TWI616560B - 酸洗液、其用途及製備方法 - Google Patents
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Abstract
一種酸洗液、其用途及製備方法，該酸洗液以重量百分比計可包含：磺胺酸0.5至12%；乙二醇類成分0.5至12%；鹵化物成分0.5至12%；有機酸類成分0.5至12%；及以水補足至總重量百分比為100%。該酸洗液可用於清洗含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，清洗後不會造成含有機磷酸的環境汙染物。
Description
本發明係關於一種清洗溶液，特別是關於一種具發泡性的酸洗液、其用途及製備方法。
在各種工業用途中，由於無機酸(如硫酸、鹽酸及硝酸等)的價格較為便宜且取得較為容易，因此，無機酸常被應用於工業清洗用途，例如：以酸洗液對金屬材料進行酸浸除鏽及表面除垢等。
舉例而言，中國大陸專利申請案第CN 102284247A號「一種反滲透系統的清洗方法」，揭示一種習知酸洗液，其可含有一清洗劑的一水溶液，酸鹼值(pH值)約為3.0±0.5，該清洗劑可由混合酸及阻垢分散劑組成，該阻垢分散劑可選自有機磷酸、羧酸均聚物及羧酸共聚物中的至少一種，惟該有機磷酸排放後，容易造成河川環境汙染問題。
此外，中國大陸專利申請案第CN 1030618C號「不鏽鋼酸洗液及使用方法」，揭示另一種習知酸洗液，其可為含有硝酸含量8至15%、氫氟酸含量2至4%及過氧化氫含量2~4%的水溶液，惟該水溶液不適用於清洗含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物。
有鑑於此，有必要提供一種酸洗液，以解決習用技術所存在的問題。
本發明之主要目的在於提供一種酸洗液，可用於清洗含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，清洗後不會造成含有機磷酸的環境汙染物。
本發明之次要目的在於提供一種酸洗液的用途，可用於清洗
含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，清洗後不會造成含有機磷酸的環境汙染物。
本發明之另一目的在於提供一種酸洗液的製備方法，可用於清洗含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，清洗後不會造成含有機磷酸的環境汙染物。
為達上述之目的，本發明提供一種酸洗液，以重量百分比計可包含：磺胺酸0.5至12%；乙二醇類成分0.5至12%；鹵化物成分0.5至12%；有機酸類成分0.5至12%；及以水補足至總重量百分比為100%。
在本發明之一實施例中，該乙二醇類成分可選自由乙二醇600、乙二醇800及乙二醇1000所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該乙二醇類成分可為乙二醇1000。
在本發明之一實施例中，該鹵化物成分可選自由氯化亞銅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅及碘化鉀所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該鹵化物成分可為碘化鉀。
在本發明之一實施例中，該有機酸類成分可選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及草酸所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該有機酸類成分可為丙酸。
在本發明之一實施例中，該磺胺酸、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比的一合計值可為20至30%。
為達上述之目的，本發明另提供上述酸洗液的用途，可應用於清洗一熱交換器之一結垢物。
在本發明之一實施例中，該熱交換器可為一氨蒸餾塔板式熱交換器。
在本發明之一實施例中，該結垢物可包含氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物。
在本發明之一實施例中，在清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物的過程中，該酸洗液之酸鹼值可在1至3之間。
在本發明之一實施例中，該酸洗液之酸鹼值為1時可具有發泡性。
在本發明之一實施例中，在清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物的過程中，若該酸洗液之酸鹼值大於3，則可額外加入該磺胺酸或尚未用於清洗的酸洗液，以使該磺胺酸之重量百分比恢復為0.5至12%以及使該酸洗液之酸鹼值恢復至1至3之間。
為達上述之目的，本發明另提供上述酸洗液的製備方法，可包含步驟：將以重量百分比計為0.5至12%之磺胺酸及0.5至12%之鹵化物成分溶解於水中，以產生一第一混合液；於該第一混合液中加入以重量百分比計為0.5至12%之乙二醇類成分及0.5至12%之有機酸類成分，以產生一第二混合液；及將該第二混合液均勻混合後，靜置至少60分鐘，以製備該酸洗液。
在本發明之一實施例中，該乙二醇類成分可選自由乙二醇600、乙二醇800及乙二醇1000所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該乙二醇類成分可為乙二醇1000。
在本發明之一實施例中，該鹵化物成分可選自由氯化亞銅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅及碘化鉀所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該鹵化物成分可為碘化鉀。
在本發明之一實施例中，該有機酸類成分可選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及草酸所組成的一群組。
在本發明之一實施例中，該有機酸類成分可丙酸。
在本發明之一實施例中，該磺胺酸成分、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比的一合計值可為20至30%。
為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅用於參考實施例輔助說明物體間的方向及相對關係。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。
首先，舉例說明本發明一實施例之酸洗液，以重量百分比計
可包含：磺胺酸(對氨基苯磺酸，sulfanilic acid)0.5至12%；乙二醇類(ethylene glycol class)成分0.5至12%；鹵化物(halide)成分0.5至12%；有機酸類(organic acid class)成分0.5至12%；及以水補足至總重量百分比為100%。
在一實施例中，該乙二醇類成分係選自由乙二醇(聚乙二醇，PEG)600、乙二醇800及乙二醇1000所組成的一群組，例如：較佳可為乙二醇1000，用以簡化材料成分並取得較佳的反應效果，惟不以此為限。
在一實施例中，該鹵化物成分係選自由氯化亞銅(CuCl)、氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯化鋅(ZnCl2)及碘化鉀(KI)所組成的一群組，例如：較佳可為碘化鉀，用以簡化材料成分並取得較佳的反應效果，惟不以此為限。
在一實施例中，該有機酸類成分係選自由甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)、丙酸(CH3CH2COOH)、丁酸(CH3CH2CH2-COOH)及草酸(H2C2O4)所組成的一群組，例如：較佳可為丙酸，用以簡化材料成分並取得較佳的反應效果，惟不以此為限。
另外，本發明實施例之酸洗液的製備方法，可包含步驟：將以重量百分比計為0.5至12%之磺胺酸及0.5至12%之鹵化物成分溶解於水中，以產生一第一混合液；於該第一混合液中加入以重量百分比計為0.5至12%之乙二醇類成分及0.5至12%之有機酸類成分，以產生一第二混合液；及將該第二混合液均勻混合後，靜置至少60分鐘，以製備該酸洗液。
舉例而言，該酸洗液的一製備環境以一大氣壓及室溫為25度(℃)為例，首先，可於一純水中溶解上述成分中固體材料，例如：磺胺酸、氯化亞銅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅、碘化鉀等，以產生該第一混合液；接著，可於該第一混合液中加入上述成分中的液體材料，例如：乙二醇600、乙二醇800、乙二醇1000、甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、草酸等，，以產生該第二混合液；接著，可將該第二混合液均勻混合後，靜置至少60分鐘，以製備該酸洗液，舉例說明如下，惟不以此為限。
在一實施例中，該酸洗液中的成分以重量百分比計，可如：磺胺酸佔1%、乙二醇1000佔1%、碘化鉀佔1%、丙酸佔1%及加水補足至100%。藉此，可降低所需原料使用量，以便進一步降低清洗所需成本。
在一實施例中，該酸洗液中的成分以重量百分比計，可如：磺胺酸佔10%、乙二醇1000佔10%、碘化鉀佔10%、丙酸佔10%及加水補足至100%。藉此，可增加參與一去垢反應的成分濃度，以便用於需要加強去垢效果的清洗用途。
在一實施例中，該酸洗液中的成分以重量百分比計，可如：磺胺酸佔1%、乙二醇800佔1%、氯化亞銅佔1%、乙酸佔1%及加水補足至100%。藉此，可降低所需原料使用量，以便進一步降低清洗所需成本。
在一實施例中，該酸洗液中的成分以重量百分比計，可如：磺胺酸佔10%、乙二醇800佔10%、氯化亞銅佔10%、乙酸佔10%及加水補足至100%。藉此，可增加參與該去垢反應的成分濃度，以便用於需要加強去垢效果的清洗用途。
在一實施例中，該磺胺酸、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比的一合計值可為20至30%，例如：該磺胺酸、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比可同為6.25%，以便在適當的材料成本下，用於製備適合清洗一金屬材料(如：熱交換器等)的酸洗液，惟不以此為限。
此外，本發明實施例之酸洗液的用途，可應用於清洗一熱交換器之一結垢物，如：應用於一氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物，該結垢物可包含氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物，惟不以此為限。需注意的是，該板式熱交換器中若含有鑄鐵(cast iron)成分，例如：包含鐵、碳、矽、錳及少量的磷與硫等元素之鑄鐵，則該酸洗液的有機酸類成分應避免選用甲酸，如：可選用乙酸、丙酸、丁酸或草酸等，以防止甲酸殘留於該鑄鐵表面，經加熱後分解產生一氧化碳有毒氣體。
在一實施例中，在清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物的過程中，該酸洗液之酸鹼值可在1至3之間，例如：剛製備完成的酸洗液的酸鹼值(pH值)可為1，在該酸洗液之酸鹼值為1時可具有發泡性的較佳效果，可用於清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器，以下舉例說明清洗過程，惟不以此為限。
舉例而言，在清洗過程中，該酸洗液與該結垢物會相互產生
化學反應，隨著清洗時間增長，該酸洗液的酸鹼值將會逐漸增加，由於聚乙二醇的氫氧基氫離子逐漸被其他離子取代，該酸洗液的發泡性將會逐漸降低，當該酸洗液中殘存的發泡性不足作為清洗用途時，如酸鹼值增加至大於3，則可額外加入該磺胺酸或尚未用於清洗的酸洗液，以使該磺胺酸之重量百分比恢復為0.5至12%，以及使該酸洗液之酸鹼值恢復至1至3之間，以便在後續清洗過程中取得適當的清洗效果。
例如：可利用上述酸洗液在溫度為80度的情況下，清洗上述板式熱交換器之結垢物持續一清洗時間(如60分鐘)，以便計算清洗前後的板式熱交換器的熱傳導係數變化值，作為決定清洗效果及清洗時間之依據，惟不以此為限。
本發明上述實施例之酸洗液含有聚乙二醇及磺胺酸，可利用該酸洗液中的氫氧基氫離子及發泡性清洗含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，使該結垢物自該氨蒸餾塔板式熱交換器被去除。
因此，相較於習知酸洗液(如：CN1030618C專利申請案等)，本發明上述實施例之酸洗液可確實清除含有氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物的結垢物，可直接用於工業清洗用途，例如：已可直接使用於清洗一鋼鐵冶煉製程所需的氨蒸餾塔板式熱交換器，以便去除該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物之結垢物，可以達到提升清洗效果及現有製程相容度高等功效。
此外，本發明上述實施例之酸洗液的成分易於取得及再生，且再生後的清洗效果良好，更重要的是，該酸洗液不含有機磷酸，相較於習知酸洗液(如：CN102284247A專利申請案)，清洗後不會造成含有機磷酸的環境汙染物，可以達到避免增加環境負荷及降低所需成本等功效。
雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
Claims (22)
- 一種酸洗液，以重量百分比計包含：磺胺酸0.5至12%；乙二醇類成分0.5至12%；鹵化物成分0.5至12%；有機酸類成分0.5至12%；及以水補足至總重量百分比為100%。
- 如申請專利範圍第1項所述之酸洗液，其中該乙二醇類成分係選自由乙二醇600、乙二醇800及乙二醇1000所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第2項所述之酸洗液，其中該乙二醇類成分為乙二醇1000。
- 如申請專利範圍第1項所述之酸洗液，其中該鹵化物成分係選自由氯化亞銅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅及碘化鉀所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第4項所述之酸洗液，其中該鹵化物成分為碘化鉀。
- 如申請專利範圍第1項所述之酸洗液，其中該有機酸類成分係選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及草酸所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第6項所述之酸洗液，其中該有機酸類成分為丙酸。
- 如申請專利範圍第1項所述之酸洗液，其中該磺胺酸、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比的一合計值為20至30%。
- 一種如申請專利範圍第1至8項任一項所述之酸洗液的用途，係應用於清洗一熱交換器之一結垢物。
- 如申請專利範圍第9項所述之酸洗液的用途，其中該熱交換器為一氨蒸餾塔板式熱交換器。
- 如申請專利範圍第9項所述之酸洗液的用途，其中該結垢物包含氨氮沉積物、鋅氧化物及鈣氧化物。
- 如申請專利範圍第9項所述之酸洗液的用途，其中在清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物的過程中，該酸洗液之酸鹼值在1至3之間。
- 如申請專利範圍第12項所述之酸洗液的用途，其中該酸洗液之酸鹼值為1時具有發泡性。
- 如申請專利範圍第9項所述之酸洗液的用途，其中在清洗該氨蒸餾塔板式熱交換器之結垢物的過程中，若該酸洗液之酸鹼值大於3，則額外加入該磺胺酸或尚未用於清洗的酸洗液，以使該磺胺酸之重量百分比恢復為0.5至12%以及使該酸洗液之酸鹼值恢復至1至3之間。
- 一種酸洗液的製備方法，包含步驟：將以重量百分比計為0.5至12%之磺胺酸及0.5至12%之鹵化物成分溶解於水中，以產生一第一混合液；於該第一混合液中加入以重量百分比計為0.5至12%之乙二醇類成分及0.5至12%之有機酸類成分，以產生一第二混合液；及將該第二混合液均勻混合後，靜置至少60分鐘，以製備該酸洗液。
- 如申請專利範圍第15項所述之酸洗液的製備方法，其中該乙二醇類成分係選自由乙二醇600、乙二醇800及乙二醇1000所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第16項所述之酸洗液的製備方法，其中該乙二醇類成分為乙二醇1000。
- 如申請專利範圍第15項所述之酸洗液的製備方法，其中該鹵化物成分係選自由氯化亞銅、氯化鈉、氯化鉀、氯化鋅及碘化鉀所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第18項所述之酸洗液的製備方法，其中該鹵化物成分為碘化鉀。
- 如申請專利範圍第15項所述之酸洗液的製備方法，其中該有機酸類成分係選自由甲酸、乙酸、丙酸、丁酸及草酸所組成的一群組。
- 如申請專利範圍第20項所述之酸洗液的製備方法，其中該有機酸類成分為丙酸。
- 如申請專利範圍第15項所述之酸洗液的製備方法，其中該磺胺酸成分、該乙二醇類成分、該鹵化物成分及該有機酸類成分之重量百分比的一合計值為20至30%。
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