CN114032149A

CN114032149A - 一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂

Info

Publication number: CN114032149A
Application number: CN202011604239.1A
Authority: CN
Inventors: 孙升科
Original assignee: Wuxi Zhuoneng Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Wuxi Zhuoneng Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-02-11

Abstract

本发明涉及一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，属于烟气脱硫清洗技术领域。其配方比例按重量比计如下：包括无机酸25％～28％；螯合剂2％～4％；缓蚀剂3％～5％，催化剂1％～3％；其余为水。本发明提供的清洗剂，专用于喷雾干燥的喷雾盘及其相关管路的清洗，其清洁效果好，清洁时间短，只需要3～5分钟即可完成整个清洗过程，甚至可以不通过拆卸设备就对整体设备进行清洗。清洗结束后整个设备损伤小，清洗效果维持时间长，大大降低了成本。

Description

一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂

技术领域

本发明涉及一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，具体涉及一种用于喷雾干燥的高速旋转雾化器及喷雾盘等相关管路的清洗剂，属于烟气脱硫清洗技术领域。

背景技术

我国SO₂、HCL的污染主要是由企业生产造成的，而发电企业生产的SO₂、 HCL污染占了相当大的比例。随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，生产的生活垃圾和工业垃圾也越来越多。相应的垃圾发电场的焚烧量不断增加，而由垃圾焚烧排放的SO₂、HCL量也就会不断的增加。因此，控制SO₂、HCL的排放量已经成为垃圾发电场环保要求的影响指标。

目前烟气的脱硫技术主要分为三种，主要由：湿法、干法、半干法。喷雾干燥法是20世纪80年代迅速发展起来的一种半干法脱硫工艺，是目前市场份额仅次于湿钙法的烟气脱硫技术，具有设备和操作简单，可以采用碳钢作为结构材料，不产生废水等优点。

喷雾干燥烟气脱硫设备中核心部件为高速旋转雾化器。由于长时间的使用，石灰浆液会在高速旋转的雾化器管路及雾化盘表面结垢，严重情况导致雾化盘或管路堵塞，无法正常使用雾化器。主要的结垢物为氧化钙、氢氧化钙沉积颗粒、氧化镁、氧化硅等成分。

现有的垃圾发电厂每隔一段时间就会对使用中的雾化器吊出采用清洗剂进行清洗，目前主要采用的清洗剂为柠檬酸溶液。其清洗的时间长、效率低，吊出雾化器设备清洗，导致烟气指标波动，影响脱硫效果。

因此，亟待开发一种专用于喷雾干燥雾化器管路及雾化盘的清洗剂，其能够快速、高效的对设备进行清洗。

发明内容

本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其具备清洗时间短、清洁度高、可以在线对设备进行快速清洗，有效保护清洗设备等优点。

本发明的技术方案，一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，配方比例按重量比计如下：包括无机酸25％～28％；螯合剂2％～4％；缓蚀剂3％～5％，催化剂1％～3％；其余为水。

进一步地，所述无机酸具体为磷酸、氢氟酸、盐酸、硫酸、次氯酸、次溴酸和硝酸中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述螯合剂具体为氨基三亚甲基膦酸ATMP、羟基乙叉二膦酸 HEDP、二乙烯三胺五甲叉膦酸DTPMPA和乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA-Na、柠檬酸中的一种或几种的混合物。

进一步地，所述缓蚀剂具体为咪唑啉类缓蚀剂、氨基酸类缓蚀剂和植物提取缓蚀剂体积比1：2：1的复配混合物。

进一步地，所述植物提取缓蚀剂是采用无机酸对大蒜进行浸泡后得到。

进一步地，所述催化剂具体为重铬酸钾或酒石酸钾。

进一步地，配方比例按重量比计如下：包括无机酸27％；螯合剂3％；缓蚀剂4％，催化剂2％；其余为水。

本发明通过无机酸营造清洗剂中的酸环境，所述清洗剂pH值为1～3之间；通过强酸对高速旋转雾化器管路及雾化盘表面结垢物(氢氧化钙结垢物)进行酸洗。

螯合剂主要用于进一步通过络合作用与游离的金属离子生成具有环状结构的络合物；由于喷雾器及其相关管路中主要结垢来源为石灰水，因此选择能够在强酸条件下与Ca²⁺离子发生比较强的配位反应的物质作为螯合剂。

缓蚀剂为清洗剂的重要组成部分，由于采用强酸酸洗金属极容易对金属设备造成腐蚀，从而影响设备的使用寿命，因此找到一种能够适应强酸环境，并且能较好的保护金属不受强酸腐蚀的缓蚀剂十分重要。本发明采用咪唑啉类缓蚀剂、氨基酸类缓蚀剂和植物提取缓蚀剂1：2：1的复配混合物作为缓蚀剂，三种缓蚀剂之间可以最大程度的产生协同缓释作用。氨基酸类缓蚀剂能够在金属表面吸附形成保护膜，使得金属表面与腐蚀介质隔开；植物提取缓蚀剂绿色环保，分子结构中含有电负性较大的N，S，O等原子，容易在金属表面成键，从而起到缓释保护作用；而咪唑啉类缓蚀剂、是一种含氮五元杂环化合物，具有良好的缓释性能，具备良好的应用前景。经过本发明实验验证，上述三种缓蚀剂复配后能够在强酸环境下产生良好的协同缓释作用。

本发明采用的催化剂为酸洗促进剂，能够通过氧化或络合作用进一步协同处理结垢物。

用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂的应用，将清洗剂用于清洗雾化器、雾化盘及其相关管路设备；通过浸泡或雾化器运行时在线清洗的方式完成清洗过程。

进一步地，将需要清洗的设备及其部件浸渍于按需要稀释的清洗液中，浸泡2～5min，随后用清水冲洗表面残留的清洗剂，之后用***吹干或擦干。

进一步地，关闭雾化器供浆阀门，降低雾化器转速，拔下供浆软管快速接头，注入清洗剂，连接供浆软管的快速接头，等待1～3min，将雾化器升速到正常工作转速，打开供浆阀门，正常供浆。

本发明的有益效果：本发明提供的清洗剂，专用于喷雾干燥的喷雾盘及其相关管路的清洗，其清洁效果好，清洁时间短，只需要3～5分钟即可完成整个清洗过程，甚至可以不通过拆卸设备就对整体设备进行清洗。清洗结束后整个设备损伤小，清洗效果维持时间长，大大降低了成本。

附图说明

图1是不同酸浓度对缓蚀剂缓释性能影响示意图。

图2是不同试剂浸泡24h后结果示意图。

a、空白碳钢；b、实施例4所述清洗剂；c、pH为2的柠檬酸溶液。

图3是应用实施例1清洗前雾化器示意图。

图4是应用实施例2清洗后雾化器示意图。

具体实施方式

实施例1缓蚀剂的制备

以全浸式失重法，采用碳钢作为样品对缓蚀剂的缓释效果进行测试，以评价缓释结果。将所得数据列成表格并计算其腐蚀速度及缓蚀效率。实验采用20％的磷酸溶液，加入1％的缓蚀剂。

腐蚀速度用以下公式进行计算：V＝(W0-W1)/A·t(g/m²·h) (1)；

式中V为腐蚀速率，g/m²·h；W0为腐蚀前试样重量，g；W1为腐蚀后试样重量，g；A为试样表面积，m²；t为腐蚀时间，h；

缓蚀效率用以下公式进行计算：η＝(V-V′)/V (2)；

式中，η为缓蚀效率；V为金属在不含缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率， g/m²·h；V′为金属在含有缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率，g/m²·h。

(1)植物提取缓蚀剂的制备：

室温条件下取大蒜泥45g，采用12％的稀硫酸和5％的硝酸混合液对大蒜进行浸泡；浸泡时，大蒜和混合酸的固液比为45：50mL，浸泡3天，所得浸取液即为植物提取缓蚀剂；

(2)复配：采用不同比例的植物提取缓蚀剂、聚天冬氨酸PASP和三苯环咪唑啉季铵盐QATI进行复配，测试其缓释效率，具体如表1所示。

表1缓蚀剂的选择和对应的缓释效率

根据系列实验，最终确定采用咪唑啉类缓蚀剂：氨基酸类缓蚀剂：植物提取缓蚀剂1：2：1的复配，其缓释效率高，可以达到93％以上。

将上述确定比例的复配缓蚀剂采用不同浓度的磷酸进行缓释性能影响测试，酸浓度分别为8％、10％、12％、14％、16％、18％、20％，分别采用碳钢浸泡6d，在腐蚀时间为24h情形下，考察不同酸浓度对缓蚀剂缓释性能影响，结果如图1所示。

由图1可知，随着酸洗液浓度升高，缓蚀剂对碳钢的缓释效率逐渐增大，当酸洗液浓度增大到12％时，缓释效率变化缓慢，但随着酸浓度的增加，缓释效率越来越大。这说明酸浓度的增加有利于上述三种缓蚀剂的协同复配缓释。

以下实施例所述缓蚀剂均为实施例1制备的咪唑啉类缓蚀剂：氨基酸类缓蚀剂：植物提取缓蚀剂1：2：1的复配所得缓蚀剂。

实施例2一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂

配方比例按重量比计如下：包括盐酸25％；螯合剂羟基乙叉二膦酸HEDP 1％、二乙烯三胺五甲叉膦酸DTPMPA 1％；缓蚀剂4％，催化剂酒石酸钾1％；其余为水。

实施例3一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂

配方比例按重量比计如下：包括磷酸26％；螯合剂氨基三亚甲基膦酸ATMP 2％；缓蚀剂3％，催化剂重铬酸钾1％；其余为水。

实施例4一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂

配方比例按重量比计如下：包括硫酸27％；螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠 EDDHA-Na 3％；缓蚀剂4％，催化剂重铬酸钾2％；其余为水。

采用碳钢空白样片最为对照，将其分别浸泡于本发明所述清洗液以及pH为 2的柠檬酸溶液中24h，对其实物进行记录，结果如图1所示。

可知所述清洗剂在长时间浸泡的情形下对试样产生影响要远低于传统柠檬酸清洗剂。

对比实施例1 清洗剂

配方比例按重量比计如下：包括硫酸27％；螯合剂乙二胺二邻苯基乙酸钠 EDDHA-Na 3％；催化剂重铬酸钾2％；其余为水。

对比实施例2 清洗剂

配方比例按重量比计如下：包括硫酸27％；缓蚀剂4％，催化剂重铬酸钾2％；其余为水。

对比实施例3 清洗剂

对比实施例4 清洗剂

以pH为2的柠檬酸溶液作为清洗剂。

对实施例2-4、对比实施例1-4所述清洗剂进行同温度下结垢零件浸渍实验。将需要清洗的零件浸渍于清洗液中浸泡5min，随后用清水冲洗表面残留的清洗剂，记录其浸渍时间和磨损程度，清洗效果对比如表2所示。

表2

	清洗效果(0～9)	磨损程度(0～9)
			实施例2	7	1
实施例3	5	1
			实施例4	9	0
对比实施例1	9	3
			对比实施例2	8	0
对比实施例3	6	1
			对比实施例4	0	-

如表2可知，由实施例2-4的对比可知，实施例4的配方清洗效果最好，采用传统的清洗剂柠檬酸溶液在相同时间内清洗能力有限。由对比实施例1-3的结果可知，缓蚀剂会极大影响清洗剂在相同条件下对金属的磨损，添加了缓蚀剂的清洗剂明显能够有效减轻磨损，在工作时间3～5min内，几乎不会对零件产生不利影响。而对比实施例4所采用的传统柠檬酸清洗剂在5min的除垢效果几乎为0，因此不再判断其磨损程度；当柠檬酸溶液根据需要对零件进行长达数小时甚至一天的浸泡后，对零件会产生大量的腐蚀。

应用实施例1

采用某公司1号炉雾化器进行浸泡清洗，清洗前如图3所示；将需要清洗的雾化器浸渍于实施例4制备所得的清洗液中，浸泡2min，随后用清水冲洗表面残留的清洗剂，之后用***吹干或擦干，清洗效果如图4所示。

可见本发明清洗迅速，清洗效果好，适宜工业化应用生产。

应用实施例2

关闭雾化器供浆阀门，降低雾化器转速，拔下供浆软管快速接头，注入实施例4制备所得的清洗液，连接供浆软管的快速接头，等待1～3min，将雾化器升速到正常工作转速，打开供浆阀门，正常供浆。

Claims

1.一种用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是配方比例按重量比计如下：包括无机酸25％～28％；螯合剂2％～4％；缓蚀剂3％～5％，催化剂1％～3％；其余为水。

2.如权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是：所述无机酸具体为磷酸、氢氟酸、盐酸、硫酸、次氯酸、次溴酸和硝酸中的一种或几种的混合物。

3.如权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是：所述螯合剂具体为氨基三亚甲基膦酸ATMP、羟基乙叉二膦酸HEDP、二乙烯三胺五甲叉膦酸DTPMPA和乙二胺二邻苯基乙酸钠EDDHA-Na、柠檬酸中的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是：所述缓蚀剂具体为咪唑啉类缓蚀剂、氨基酸类缓蚀剂和植物提取缓蚀剂体积比1：2：1的复配混合物。

5.如权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是：所述植物提取缓蚀剂是采用无机酸对大蒜进行浸泡后得到。

6.权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是：所述催化剂具体为重铬酸钾或酒石酸钾。

7.如权利要求1所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂，其特征是配方比例按重量比计如下：包括无机酸27％；螯合剂3％；缓蚀剂4％，催化剂2％；其余为水。

8.用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂的应用，其特征是：将清洗剂用于清洗雾化器及其相关管路设备；通过浸泡或雾化器运行清洗的方式完成清洗过程。

9.根据权利要求8所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂的应用，其特征是：将需要清洗的设备及其部件浸渍于按需要稀释的清洗液中，浸泡2～5min，随后用清水冲洗表面残留的清洗剂，之后用***吹干或擦干。

10.根据权利要求8所述用于喷雾干燥法烟气脱硫设备的清洗剂的应用，其特征是：关闭雾化器供浆阀门，降低雾化器转速，拔下供浆软管快速接头，注入清洗剂，连接供浆软管的快速接头，等待1～3min，将雾化器升速到正常工作转速，打开供浆阀门，正常供浆。