化学清洗与清洗剂Word文件下载.doc

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化学清洗设备研制；

清洗过程废液处理及监测技术等。

在国外如美国，日本，新加坡，西欧等工业发达国家的工业清洗业发展较早，已有专业化程度很高的化学清洗体系。

中国在20世纪80年代以后成立了中国蓝星化学清洗工司，在全国已有300多家分工司，初步形成了我国新兴的清洗产业网络，成功的清洗了扬子30万吨合成氨，90万吨氮磷复肥装置等几十套大型引进装置和1万多台单元设备，技术达到国际先进水平，打破外国垄断大型设备系统清洗的局面。

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化学清洗的工业应用

随着近代工业的迅速发展和生产需要，化学清洗的应用领域越来越广泛。

1化学工业的化学清洗化学工业的化学清洗主要包括如下几个方面。

（1）新建装置投产前的清洗。

主要除去轧制氧化皮，防锈油，保温材料碎屑等。

（2）设备垢层的清洗。

化工装置的垢层多种多样，相当复杂。

如各类油垢，积炭，各种催化剂，粉尘，副反应沉积物，聚合物，需要设计特殊的清洗工艺除垢，保证化工装置的正常使用。

（3）水冷系统的清洗。

主要除去各类水垢，设备腐蚀垢，其他系统带入的沉积物等。

2金属加工工业的化学清洗金属加工前和加工过程中往往需要除去表面的油垢，氧化物等。

电镀，涂漆，搪玻璃，冷轧热轧钢板，塑性加工等工艺，都要进行表面处理，进行化学清洗，提高镀层，涂层，搪玻璃等附着力。

3轻工业的化学清洗包括家用器皿，织物，皮革，卫生设备，家具，装饰品等的去污，去油，去灰，脱臭，脱脂等。

4动力工业的化学清洗主要是发电厂和工业，民用锅炉的清洗。

锅炉的清洗具有普遍性，一是去除水处理不妥而生成的水垢，二是清除由于停炉保护不够造成的腐蚀产物。

电厂的清洗包括整个汽水系统，水系统，蒸汽系统及冷却循环系统的清洗。

对于核电厂，主要清洗原子能反应堆。

5医药卫生和食品工业的化学清洗主要是以保持卫生为目的的消毒，灭菌，洗净。

包括生产车间，容器，器具，产品等，都要进行清洗。

6建筑工业的化学清洗建筑工业中的清洗包括建筑物的内部，外部，建筑材料的化学清洗。

7车辆工业的化学清洗主要包括以下几个方面

（1）铁路车辆的清洗，主要是机车的水汽系统的清洗和车辆外表面铁粉，铜粉，炭粉，砂石油污垢的清洗；

（2）汽车的化学清洗，包括汽车水箱，燃烧气系统和外表面的清洗；

（3）铝制拖车的化学清洗；

（4）车辆零件的清洗。

8船舶工业的化学清洗包括油舱，深舱，船体，发动机，部件等的化学清洗。

9航空工业的化学清洗主要是为了防腐蚀和美观而进行的机身外部和内部的清洗，发动机清洗，以及飞机外部老化涂料的剥离。

10宇航工业的化学清洗从宇航，外星系返回地球的座舱，器械，衣服，人体等要进行消毒，灭菌，去除宇宙污染等特殊清洗。

11军事工业的化学清洗军事工业中的清洗包括机械，炮，火箭的发射台，飞机，坦克，汽车，军舰，核潜艇的运转零部件及壳体的清洗，枋污染的清洗，以及化学和细菌沾污的清洗。

12其他领域的化学清洗化学清洗在园林，农业，生活等各方面有着广泛的应用。

如谷物，蔬菜，果品的杀菌去霉，去污物等的清洗，树木绿化的杀虫清洗，动物园脱臭清洗，桥梁，隧道的清洗，家用热水器的清洗，等等。

化学清洗的应用越来越广泛，已经成为生活中必不可少的重要环节。

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酸洗除垢除锈机理

水垢是一种或多种化合物的混合物成垢物包括钙镁碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐及铁的氧化物等。

常见的是碳酸盐，由于钙镁的碳酸盐溶解度很小，水中的钙镁大部分以碳酸氢盐的形式存在，碳酸氢盐与碳酸盐、二氧化碳才在如下平衡关系：

Ca（HCO3）===CaCO3+CO2↑+H2O

Mg（HCO3）===MgCO3+CO2↑+H2O

由于温度或者其他因素使方程式向右边移动，生成碳酸盐结垢。

为了除掉水垢，工业上常用盐酸、硫酸、磷酸清楚水垢。

其反应机理如下（以HCL和HNO3为例）：

Ca（HCO3）+2HCL→CaCO3+CO2↑+H2O

Mg（HCO3）+2HCL→MgCO3+CO2↑+H2O

Ca（HCO3）+2HNO3→Ca（NO3）2+CO2↑+H2O

Mg（HCO3）++2HNO3→Mg（NO3）2+CO2↑+H2O

在除垢的同时也除了铁锈，反应机理如下（以盐酸为例）：

FeO+2HCL→FeCL2+H2O

Fe2O3+6HCL→2FeCL3+3H2O

Fe2O4+8HCL→2FeCL3+FeCL3+4H2O

生成的氯化亚铁和三氯化亚铁能溶于溶液中。

与此同时，酸溶液还会与钢铁基体发生如下反应：

FeO+2HCL→FeCL2+2[H]

2[H]→H2↑

生成的氢气对难容的水垢及氢化物起机械剥离脱落作用，有利于除垢。

但原子氢渗入金属基体也有腐蚀作用。

在清洗除垢工程中，由于酸与垢反应生成二氧化碳和氢气，难容的硫酸盐水垢和硅垢等随着大量碳酸盐水垢被溶解后而变成松散的残渣片，自动脱落或由冲刷气动冲掉，同时把难溶的钙镁盐自动脱落冲掉。

化学清洗验收与评定标准

化学清洗效果的验收与评定内容主要包括除垢和腐蚀两个方面。

按原劳动部《低压锅炉化学清洗规则》规定：

“清洗碳酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的80%以上，清洗硅酸盐或硫酸盐水垢时，除垢面积应达到原水垢覆盖面积的60%以上。

”

原苏联将清洗质量分成10级，按照单位面积残留垢量来测定洁度指标，并有标准件相比较：

清洁度级别012345678910

污垢量，mg/c㎡52.51.61.251.00.750.550.400.250.100.10

原化学工业部标准HGJ229-83把金属表面质量分为四级，其中二三级适用于化学清洗。

二级标准要求：

完全除去金属表面上油脂、氧化皮、锈蚀产物等一切杂物；

残存的锈斑、氧化皮等引发微变色的面积在任何100X100m㎡的面积上不得超过5%。

三级标准要求：

除去金属表面上的油脂、氧化皮、腐蚀产物等一切杂质；

紧附的氧化皮、点蚀锈坑等斑状残留物的面积在任何100X100m㎡面积上不得超过1/3.陕西凯利清洗陕西凯利清洗有限公司

化学清洗注意事项

1、要了解被清洗设备化学清洗前首先要了解被清洗设备材质、结构、适用时间、工艺介质、温度、介质流速、结垢情况、历次化学清洗情况分析等。

2、进行垢样分析

3、清洗剂对材料的影响特别注意清洗剂对某些材质应力腐蚀破坏敏感性。

4、正确选择清洗主剂一般碳钢设备，碳酸盐垢、铁垢可选用盐酸、硝酸清洗，个别含硅垢20%以上，可加HF、NaF补助清洗剂。

5、选择优质缓蚀剂缓蚀剂能吸附或沉淀在金属表面而有效地防止氢离子、氧化性离子对多属的腐蚀。

缓蚀剂选择不当，如若丁缓蚀剂含有NaCL，不能用于清洗不锈钢。

清洗温度过高会使缓蚀剂分解失效造成腐蚀。

6、加入一定量的还原剂为防止Fe离子的积累，应预先加入一定量的还原剂，要经常分析Fe离子的含量，当达到500mg/L时要补加还原剂。

当Fe离子含量超过1000mg/L时，出现点蚀。

应立即采取有效措施，将清洗液排空，重新更新清洗液清洗。

7、慎用溶垢促进剂对溶垢促进剂HF、氟化氢铵应慎用，除非清洗含硅垢，否则一般清洗不加入。

8、清洗温度用无机酸清洗尽可能在常温进行。

高温时会水解生成硫酸铵，除了失去除垢能力之外，还会腐蚀铜部件。

9、清洗时间达到终点后，应排放废液，总清洗时间不宜太长。

10、清洗流速一般控制在0.5m/s为宜。

化学清洗的分类

常

用

清

洗

剂

酸性清洗剂

无机酸

HCL、HNO3、H2SO4、HF、H3PO4、氨基磺酸

有机酸

柠檬酸、草酸、酒石酸、甲酸、羟基乙酸

碱性清洗剂

碱性清洗机

NaOH、Na2CO3、Na3PO4、水玻璃、Na2HPO4、Na3PO4

水基清洗液

以表面活性剂为主，加入助剂和无机碱

络合物清洗剂

EDTA、PMA、PAA、HEDA

黏泥菌藻清洗剂

聚丙烯酸钠、聚马来酸钠、过氧化氢、洁尔灭

有机溶剂清洗剂

含氯有机阻燃清洗剂、四氯化碳、F-113三氟三氯乙烷

氧化还原剂

KMnO4、H2O2、过硫酸钾、肼、二硫化钠（改变氧化还原态，改变结晶结构，使不溶性垢可溶）

化学清洗液对材质的适应性

设备材质有碳钢、奥氏体不锈钢、铜系金属、铝、钛等。

常用的清洗液有硫酸、盐酸（或盐酸与氢氟酸）、硝酸（或硝酸与氢氟酸）、氨基磺酸、柠檬酸或氨化柠檬酸等。

他们的适应性见下表

材质

酸洗液

中性洗液

碱性洗液

盐酸

硝酸

HNO3-HF

氨基磺酸

柠檬酸

碳酸

○

铜系金属

△

奥氏体不锈钢

×

混凝土

铝

化学清洗剂的选择

在化学清洗过程中，应根据被清洗设备的材质、结构型及污垢的组成来选择清洗剂的组成，见下表。

除垢类型

适用材质

H2SO4

金属加工表面的铁鳞、氧化皮、铁锈含钙量低的沉淀物，但除CaSO4垢不理想

碳钢

HCL

除硅垢之外，对其他垢溶解都很快

碳钢、铜，不可用于不锈钢

HCL-HF

碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐及铁垢

HNO3

除硅垢之外的所有垢

碳钢、铜、不锈钢

钙、镁、铁垢及硅垢

碳钢、铜、不锈钢、高合金钢

钙、镁垢、金属碳酸盐、氢氧化物类垢（除氧化铁垢较差）

柠檬酸或氨化柠檬酸

以清除氧化垢为主，对硅垢、钙镁垢无效。

但氨化柠檬酸可以除铜垢，而柠檬酸则不能

奥氏体钢

EDTA

螯合出去铁垢及垢中的金属离子，价格高，仅适用于重要场合和其他酸混用

清洗剂的清洗对象与清洗目的

清洗对象

清洗目的

清洗剂

低压锅炉

去除新积油脂；

润滑、剥离二氧化硅积垢；

去除氧化铁积垢；

去除硬质积垢

脱脂剂、湿润剂、有机酸、无机酸、中性螯合清洗剂、碱性螯合清洗剂

冷却水系统——换热器、管线

去除氧化积铁垢和硬质积垢；

去除泥渣；

去堆积积垢

无机酸系清洗剂、泥渣剥离剂、排泥剂

乙烯设备——急冷换热器

去除氧化铁垢

中性螯合清洗剂

钢铁厂——高锅

反应釜夹套部分

去除氧化铁垢、硬质积垢

无机酸系清洗剂

造纸设备——木釜蒸发器

翅片式空冷器

去除硬质积垢及铝的氧化物

排脱设备——压滤机滤布

去除硬质积垢及炭质积垢

无机碱系清洗剂

聚丙烯反应釜——工艺部分

去除废催化剂

船舶用造水器——蒸发器

有机酸系清洗剂

水道用计量器等

去除锈

清洗方案实例

清洗方法

清洗条件

配方/%

温度/°

C

时间/h

去除油脂

溶剂清洗

碳系溶剂、氯系溶剂

常温~100

2~10

乳液清洗

乳液清洗剂或酸碱混合液

常温~80

6~8

碱液清洗

Na2CO30.1~0.2

Na3PO40.1~0.2

表面活性剂0.1~0.2

60~90

12~24

去除SiO2

碱煮

Na2CO30.2

Na3PO40.2

Na2NO30.03~0.1

150~220

润化处理

Na2CO31~5

NaOH1~5

表面活性剂0.1~0.2

＞80

10~24

去除氧化铁、碳酸盐结垢

盐酸清洗

HCL5~10

缓蚀剂0.25~0.30

还原剂0.2~0.5

（铜溶剂剂0.5~3）

（溶解促进剂0.5~2）

30~60

4~8

有机酸清洗（柠檬酸、羟基乙酸、柠檬酸氨）

有机酸2~5

抑制剂B0.3~0.5

还原剂0.1~0.3

（溶解促进剂适量）

85±

5

螯合物清洗

EDTA钠盐1~10

抑制剂C0.3~0.5

还原剂及其他0.1~0.3

120~150

6~12

去除铜垢

氨清洗

氨水3~10

铜溶解剂0.1~1

铜溶解促进剂0.2

40~60

4~6

去除泥渣

剥离泥渣排泥处理

过氧化氢系药剂1~3

抑制剂、氧化剂、还原剂

常温

3~15

化学清洗助剂

化学清洗的目的是除垢去锈，但由于清洗剂本身含有腐蚀性物质等多种原因，清洗时金属受腐蚀是难以避免的。

对于不同的腐蚀因素，应采取不同的预防措施，见下图

原因

措施

酸引起的腐蚀

选择正确的缓蚀剂

氧化性物质引起的腐蚀

使用还原剂，铜封锁剂；

改善施工技术

温度差浓度差引起的腐蚀

循环清洗，使清洗液混合均匀；

改施共技术

注：

○表示好△表示可用×

表示不可用

因此，在化学清洗主剂中，要适当加入缓蚀剂、铜溶解剂、溶解促进剂、润湿剂等助剂，这样不仅能阻止主剂对金属材料的腐蚀，还能够在清洗效果的其他方面起到促进作用。

各种化学清洗助剂将在以后介绍，更多请关注凯利清洗