化学清洗基础知识

化学清洗简介2019年10月22日一、工业设备清洗工业设备清洗分为：物理清洗、化学清洗、物理清洗+化学清洗物理清洗：采用物理和机械的方法进行清除污垢的方法，如机械清洗、高压水冲洗，高压蒸汽等等。化学清洗：采用一种或几种化学药剂及其水溶液，清除设备工艺侧或水侧表面污垢的方法。今天介绍的是化学清洗。清洗步骤1、脱脂除油碱性清洗剂+活性剂60~80℃2、清除污垢主清洗剂+助剂+缓蚀剂常温至95℃3、钝化预膜成膜药剂+碱或氨水调pH常温至60℃主清洗剂为防止洗清剂对设备产生腐蚀（均匀腐蚀、应力腐蚀以及氢脆），通常有采用温和的清洗剂。温和的清洗剂包括：有机酸、络合剂、和一些复合配方；为提高清洗效果，往往加一些清洗助剂，如渗透剂、活性剂、剥离剂等二、常见污垢以及常用的清洗剂1、易溶垢：碳酸钙（镁）垢：生水加热时会生成碳酸盐垢.通常用盐酸、硝酸进行清洗.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑在清除碳酸钙时会有大量气体溢出.需要高点排空。磷酸钙垢：循环水中常见垢,是由水处理剂中的磷和钙生成的磷酸钙垢.通常用盐酸、硝酸进行清洗.2、难溶垢硅酸钙垢：通常采用含氟的清洗剂,通常用盐酸加氢氟酸、或盐酸加氟化钠等，也可以用碱煮转化后,再用盐酸清洗（但加热至95度以上）硫酸钙垢：可能用EDTA络合清洗，但温度不低于90度，需要调PH值。3、其它垢种氧化铁：可以用盐酸清洗，也可以用柠檬酸清洗，用柠檬酸清洗也需要提高温度、调PH值。积碳和重油：用碳污清洗剂微生物粘泥：杀菌剂与剥离剂（次氯酸钠、十二烷基二甲基卞基氯化铵）4、常用缓蚀剂LAN-826：是一种复合、高效的深棕色液体缓蚀剂，用量一般在0.3-0.5%，耐温为60℃，适用于盐酸、硝酸等。LAN-5：是一种深棕色固体复合缓蚀剂、常用于硝酸清洗。耐温为60℃。六次甲基四胺（俗称：乌洛托品）：白色固体缓蚀剂。用量0.5-1.0%。硫脲：白色固体，适用于较高温清洗。缓蚀性能不理想。5、常见钝化剂与条件药剂浓度(%)温度(℃)时间(h)磷酸三钠1-280-908-24联氨500mg/l90-9524-50亚硝酸钠1-2pH9-1050-604-6多聚磷酸钠0.2pH9.5-10753-4用氨水调pH值三、常见设备材质与清洗剂的选用碳钢：盐酸、硝酸、柠檬酸、EDTA等不锈钢：硝酸、柠檬酸、EDTA等。铜及铜合金：盐酸及有机酸，纯铜（红铜）不能用硝酸清洗。钛及其合金：盐酸、硝酸、柠檬酸、EDTA等，不能用含氟的清洗剂清洗。铝及其合金：可用硝酸清洗(不能用盐酸和碱)四、化学清洗工艺与步骤一个化学清洗的工程包括以下几个步骤:①接受化学清洗的任务→②进行设备结垢情况调查,并索取污垢样品→③污垢样品分析→④制定化学清洗方案→⑤化学清洗方案审查→⑥进行安全教育→⑦进入现场施工→⑧施工后检查验收。1、设备结垢调查与取样⑴记清设备位号，检查设备结垢的部位，污垢的厚度（污垢分布、局部最薄的、最厚的，平均厚度）；⑵了解设备运行的工艺，温度（水侧温度、物料侧温度）、水质、物料成份；⑶了解设备的结构，设备的几何尺寸或容积，材质，主体设备的材质、零部件（测压元件、测温元件等）的材质，设备及管束的壁厚等；⑷取样要具有代表性（不同部位采样分别存放）。2、污垢分析⑴污垢成份分析是为下一步制定清洗方案，选择清洗剂提供依据。⑵主要分析项目：550℃灼烧减量、950℃灼烧减量、酸不溶物、钙、镁、铁、硫酸根离子及其它一些与设备材质、工艺介质相关的项目。⑶根据污垢成份分析结果，可以选择清洗剂，确定清洗剂的浓度和温度，在试验室进行溶垢试验。3、制定化学清洗施工方案要依据国家标准：水利电力部《火力发电厂锅炉化学清洗导则》和化学工业部《工业设备化学清洗质量标准》。方案要说明：设备的位号、设备（部件）材质、污垢成份、选用清洗剂的品种、使用浓度、温度、缓蚀剂的品种、浓度、清洗施工工艺与配管要求。要有：各种规格管子的用量、施工所用各种化工原料的品种规格、用量等内容。4、现场施工1⑴管线联接：按预定的化学清洗工艺联接管线，如果需要加热要安装牢固的蒸汽管线。4、现场施工2⑵系统充水：按设备规格尺寸计算系统总容计量，并将系统充水进行标定（粗略估计）。⑶启动清洗泵进行水运，一是检查能不能构成回路（系统是否有堵塞或是阀门没有开启）；二是检查系统有无泄漏点；三是检查清洗泵的出力够不够，泵本身有无泄漏；四是检查电路系统是否正常、电机运转是否正常；五是检查蒸汽系统是否泄漏，蒸汽的供给量是否能满足加热的要求4、现场施工3⑷在确认系统无泄漏时，且清洗泵运行正常时，在清洗泵运转的情况下，按清洗方案规定的步骤投加药剂。⑸脱脂去油：投加氢氧化钠和碳酸钠，一般氢氧化钠1-2%，碳酸钠2-3%（视系统油污情况而定），同盟时可以升高温度以增加清洗效果，温度可控制在60-80℃，特殊情况可升到95℃。清洗4-6小时后，进行系统置换，直到排出水的pH值接近中性。4、现场施工4⑹杀菌剥离：如果系统有大量菌藻和生物粘泥沉积，可投加氧化性杀菌剂次氯酸钠或非氧化性杀菌剂十二烷基苄基氯化铵（投加量视情况而定），清洗4-6小时。再进行系统置换处理。⑺如果需要加热清洗或清洗剂需要加热溶解，在系统置换充满清水后，应及时通蒸汽加热，以缩短清洗时间。4、现场施工5⑻主清洗①在投加主清洗剂之前，开启清洗泵在运转的情况下，按系统容积计算投加缓蚀剂的量（一般按0.3-0.5%），并且缓慢投加；②缓蚀剂投加后运行10至30分种后，投加清洗剂，投加量按系统容积计算不大于7%。特殊情况不大于10%。清洗剂要分次投加，观查系统气体生成情况，无明显气体生成，则可一次加到位。有大量气体生成则分多次投加，并将高位排气阀打开排气。4、现场施工6③系统运行正常后，挂入与设备材质相同的试片，用以监测腐蚀率。如果试片有明显腐蚀时，要补加缓蚀剂，以防止设备腐蚀。④运行正常后，要对清洗剂含量和钙、铁等离子进行分析监测。一般每小时测试1次，接近清洗终点时，可30分钟分析一次。4、现场施工7⑤清洗终点当系统反应趋于平稳，清洗剂含量不小于初始浓度的50%，且钙离子含量不增加的情况下，通常认可以为是到达清洗终点。也可以再加一些清洗剂，系统钙离子仍然没有升高，说明到达终点。⑥到期达终点后，要及时将清洗剂排出，并用清水置换成中性。4、现场施工8⑼钝化处理为防止设备腐蚀，进行钝化处理。钝化处理一般在漂洗之后，加入亚硝酸钠，并用氯水调pH值9-10。温度可控制在60-80℃，也可以提高浓度，降低温度。也可以用其它的药剂进行钝化处理。五、执行标准中华人民共和国化工部行业标准《工业设备化学清洗质量标准》HG/T2387—92腐蚀指标指标材质腐蚀率Mg/m2h腐蚀量Mg/m2铁及铁合金620铜及铜合金210铝及铝合金210五、执行标准除垢指标指标污垢种类除垢率%洗净率%碳酸盐水垢9085非碳酸盐水垢7065锈垢9595油垢9595其它垢型双方商定双方商定5、执行标准2、《火力发电厂锅炉化学清洗导则》DL-T794-2019，这是编写化学清洗方案的依据.这个导则中有很多规定:什么材质选择什么清洗剂及缓蚀剂.什么垢种选用什么清洗剂及清洗控制.化学清洗配管与工艺.化学清洗监测项目与方法.六、废液处理1清洗液应符合三废排放标准才能排放序号有害物质名称或项目最高允许排放浓度1pH值6-92悬浮物500mg/l3化学耗氧量(重铬酸钾法)100mg/l4氟的无机化合物10mg/l(氟离子计)六、废液处理2亚硝酸钠的处理:排入废液池加氯化铵处理。氢氟酸处理:用石灰粉或石灰乳处理.柠檬酸：COD高达20000至50000mg/l,排至灰场与煤灰混合后焚烧。无机酸:用碱中和。七、安全注意事项1用电安全：用电设备要有良好接地，电缆要挂在高处，并且要有良好的绝缘性。不要用湿手触摸用电设备与电缆。机械设备安全：注意起重、转动设备的安全，人员要远离转动设备，物别是泵的连轴接处。七、安全注意事项2化学药品的安全：清洗剂不要溅到皮肤上，更不要溅到眼里，特别是碱性清洗剂。一旦溅入，要用大量清水冲洗，并到医院就医。使用化学药品，要带防护用具。蒸汽的安全使用：注意防止烫伤，不用手触摸蒸汽管线。高处作的安全：要办证，要有监护人，要系安全带。七、安全注意事项3在清洗过程中，清洗槽车不能封闭或半封闭。因为在清洗过程中清洗液总是要与金属进行反应的。另外清洗剂当中也会有易挥发的可燃气体，这些气体会集中在清洗槽里，要及时放掉。例如：Fe+2HCl=FeCl2+H2尼龙厂84清洗装置在清洗反应器时，用硝酸和LAN826，当操作人员打开槽车上盖时，发生闪爆，操作人员烧伤。八、化学清洗过程的监测11、腐蚀率监测挂入与设备材质相同材质的试片，可以挂清洗液槽里，或在设备中。在清洗过程中，我经常观看试片的腐蚀状况。当发现试片有明显腐蚀时，要增加缓蚀剂的用量。或适当降低清洗剂的浓度。清洗结束后要称重，计算腐蚀率。化学清洗过程的监测22、钙离子含量监测一是为了判断清洗液的浓度是否合适；二是为了判断终点。3、铁离子含量监测铁离子监测可分为二价铁的三价铁。测试二价铁是为了判断腐蚀的控制；测试三价铁可以判断清洗效果和清洗终点。化学清洗过程的监测4、清洗液浓度测试一是判断清洗液浓度是否合适，能否对设备造成腐蚀。二是判断清洗液浓度对清洗效果的影响，浓度高清洗时间短，浓度低清洗时间长。三是为综合判清洗终点。九，特殊材质注意事项1、不锈钢不能用盐酸和含氯的清洗剂2、铜材用热硝酸清洗3、铜与铜合金不能用黄铜氨和含氨的清洗剂.4、铝材不能用盐酸\氢氟酸以碱性清洗剂5、钛材不能用氢氟酸和含氟清洗剂.