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工业锅炉水垢的化学清洗方法

来源:小编 发布时间:2020-06-01 次浏览

锅炉形成水垢后,只能跟据水垢的形成及构成情况采用相适应的锅炉化学清洗方法,才能有效除去水垢。

1.碳酸盐水垢

碳酸盐水垢的基本组成是CaCO。和Mg(OH)2。主要成份是CaCO3,质量分数常在50%以上。由于MgCO,在水中不稳定,会很快水解,故镁垢在水中以Mg(OH):形成存在。因为Mg(OH)2随温度升高而溶解度降低的速度较慢,基本上很少会沉积,况且在天然水中的Ca2+离子含量远远大于Mg3+离子的含量,镁盐的沉积在数量上较微,可以忽略不计。

碳酸盐水垢为疏松的白色片状,轻压即成碎末,放入稀盐酸中产生大量气泡,酸中可溶成分在70%(质量百分数)以上,不溶成分在酸液中呈粉状,沉于容器底部。大量试验表明这类水垢易于除去。

(1)酸洗法碳酸盐垢具有一定的碱性,易溶于强酸中,并放出二氧化碳气泡。

只要碳酸盐垢在酸液中新生成的钙盐和镁盐有较大的溶解度,它就能在该酸液中很好地溶解。由于CaCl2和MgC12有较大的溶解度,碳酸盐垢在盐酸中很容易溶解。再加上盐酸比较便宜,故生产上大量采用盐酸来清洗碳酸盐垢。

去垢剂可用单一的盐酸或氨基磺酸或盐酸与柠檬酸等有机酸的混合酸,并加入适量缓蚀剂,酸的浓度与垢厚度的关系见表1。

清洗温度为室温或加热至50~60C,清洗方式可采用静态浸泡或泵打循环或先浸泡后再循环进行,循环时酸液流动速度不宜过快(0.2~1m/s)以防加速金属腐蚀。

清洗时间则视锅炉容量大小、清洗温度高低和水垢厚度而定。一般原则是容量大,温度低、酸洗时间长,以测定清洗液中酸浓度变化来确定补加酸液的量和清洗的终点。

但因对奥氏体钢材往往造成应力腐蚀破坏,显然盐酸不适合用于这种材质锅炉的清洗,以选用硝酸清洗为好。

(2)橡碗梅胶法橡碗榜胶的主要成分为单宁酸,具有收敛性和渗透性,能渗透到水垢内部使水垢疏松,渗透到垢与金属之间,在金属表面上形成单宁酸保护膜,破坏了垢与金属之间的连接,使水垢剥离,梅胶还能与碳酸盐水垢作用生成单宁酸盐,使水垢晶型结构发生变化。

其除垢工艺为:胶用量按炉水容积计,每吨水加5~10kg,并用碱(碳酸钠、烧碱或磷酸三钠)调PH值大于7.0,加碱量一般为榜胶质量为1/2~1/3,锅炉带压(0.49~0.78MPa)运行72~170h。采用本法除垢效果不如盐酸和氨基磺酸,但祷胶不腐蚀锅炉,清洗后亦不需进行饨化处理。

2.硫酸盐水垢

在正常的天然水中,SO的含量是有限的。在一般受热或煮沸条件下,硫酸钙不会达到饱和而结垢。硫酸盐垢一般都是在水分大量蒸发,SO高度浓缩之后,在水中达到饱和而沉积出来的很坚实的水垢。其主要成分质量百分数常占50%以上,有时也含少量MgSO;,可能因水质不同而略有差异。这种水垢坚固密实,呈黄白色。

硫酸钙是强酸盐,所以不能再用强酸来溶解。应先用碱处理,氢氧化钠对硫酸钙垢所起的作用不仅有溶解作用,也有剥蚀作用。

碱除硫酸盐垢操作分碱洗和碱煮两种,碱液配方相同。

碱洗时,保持温度90-95C,循环8~24h,每小时测定一次碱的浓度,以判断药量是否足够及是否到了碱洗终点。碱洗后放空碱液,用水冲洗直至出口水PH值<9。

碱煮时,工艺流程及工艺参数为:水冲洗→加碱液→关闭各个门孔一升压(升至额定压力的20%~30%)维持8h→排污→补水到正常水位→升压(至额定压力的50%)维持24h以上一排碱→冲洗(至PH<9)。对较厚的硫酸盐垢,可采用20%氢氧化钠常温浸泡。

另外,在硫酸钙垢生成的同时,往往也有碳酸盐垢生成。对于碳酸钙和硫酸钙混合垢,单独用酸或碱处理,效果都不是很好,用酸和碱交替处理则比较好。可先用10%HCL处理,用清水洗净后,再用20%NaOH处理。

3.硅酸盐水垢

锅炉用水中如果二氧化硅含量过高,加上水的硬度较大时,Si0,易与水中的Ca+或Mg+离子生成外表呈灰白色的硅酸钙或硅酸镁水垢。在PH值较低的情况下,单独的Si也会垢化Mg‘++SiO--—→MgSiO,SiO++2H+-2H,Si0,—SiO2H.O由于H.Si0,是胶状不溶物,所以硅酸盐垢一旦生成就不能用一般的化学酸洗法清洗。而要用酸、碱交替的方法,使H2SiO,转化为易溶的NazSiO,而除去。尽管如此,清洗效率仍然较低。如果硅酸盐垢中含有Al~或Fe2+等金属离子时,清洗就更困难,用氢氧酸清洗效果较好,但毒性较大,而且容易造成点蚀晶间腐蚀。

硅酸盐垢清除宜采用先碱煮后酸洗的连续去垢工艺。碱煮时,加碱(氢氧化钠与磷酸三钠总浓度为10~20g/kg,必要时加入1~2g/kg的表面活性剂)→升压(至工作压力的50%)维持24h以上一排碱一冲洗(至PH<9)。碱煮后接着用盐酸进行酸洗,工艺同前面的碳酸盐水垢,为了加快去垢效果,最好在酸中加入适量氟化物,如氟化钠、氟化铵等。

4.铁锈垢

主要成分为铁的氧化物,外表呈砖红色,咖啡色或黑色,内部呈灰色,干燥状态比较坚硬,可溶于较浓或热的盐酸。这类垢宜选用盐酸作去垢剂,用加热循环的酸洗工艺进行清洗。典型的氧化铁垢亦可采用碱煮工艺,碱本身不能溶解锈,因此单纯用破煮方法不能除去锈垢,在碱液中加入5~10g/kg的EDTA的钠盐或铵盐作络合剂可提高碱煮去垢效果。

5.混合垢

其成分为上述各种垢的混合物,这是清洗工作中最常碰到的一类水垢,垢的外表,硬度及在酸中的溶解性均与其组分有关。硅酸盐和硫酸盐含量多时,水垢硬度大,外观由白至灰白色,在盐酸中反应比较缓慢,放出的气泡也比较少。铁锈含量多时,垢的颜色比较深,与盐酸反应比较激烈,产生气泡不多。碳酸盐含量高时,垢比较脆。在酸中反应较激烈,产生气泡多。

混合垢的清洗情况较复杂,在清洗前宜取垢样进行构成分析,确定垢组成的主次,然后有针对性的确定去垢剂的选择和清洗工艺,才能获得满意的清洗效果。

工业锅炉水垢的化学清洗方法(图1)