化 學(xué) 清 洗 2方案 MVR

1、MVR車間396T板式降膜蒸發(fā)器清洗方案編制單位：河南衛(wèi)華防腐工程有限公司日 期：2015年09月22日 化 學(xué) 清 洗（一）概 述 物體表面由于受到化學(xué)、物理或生物的作用會出現(xiàn)污垢，例如一些工業(yè)和生活用設(shè)備在貯運(yùn)和使用過程又會逐漸形成各種類型的水垢、銹垢、油垢和生物垢，去除這些污垢而使之恢復(fù)到物體原來的表面狀況的過程稱為清洗。清洗方法分類如下。 （1）機(jī)械清洗采用機(jī)械工具、振動、彈丸，使表面污垢脫落。 （2）水力清洗采用高壓水射流沖刷而使表面污垢脫落。 （3）物理清洗利用有機(jī)溶劑的溶脹、溶解作用，表面活性劑的滲透、溶解作用使污垢清除和脫落。 （4）化學(xué)清洗采用化學(xué)清洗劑，使之與污垢之間發(fā)生化

2、學(xué)反應(yīng)而使表面污垢被清除。 （5）消毒、滅菌清洗使用滅菌劑、脫臭劑、高壓蒸氣等進(jìn)行清洗的一種專用方法。此法用于醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品、生物工程等部門。 （6）特殊清洗對放射性污染的設(shè)備或物體及排放物的清洗，宇宙航行返回地球時星外污染物的清洗等。從基礎(chǔ)學(xué)科的角度來看，機(jī)械清洗和水力清洗為物理清洗方法；消毒、滅菌清洗為生物清洗方法；特殊清洗則包含有物理清洗和放射化學(xué)清洗。這五類清洗方法本節(jié)均不論述。根據(jù)設(shè)計要求和被清洗對象的具體情況本節(jié)主要介紹化學(xué)清洗方法。 化學(xué)清洗的方法，按清洗用設(shè)備來分主要有浸泡法和循環(huán)法；按化學(xué)清洗劑的酸堿度來分主要有酸洗法、堿洗法，本章將詳細(xì)介紹用途最廣的循環(huán)酸洗法。 化學(xué)清洗

3、的對象涉及面很廣，例如鋼鐵及其他金屬材料銹垢的清洗，石油（含煉油）、化工（含石油化工）、電力、交通（汽車、火車等交通工具）等部門使用的換熱設(shè)備、傳熱設(shè)備、冷卻設(shè)備等的水垢清洗，遠(yuǎn)洋船舶等生物垢的清洗，食品工業(yè)的油垢、糖垢清洗，以及建筑行業(yè)的供熱系統(tǒng)、空調(diào)設(shè)施的清洗，生活使用的產(chǎn)暖鍋爐、茶爐的清洗等等。 在我國，化學(xué)清洗雖然還是一個新興的產(chǎn)業(yè)，但是是一個不可缺少的產(chǎn)業(yè)，隨著工業(yè)的不斷進(jìn)步、國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，它將愈來愈顯示其重要性。（二） 化學(xué)清洗基礎(chǔ)知識 化學(xué)清洗的目的是清除物體表面的污垢，因此，污垢的成分分析和正確采集對選擇合理的化學(xué)清洗劑起著決定性的作用。 1、污垢的種類 污垢包括無機(jī)垢和有

4、機(jī)垢兩大類。由于無機(jī)垢質(zhì)硬故亦稱為垢，有機(jī)垢質(zhì)軟亦稱為污。無機(jī)垢有水垢、銹垢、大氣塵垢等；有機(jī)垢有油垢、生物垢、聚合物垢等。結(jié)垢設(shè)備的垢型往往并非單一存在，常常是相伴而存，例如油垢常伴隨無機(jī)垢存在，為此在化學(xué)清洗水垢或銹垢前往往需要先清洗薄層油垢。 （1）水垢 傳熱設(shè)備，如換熱器、工業(yè)鍋爐、循環(huán)水冷裝置、水暖系統(tǒng)等，它們的水相面在使用一段時間后將逐漸形成水垢。 水垢絕大部分是由難溶的鹽類組成的，并且包括一部分腐蝕產(chǎn)物。因此水垢可按其組度的陽離子分類，也可按組成的陰離子分類。 （2）.銹垢 在一般情況下，金屬表面由于潮濕空氣或水的存在，在氧氣的作用下生成的金屬氧化物即為銹垢。銹垢會進(jìn)一步腐蝕金屬

5、基體，使設(shè)備遭受更嚴(yán)重的腐蝕。另外，對傳熱設(shè)備而言，銹場會導(dǎo)致金屬基體的傳熱系數(shù)下降、浪費(fèi)能源；對工藝設(shè)備而言。銹垢會污染工藝流程中的物料?；?、石油、電力等新裝置開車前的系統(tǒng)清洗，主要是除去系統(tǒng)中的氧化鐵垢和防銹油垢等。 （3）油垢 油垢的主要成分為粘質(zhì)油。沉積于原油油罐中的淤渣屬此類，在粘質(zhì)油中常伴有塵埃。 當(dāng)粘質(zhì)油與水混合時，生成水包油淤渣，例如，裝原油海船中重油和海水?dāng)嚢杌旌虾笊捎凸?。另外，長輸油管道中的污垢除粘質(zhì)油外，主要還含有高烷烴物質(zhì)石蠟。 油垢具有流動性，但天長日久后，由于塵埃接入和空氣氧化會變硬，給清洗帶來一定的困難。由于油垢（包括積蠟）為烴類有機(jī)物垢，用低分子量烴類有機(jī)溶

6、劑清除速度最快，但是有機(jī)溶劑價格高昂且嚴(yán)重污染環(huán)境，因此一般采用表面活性劑水溶液和堿溶液輔以機(jī)械方法清洗。 化學(xué)清洗的過程是以化學(xué)清洗劑為手段、以清洗用設(shè)備為操作工具對物體表面的污垢進(jìn)行清除（溶解與剝寓）的過程。 2化學(xué)清洗劑的組成 （1）化學(xué)清洗主劑 是溶解污垢的化學(xué)藥劑。例如酸洗中的HCl、H2SO4、HNO3等，堿洗中的NaOH、Na3PO4等。化學(xué)清洗主機(jī)因與固態(tài)污垢起化學(xué)反應(yīng)而達(dá)到溶解污垢的目的。化學(xué)清洗主劑又稱除垢劑。 （2）緩蝕劑 緩蝕劑是添加到腐蝕介質(zhì)中能作用于金屬表面以阻止金屬腐蝕或降低金屬腐蝕速度的物質(zhì)。在進(jìn)行化學(xué)清洗時，清洗液中要加入緩蝕劑，例如酸洗，清洗主劑（酸）不僅可

7、溶解污垢，同時也能溶解金屬,使金屬遭受腐蝕，致使被清洗設(shè)備的壁厚減小，嚴(yán)重時會穿孔報廢。為了既能除去金屬設(shè)備表面的污垢，又不腐蝕金屬，必須在酸液中加入緩蝕劑，以阻止酸對金屬的腐蝕。 （3）化學(xué)清洗輔劑 包括化學(xué)清洗添加劑和鈍化劑等其他清洗助劑。在化學(xué)清洗過程中，加入添加劑的目的，主要是提高清洗效果和抑制有害離子對金屬的腐蝕?；瘜W(xué)清洗添加劑包括：助溶劑（或稱垢層溶解促進(jìn)劑）、還原劑、潤滑劑、乳化劑、分散劑、消泡劑、起泡劑、泡沫穩(wěn)定劑、三價鐵離子和二價銅離子的封閉劑等等。 3化學(xué)清洗方式 化學(xué)清洗方式最常用的有以下兩種。 （1）浸泡 包括靜態(tài)浸泡和動態(tài)浸泡（攪拌、振動、旋轉(zhuǎn)等），常溫浸漬和加溫浸漬

8、、主要清洗對象為鋼板、小型生間構(gòu)件，包括泵、閥、管件等；大型容器須將化學(xué)清洗液充滿設(shè)備浸泡。這是最簡便的清洗技術(shù)，準(zhǔn)備工作也最少，缺點是清洗作用緩慢。 （2）循環(huán)清洗 是針對清洗對象為封閉裝置，例如鍋爐、工藝流程裝置、建筑物供熱系統(tǒng)等的設(shè)備和管道內(nèi)部污垢的清洗。循環(huán)清洗是化學(xué)清洗中最常用的方法。 循環(huán)清洗在清洗過程中，清洗液是流動的，并能保持一定的濃度和溫度；同時由于清洗液均勻，因而可隨時測量清洗程度、控制清選過程。但是循環(huán)清洗需要有較熟練的清洗技術(shù)、必需的清洗用設(shè)備、經(jīng)過培訓(xùn)的清洗人員和一定的組織形式、以及較多的準(zhǔn)備工作等。 （三）、化學(xué)清洗工程主要程序1、化學(xué)清洗主劑 在分析出污垢成分后，

9、即可選擇化學(xué)清洗劑。其第一步是確定清洗主劑。 常用的化學(xué)清洗主劑及其特點 （1）硫酸（H2SO4） 其價格低廉，可以回收再用，常在酸液用量較大的金屬材料酸浸除銹過程中作清洗主劑。此外，在鍋爐等設(shè)備酸洗除垢時，若垢中鈣化合物含量很低，亦多使用硫酸溶液。但硫酸對于氧化鐵溶解能力差；稀釋時放出大量的熱量，操作具有一定的危險性；除垢時產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物溶解度低（如硫酸鈣），常沉積在管壁上，酸洗后金屬表面狀態(tài)不夠理想。通常，硫酸酸洗須在較高溫度下進(jìn)行，才能獲得明顯的效果，硫酸酸洗后的金屬設(shè)備易發(fā)生氫脆，硫酸鹽還能使某些脂肪族有機(jī)緩蝕劑凝聚失效。所以目前硫酸僅限于金屬材料酸浸除銹時使用，而設(shè)備酸洗除垢，已逐漸

10、被鹽酸所取代。 （2）鹽酸（HCI溶液） 鹽酸是金屬設(shè)備化學(xué)清洗及油井酸化采油時應(yīng)用最多的無機(jī)酸，除硅酸鹽水垢外，鹽酸對各種垢類均具有較高的溶解速率和溶解能力。它的清洗效率極高，反應(yīng)產(chǎn)物溶解性好，操作簡便，清洗后的設(shè)備和材料狀態(tài)良好。鹽酸本身的危險性比硫酸小，在當(dāng)量濃度下，與氧化鐵之間的反應(yīng)速率比硫酸快，比檸檬酸、甲酸和乙酸等更快得多。因此，目前在金屬材料酸浸及金屬設(shè)備酸洗中，鹽酸作為化學(xué)清洗主劑居首位。但鹽酸是蒸氣壓較高的揮發(fā)性酸，在高溫酸洗時，不易控制。當(dāng)溫度超過6O時，會大量揮發(fā)造成難于抑制的“氣蝕”。鹽酸還對奧氏體鋼產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破裂，所以不適于不銹鋼的酸洗。 一般商品緩蝕劑在鹽酸中均有

11、抑制腐蝕的效果，但對鹽酸的氣相腐蝕卻無能為力，所以鹽酸酸洗受到溫度的限制。在清洗以硅酸鹽為主要成分的水垢時，效率較低，須在鹽酸中加入一定量的氯化物以提高它對硅垢的溶解能力，才能達(dá)到預(yù)期的效果。不同材質(zhì)的耐腐蝕性能清洗主劑的適用范圍2 、酸洗緩蝕劑在化學(xué)清洗中，作為清洗主劑的酸對金屬設(shè)備均有腐蝕作用，其中無機(jī)酸的腐蝕尤為嚴(yán)重；同時，所放出的氫會向金屬部擴(kuò)散，使被洗設(shè)備發(fā)生氫脆。另外，所析出的氫氣帶出大量的酸性氣體，會使勞動條件惡化。因此，在酸洗時一定要添加緩蝕劑，低濃度的緩蝕劑即可顯著抑制酸腐蝕。 （1）添加少量就能把金屬的腐蝕速度降到很小。 （2）金屬不產(chǎn)生局部腐蝕，特別是孔蝕。 （3）在金屬

12、表面上的吸附快、覆蓋率高。 （4）不影響金屬的機(jī)械性能。 （5）能保護(hù)構(gòu)成設(shè)備的所有材質(zhì)，包括焊縫材料和與主體設(shè)備接觸的異種金屬。 （6）能經(jīng)受清洗條件的變化，例如介質(zhì)濃度、溫度、清洗過程中的變化，加入的各種助劑等都不應(yīng)顯著地影響酸浸、酸洗效果。 （7）緩蝕劑的性能不應(yīng)隨清洗時間的延長而降低，特別要注意當(dāng)清洗時間延長時出現(xiàn)局部腐蝕。 此外，緩蝕劑還應(yīng)低毒、無惡臭，以保障操作人員的健康和利于廢液排放。 常用的幾種緩沖劑3 化學(xué)清洗輔劑 化學(xué)清洗輔劑包括化學(xué)清洗添加劑、鈍化劑及停用保護(hù)劑。 在一些情況下，化學(xué)清洗劑中還需加入其他添加劑，以加快清洗速度和消除在清洗過程中產(chǎn)生的某些不利影響。例如EDT

13、A作清洗主劉清洗CaSO4垢時，添加Na2CO3可激發(fā)其絡(luò)合反應(yīng)，從而加快清洗速度。 選擇化學(xué)清洗添加劑的前提是：添加劑不對緩蝕劑發(fā)生有害的副作用，不被清洗主劑破壞。（四） 化學(xué)清洗工藝 化學(xué)清洗包括以下程序：清洗前的準(zhǔn)備；清洗除垢；清洗過程的腐蝕監(jiān)測；工程驗收。 如前所述，化學(xué)清洗方法雖多，但使用最多的是循環(huán)清洗法和浸泡法，因此本節(jié)僅論述此二方法的具體清洗工藝。循環(huán)清洗前的準(zhǔn)備 1.臨時管線的安裝 （1）確定被清洗設(shè)備清洗時清洗劑的進(jìn)出口及臨時清洗回路； （2）注意高點排放位置，確定最高排氣點； （3）防止清洗死角； （4）安裝臨時管線、盲板等，以切斷被清洗設(shè)備的所有外接通路； （5）檢查滲

14、漏，包括正反兩個方向的回路。 2循環(huán)清洗設(shè)備的準(zhǔn)備 （l）清洗液箱（或稱酸槽、酸箱）應(yīng)有足夠的容積，保證清洗液暢通，并能順利地排出沉渣。箱底應(yīng)設(shè)有排污底閥。 （2）清洗泵 清洗泵應(yīng)耐腐蝕，泵揚(yáng)程應(yīng)高于被清洗設(shè)備的高度，泵流量應(yīng)保證清洗液在管線中流速達(dá)O5lms。當(dāng)緩蝕劑緩蝕率高，配清洗液操作正確時，或清洗液無腐蝕性時亦可用普通離心泵代替耐腐蝕泵。 （3）濾網(wǎng) 清洗泵入口或清洗液箱出口應(yīng)裝濾網(wǎng)，濾網(wǎng)孔徑應(yīng)少于5mm，且有足夠的流通面積； （4）閥門 清洗系統(tǒng)內(nèi)的閥門應(yīng)靈活、嚴(yán)密、耐腐蝕。 （5）管道 清洗液的進(jìn)管和回管應(yīng)有足夠的截面積，以保證清洗液的流量，一般采角耐酸軟膠管。 3將清洗設(shè)備與被清

15、洗設(shè)備牢固連接，并構(gòu)成良好循環(huán) 循環(huán)回路入口宜選在下部，因設(shè)備下部泥渣沉積，結(jié)垢較重，新鮮清洗液由此處進(jìn)入后，反應(yīng)劇烈，而且液面是緩慢上升的，較為合理。如入口處選在上部，一方面會使清洗液同沒有結(jié)垢的金屬表面接觸時間較長；另一方面由于上部設(shè)備受上部流下的清洗劑作用，沿途垢層會剝落，阻礙清洗回路。 4.備好安全用品，制訂安全措施循環(huán)酸洗除垢流程 1酸洗的基本操作步驟 （1）將酸箱注入清水，水量約為欲配清洗劑量的12至23。 （2）按酸洗劑的配比配制酸洗液：在強(qiáng)制攪拌下一次或分次加入規(guī)定量的緩蝕劑和部分水，混勻后加入足量的酸，最后補(bǔ)加不足體積部分的水。 （3）啟動酸泵，將酸箱內(nèi)溶液循環(huán)攪拌，以達(dá)到濃

16、度均勻。分析酸洗液的酸濃度。為確保具有良好的緩蝕效果，硝酸酸洗濃度不得高于14，鹽酸酸洗酸濃度不得高于15，若超過需要即用水沖稀。 （4）有條件時，將酸箱的酸洗溶液用蒸汽b3至所需溫度。 （5）配好的酸洗溶液按如下流程：酸箱酸泵設(shè)備下部聯(lián)箱設(shè)備清洗部位酸箱，進(jìn)行循環(huán)酸洗。酸洗液需注滿被洗設(shè)備，并超設(shè)備的最高水位。一般每隔l2h循環(huán)一次，每次循環(huán)的時間視設(shè)備的容積和泵的流量而定。必要時需進(jìn)行正反兩個方向循環(huán)清洗。 （6)清洗主劑的選擇 （7） 根據(jù)現(xiàn)場及結(jié)垢情況，現(xiàn)有兩種方案可行： 方案一：氨基磺酸，（5-10%），Lan-826（0.2-0.3%)，溫度不得超56 方案二：EDTA鈉鹽（5-1

17、0%）。Lan826（0.2-0.3）%），在66-149下循環(huán)流動。2循環(huán)酸洗的基本程序 循環(huán)酸洗基本程序：堿洗水沖洗酸洗中和水沖洗鈍化。 （1）堿洗 主要目的是除油、松動垢層、清除垢層中部分堿溶性物質(zhì)（例如硫酸鹽垢），為下一步酸洗程序創(chuàng)造有利條件。堿洗劑一般為0.5Na3PO4和0.10.2Na2HPO4，為增加除油效果可添加0.05表面活性劑。鍋爐堿洗溫度為809O，時間810h，流速00.3ms。 （2）水沖洗 主要目的是清洗堿液，使系統(tǒng)中水的PH值降到89。一般使用高流速清水沖洗的方法。 （3）酸洗 主要目的是清除污垢，使設(shè)備金屬表面恢復(fù)成清潔表面。例如一般水垢酸洗劑（亦稱酸洗液）的

18、配方為510a氨基磺酸（ETDA鈉鹽），O203Lan826緩蝕劑，清洗溫度4050C（66-149C），流速02Osins。直至水垢溶完為止。 （4）水沖洗 主要目的是清洗殘留酸液和沉淀污物，使系統(tǒng)中水的PH值上升到45。一般采用高流速清水沖洗。 （5）中和 中和的目的是徹底消除殘留在設(shè)備各部位的酸液，促進(jìn)金屬表面形成穩(wěn)定保護(hù)膜。中和藥劑一般是O.1氫氧化鈉和0.05磷酸三鈉，中和時間不少于60min，為促使保護(hù)膜形成，可將堿液加熱至608O。 當(dāng)僅為消除殘留酸時，中和藥劑一般是O.1氫氧化鈉，中和至PH910。 （6）鈍化 設(shè)備酸洗后，金屬表面非?；顫?，當(dāng)暴露于空氣中時很容易被腐蝕，因此，

19、需對金屬表面進(jìn)行鈍化處理。常用的鈍化劑為l2亞硝酸鈉、0.3Na2CO3十2NaNO2和l2磷酸三鈉。鈍化時間824h，溫度7O80，流速OO.2ms，pH值1011。 以上五個環(huán)節(jié)中的堿洗環(huán)節(jié)不是任何情況都必須進(jìn)行的，例如水垢為碳酸鹽垢時，由于垢層表面潤濕性好，可以不進(jìn)行堿洗而直接進(jìn)行酸洗。 （7）停用期間的保養(yǎng) 清洗后的設(shè)備不立即投入運(yùn)行 f需停用保養(yǎng)。例如，采用 TH901緩蝕劑半干法停爐保養(yǎng)，被清洗設(shè)備鈍化處理后，排盡鈍化液將TH901緩蝕劑撒在設(shè)備內(nèi)封閉設(shè)備。TH9O1緩蝕劑用量按每m3空間1kg投入，若鈍化液排除后設(shè)備內(nèi)積水過多時，用量可適當(dāng)增加。 3清洗殘渣的清除 并非所有的污垢

20、均可完全溶解于酸洗液中。因此循環(huán)清洗時，應(yīng)先確定排渣口。當(dāng)污垢厚度大時，適時適度地敲擊管外壁，可加快垢層的剝離，從而加快清洗速度和節(jié)約酸洗劑用量。 殘留于設(shè)備中的沉渣在開車后可能磨損運(yùn)動部件，有時可能腐蝕設(shè)備，必須徹底清除。當(dāng)殘渣顆粒不大，可在酸洗后水沖洗時加大循環(huán)清洗液的流速，使沉淀懸浮起來以清除之。酸洗操作過程的監(jiān)督及化驗 1酸洗終點的判斷 （1）酸的濃度趨于穩(wěn)定不變。 （2）基本上已無二氧化碳?xì)馀莓a(chǎn)生。 （3）二價鐵離子濃度上升到一個穩(wěn)定值。 （4）三價鐵離子濃度已越過高峰，并趨于下降。 2酸洗液中酸濃度控制的目式 （1）控制酸洗速度、保證酸洗效果。在酸洗過程中，隨著水垢的不斷溶解，酸洗

21、液濃度不斷降低，會影響酸洗效果，因此需要經(jīng)常進(jìn)行酸濃度的分析，掌握酸洗液的濃度，以保證酸洗速度和質(zhì)量，判斷酸洗終點。 （2）控制酸濃度，防止酸洗液對設(shè)備的腐蝕和對緩蝕劑的破壞提高酸濃度，酸洗速度加快；同時，酸洗液對設(shè)備的腐蝕和對緩蝕劑的破壞增加。因此，在設(shè)備清洗之前，首先應(yīng)根據(jù)結(jié)垢情況，確保酸洗液的適當(dāng)濃度，以達(dá)到酸洗的最佳效果。如果酸洗液濃度降到1以下，而設(shè)備還未清洗好，可按適當(dāng)補(bǔ)加酸液和緩蝕劑。 （五） 安全施工與工程驗收安全措施 （1）對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備壁有嚴(yán)重的局部腐蝕和任何形式的裂紋、鼓包，都必須將這些部位進(jìn)行切換，才能進(jìn)行清洗。 （2）臨時管線的安裝必須保證質(zhì)量，經(jīng)過水壓試驗合格后方可投入工作。對任何滲、漏都必須補(bǔ)焊或?qū)⒔z扣緊牢，直到完全合格。 （3）化學(xué)清洗最高部位應(yīng)安裝排氣口，最好用排氣管引出戶外，使酸洗過程中產(chǎn)生的二氧化碳和因緩蝕劑效果不好時鐵腐蝕產(chǎn)生的氫氣，能通暢地排出設(shè)備之外，以免影響清洗液的流動和循環(huán)。 （4）酸洗現(xiàn)場必須照明充足，道路通暢。動力電源和照明電源應(yīng)分開，并將電源控制板設(shè)置在離開酸洗系統(tǒng)較遠(yuǎn)，而又操作方便的地方。 （5）參加酸洗的人員，要使用防酸服、膠靴、防護(hù)眼稅、膠制手套和口罩等必要的防護(hù)用品。 （6）準(zhǔn)備必要的急救藥品，如飽和石灰水，23的碳酸氫鈉和碳酸鈉溶液，l2的獨(dú)酸或鹽酸水里溶液以及蒸餾水等。 （7）化學(xué)清洗現(xiàn)場不