述比例，先加入水，再加入清洗主剂，然后慢慢加入液碱，(温度控制在50℃以下)搅拌均匀之后，再加入表面活性剂、渗透剂，搅拌均匀即可。

本发明的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，选择含有不同官能团(羧酸、羟基、磺酸盐、磷酸等)的高分子有机聚合物进行组合，其作用机理包括以下几个方面：

1)渗透机理：本发明的清除空预器硬垢的中性化学清洗剂配方中的渗透剂成分，具有很强的垢层突破能力，在坚硬的垢层结构中，扩大原有的孔隙并创造新的孔隙，从而形成清洗药剂进入垢层深处的通道，使药剂能够充分的扩散到尽可能多的垢层表面，提高药剂的作用效果。

2)络合(螯合)机理：本发明的清除空预器硬垢的中性化学清洗剂主剂中含有羧基、羟基等活性官能团，同时具备了有未配对电子的氧和氮，能与金属离子络合，并且生成的络合物具有多环结构，性质稳定不易分解。在与垢层作用时，清洗药剂与所接触到的垢层表面的偏硅酸铝盐和硅酸盐发生络合作用，达到“溶解”污垢的目的。

3)膨胀机理：本发明的清除空预器硬垢的中性化学清洗剂在垢层深处发生的络合所用，可以使垢层内部发生膨胀作用，使垢层结构内部出现裂纹和缝隙，增大了药剂的作用面积。

本发明所采用的技术路线和工作原理如下：(1)将清洗剂与渗透剂、表面活性剂复配，借助组分间的协同作用，与致垢金属阳离子通过配位键形成亲水螯合物，通过渗透剂、表面活性剂使药剂进入垢的里层，从而使垢膨胀融溶达到很好的清洗效果。(2)在配方中添加渗透剂是因为垢表面必定有许多小孔以及小裂缝，利用渗透剂将药剂渗透到垢内层，从而缩短清洗时间。(3)在配方中添加表面活性剂是利用其具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降。(4)通过复配试验，达到优化组合，充分发挥各组分的协同增效作用，提高清垢效果。

本发明的有益效果：

本发明的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，主要由羧酸、羟基、磺酸盐、磷酸等多官能团高分子有机聚合物组成，专用于清除偏硅酸铝盐和硅酸盐等难溶盐垢，药剂pH值为7-9，能在常温下使用，清洗周期为5天左右。该清洗剂清除硬垢彻底，不腐蚀金属、搪瓷、玻璃等，对人体接触无不良反应，清洗后的废液经处理后可以回收利用或合格排放，高效安全。

本发明的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，具有清除硬垢彻底，不腐蚀金属、搪瓷、玻璃等，对人体无毒，废液可以安全排放，高效安全的环保型中性清洗剂的特点。该清洗剂能够清洗特殊难溶的偏硅酸铝盐和硅酸盐硬垢，对空预器表面的顽固结垢也能进行快速、有效的清洗，为顺利解决脱硫***空预器结垢堵塞，提高脱硫***投运率和脱硫效率做出了重要的贡献。

本发明的中性化学清洗剂由清洗主剂、表面活性剂、渗透剂、液碱和水复配而成，本发明的中性化学清洗剂通过与所接触到的空预器表面的偏硅酸铝盐和硅酸盐垢发生络合作用，达到“溶解”污垢的目的。通过渗透作用和膨胀作用，使垢层结构内部出现裂纹和缝隙。本发明的清除空预器硬垢的中性化学清洗剂采用了安全环保的中性方案，无毒，主要复配物清洗主剂易生物降解，不存在环境问题；该清洗剂具有快速除垢、不腐蚀钢架、不伤搪瓷换热原件、不破坏鳞片防腐材料等特点。在空预器清洗应用中，硬垢的去除率达到98％以上，空预器透光率达到95％以上，提高了换热设备的换热效率及疏通通风通道，保证了机组的安全、经济运行。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明进行详细说明，应该理解，这些具体实施例仅用于说明本发明的目的，并不意在限制本发明。本领域技术人员在阅读说明书之后，将能显而易见地对其进行各种修改、变型和修正，这些修改、变型和修正都落在本发明的范围之内。

实施例1

本发明一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，配方如下：

上述中性化学清洗剂的制备方法：按上述比例，先加入水，再加入清洗主剂，然后慢慢加入液碱，(温度控制在50℃以下)搅拌均匀之后，再加入表面活性剂、渗透剂，搅拌均匀即可。

上述中性化学清洗剂的腐蚀性能测试试验：

试验方法：将上述清洗剂分别喷洒在结垢的20#碳钢和陶瓷切割片上。

试验结果：在室温下，静态湿润时间为24小时，厚度约1.5cm的垢，完全膨胀融化。20#碳钢平均腐蚀速率0.00115g/m²·h，陶瓷切割片平均腐蚀速率0.00105g/m²·h。腐蚀速率均小于0.005g/m²·h。

实施例2

上述中性化学清洗剂的腐蚀性能测试试验：

试验结果：在室温下，静态湿润时间为8小时，厚度约1.5cm的垢，完全膨胀融化。20#碳钢平均腐蚀速率0.00105g/m²·h，陶瓷切割片平均腐蚀速率0.00105g/m²·h。腐蚀速率均小于0.005g/m²·h。

实施例3

上述中性化学清洗剂的腐蚀性能测试试验：

试验结果：在室温下，静态湿润时间为4小时，厚度约1.5cm的垢，完全膨胀融化。20#碳钢平均腐蚀速率0.00105g/m²·h，陶瓷切割片平均腐蚀速率0.00105g/m²·h。腐蚀速率均小于0.005g/m²·h。

应用试验例

本发明实施例1的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂在电厂脱硫***清除空预器的硬垢中的应用试验情况如下：

清洗前：空预器结垢厉害，污垢厚度1.5～3cm。

对空预器垢样进行X光衍射分析结果可知，空预器结垢物中可能含有的物相为：偏硅酸铝盐、硅酸盐、硫酸钙、碳酸钙等。

清洗方法(即本发明的中性化学清洗剂使用方法)：

将本发明的中性化学清洗剂直接喷洒在停运的空预器污垢上，在室温下，先喷洒一次清洗剂，静态湿润2-3小时后，再喷洒一次清洗剂，这样循环喷洒药剂，保持空预器表面湿润24小时左右，待污垢膨胀融化后，用高压水冲洗掉松脱的污垢；然后再喷洒一次清洗剂，静态湿润2-3小时后，再喷洒一次清洗剂，这样循环喷洒药剂，保持空预器表面湿润24小时左右，待污垢膨胀融化后，用高压水冲洗掉松脱的污垢。

清洗效果：循环喷洒清洗剂后，空预器上的污垢完全膨胀融化；

最后一次高压水冲洗后，污垢被冲掉，换热元件露出金属本色。

试验结果表明：本发明的中性化学清洗剂能够清除空预器表面的特殊难溶的偏硅酸铝盐和硅酸盐硬垢；在数次空预器清洗应用中，硬垢的去除率达到98％以上，空预器透光率达到95％以上，提高了换热设备的换热效率及疏通通风通道，保证了机组的安全、经济运行。

Claims

1.一种用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：由清洗主剂、表面活性剂、渗透剂、液碱和水复配而成，其中，所述的清洗主剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为10－25％，所述的表面活性剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为0.2％－1.5％，所述的渗透剂占所述中性化学清洗剂的重量百分比为0.1％－1.5％，所述的液碱占所述中性化学清洗剂的重量百分比为10％－30％，余量为水。

2.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述的清洗主剂选自丙烯酸-丙烯酸羟丙酯-膦酸-AMPS四元共聚物或有机羧酸类化合物中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述有机羧酸类化合物为乙二胺四乙酸、柠檬酸、羟基丁二酸、羟基乙酸、羟基丙酸、草酸、酒石酸中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述的表面活性剂选自壬基酚聚氧乙烯醚磷酸单酯钠盐或钾盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸单酯钠盐或钾盐、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯钠盐或钾盐、烷基酚聚氧乙烯醚磷酸酯盐和烷基酚聚环氧乙烯醚中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述的渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷的聚合物、聚氧乙烯醚化合物中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述的液碱选自氢氧化钾和氢氧化钠中的一种或两种。

7.如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂，其特征在于：所述中性化学清洗剂的pH值为7-9。

8.一种如权利要求1所述的用于清除脱硫***空预器硬垢的中性化学清洗剂的制备方法，其特征在于：按所述比例，先加入水，再加入清洗主剂，然后慢慢加入液碱，温度控制在50℃以下，搅拌均匀之后，再加入表面活性剂、渗透剂，搅拌均匀即可。