新工业装置投入使用前,水系统的管道和设备中都留有油污、油脂、铁锈及机械杂质。已经使用的老系统在管道和设备中也会有水垢、沉积物、腐蚀产物、生物黏泥及机械杂质。这些附着物不但影响水处理效果的发挥,而且还会增加能耗,降低传热效率,促进腐蚀,严重的还可能堵塞管道。为此,不管是新装置还是老装置,在水系统投入运行之前,都必须将这些附着物去除,这就是使用清洗剂的目的。
 
用于工业污垢清洗的化学制剂,一般应满足下述的技术要求。用于不同的清洗目的与清洗对象的清洗剂,对于这些要求可以有所侧重或取舍。
 
(1) 清洗污垢的速度快,溶垢彻底。清洗剂自身对污垢有很强的反应、分散或溶解清除能力,在有限的时间内,可较彻底地除去污垢。
 
(2) 对清洗对象的损伤应在生产许可的限度内,对金属可能造成的腐蚀有相应的抑制措施。
 
(3)清洗所用药剂便宜易得,清洗成本低,不造成过多的资源消耗。
 
(4)清洗剂对生物与环境无毒或低毒,所生成的废气、废液废渣应能够被处理到符合国家相关法规的要求。
 
(5)清洗条件温和,尽量不依赖于附加的强化条件,如对温度、压力、机械能等不需要过高的要求。
 
(6) 清洗过程不在清洗对象表面残留下不溶物,不产生新污渍,不形成新的有害于后续工序的覆盖层,不影响产品的质量。
 
(7)不产生影响清洗过程及现场卫生的泡沫和异味。
 
常用的化学清洗药剂可有不同的分类方法。例如按其化学组成可分为无机化学清洗剂和有机化学清洗剂。若其中有的清洗剂可能对不同的污垢有不同的作用,或对同一种污垢具有两种或两种以上的作用,则应按其在一般情况下的主要作用归类。本书按化学组成来对化学清洗剂进行分类介绍。
 
清洗剂中无机酸主要用来清除无机垢,使污染物中一部分不溶性物质转变为可溶性物质;强碱主要是清除油脂、蛋白、藻类等的生物污染、胶体污染及大多数的有机污染物;螯合剂主要是与污染物中的无机离子络合生成溶解度大的物质,从而减少膜表面及孔内沉积的盐和吸附的无机污染物。
 
缓蚀剂的防腐作用大多是通过成膜而实现的。不管是氧化膜、沉积膜还是吸附膜,膜的均匀性、致密性对腐蚀效果都影响很大。为了使金属表面在活性较大的初期形成一层相对较厚、较致密均匀的膜,常常进行预膜处理,或叫基础投加。预膜处理时投加正常剂量6~7倍的药剂,在清洗之后的干净活性金属表面形成缓蚀膜,正常投加时的缓蚀剂起到补膜的作用。实践证明,预膜的有无及成功与否,对后期的防腐蚀效果影响很大。因此,在新设备系统开车前,或老设备停车检修后在开车都应进行预膜。
预膜剂的组分自然是以缓蚀剂为主,通常应与正常投加的水处理中的缓蚀剂相一致。常用的预膜剂是六偏磷酸钠和硫酸锌。许多工厂将正常投加的缓蚀阻垢剂以7倍的量投入水系统作为预膜剂使用,也收到良好的预膜效果,在国内外都有不少实例。影响预膜效果的效果如下:
 
①流速预膜时水流速稍大些为好,以利于氧和预膜剂的扩散,对成膜有利,但水流速不能太高,以免冲刷已成膜的膜层,流速以1~2. 5m/s为佳;
 
②温度水温对预膜的影响很大, 较高的温度可以加速成膜,温度过低膜的成长慢,需要延长预膜时间,最适宜的温度为25~50℃,这在夏天是容易达到的,但在冬天,北方地区冷态运行时就很难达到,可以采用蒸汽加热或延长预膜时间来解决;
 
③pH值预膜时, 水系统的pH值在5.5~6.5为佳。pH值过低造成膜的溶解,过高则易使成垢物质沉积,影响膜的质量;
 
④浊度水中浊度过高,形成的膜不致密,因此要求浊度在10NTU以下;
 
⑤钙离子含量水中钙离子质量浓度不能低于50mg/L,最好大于100mg/L,不然达不到预膜效果,钙离子含量低时,可以增加锌的浓度,或者补钙;
 
⑥重金属离子Fe3+、Al3+、Cu2+ 等对预膜也能产生不利影响,如铜离子质量浓度应小于0.7mg/L。
 
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