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冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜一、清洗冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,其冷卻設(shè)備的金屬表面常常會(huì)發(fā)生污垢(沉積物)的積聚,從而降低換熱器的冷卻效果,同時(shí)引起垢下腐蝕。污垢還阻礙緩蝕劑和預(yù)膜劑到達(dá)金屬表面,使他們難于與金屬反應(yīng)而生成保護(hù)膜。因此,冷卻水系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行清洗,以除去沉積在金屬表面的污垢。新的冷卻水系統(tǒng)由于其設(shè)備和管道在制造、安裝過(guò)程中,難免會(huì)有些焊接碎屑、切削物、建筑物碎片、潤(rùn)滑油以及浮銹等,在運(yùn)行前也要清洗。2020/11/261冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗
一、清洗冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,其冷卻設(shè)備的金屬表面常常會(huì)發(fā)生污垢(沉積物)的積聚,從而降低換熱器的冷卻效果,同時(shí)引起垢下腐蝕。污垢還阻礙緩蝕劑和預(yù)膜劑到達(dá)金屬表面,使他們難于與金屬反應(yīng)而生成保護(hù)膜。因此,冷卻水系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行清洗,以除去沉積在金屬表面的污垢。新的冷卻水系統(tǒng)由于其設(shè)備和管道在制造、安裝過(guò)程中,難免會(huì)有些焊接碎屑、切削物、建筑物碎片、潤(rùn)滑油以及浮銹等,在運(yùn)行前也要清洗。2020/11/262一、清洗2020/11/262(一)清洗方法
物理清洗、化學(xué)清洗2020/11/263(一)清洗方法2020/11/263物理清洗主要清洗方法:用鋼絲刷拉刷,用專(zhuān)用刮刀滾刮,沖洗和反沖洗,高壓水力清洗等。優(yōu)點(diǎn):省去化學(xué)清洗的藥劑費(fèi)用,避免了化學(xué)清洗后廢液帶來(lái)的排放問(wèn)題,不易引起清洗設(shè)備的腐蝕。缺點(diǎn):一部分物理清洗方法需在水系統(tǒng)中斷運(yùn)行后才能進(jìn)行,操作比較費(fèi)工,對(duì)硬垢清洗效果不佳,有的方法容易引起設(shè)備表面損傷。2020/11/264物理清洗主要清洗方法:用鋼絲刷拉刷,用專(zhuān)用化學(xué)清洗通過(guò)化學(xué)藥劑的作用,使被清洗設(shè)備中的沉積物溶解、疏松、脫落或剝離的一類(lèi)方法。分類(lèi):循環(huán)法、噴淋法、泡沫法、浸泡法酸洗、堿洗、殺菌劑清洗、絡(luò)合劑清洗、表面活性劑清洗、聚電介質(zhì)清洗單臺(tái)設(shè)備清洗和全系統(tǒng)清洗停車(chē)和不停車(chē)清洗優(yōu)點(diǎn):清洗效果好,可除去硬垢和腐蝕產(chǎn)物,可不停車(chē)清洗,操作比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):易對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕,產(chǎn)生清洗廢液,費(fèi)用相對(duì)較高。2020/11/265化學(xué)清洗通過(guò)化學(xué)藥劑的作用,使被清洗設(shè)備中的沉積物溶解、疏松化學(xué)清洗的技術(shù)準(zhǔn)備工作
進(jìn)行化學(xué)清洗首先要對(duì)污垢的類(lèi)型、設(shè)備的材質(zhì)以及設(shè)備的結(jié)垢進(jìn)行嚴(yán)格的診斷后才能制定有效的清洗方案。(1)確定污垢的類(lèi)型:實(shí)地取樣進(jìn)行垢樣的分析,包括污垢的種類(lèi)、形態(tài)、厚度等,選用有效的清洗劑。(2)材質(zhì)的組成:循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備一般是由多種材質(zhì)制成,清洗前必須了解材質(zhì)的種類(lèi),以選用無(wú)腐蝕的清洗劑。(3)設(shè)備的構(gòu)成:循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成和工藝流程對(duì)清洗工作至關(guān)重要。清洗前應(yīng)對(duì)設(shè)備的構(gòu)成進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)查,確定是否會(huì)造成死角,或是因生產(chǎn)需要分段清洗,排污是否暢通,是否有泄漏等。2020/11/266化學(xué)清洗的技術(shù)準(zhǔn)備工作進(jìn)行化學(xué)清洗首先要化學(xué)清洗方法的選擇(1)堿清洗:堿清洗是以強(qiáng)堿性或堿性的化學(xué)藥劑做為清洗劑去除疏松、乳化和分散設(shè)備內(nèi)沉積物的一類(lèi)方法。它主要用來(lái)清洗一些油脂和帶有有機(jī)物的污垢,也可用表面活性劑所代替。(2)酸清洗:酸能有效的清洗掉金屬設(shè)備中由碳酸鹽組成的硬垢和由金屬氧化物組成的腐蝕產(chǎn)物。酸與金屬的碳酸鹽或氧化物反應(yīng),使之轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘慕饘冫}類(lèi)。無(wú)機(jī)酸一般是強(qiáng)酸,除垢率高,清洗時(shí)間短,清洗成本低,主要適用于垢和銹比較嚴(yán)重的系統(tǒng)或單臺(tái)設(shè)備的清洗。但對(duì)金屬設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性,因此,酸洗前需向酸洗液中加入一些專(zhuān)用的高效酸洗緩蝕劑,以減輕對(duì)被清洗設(shè)備金屬基體的腐蝕。2020/11/267化學(xué)清洗方法的選擇(1)堿清洗:2020/11/267(3)絡(luò)合劑清洗:絡(luò)合劑清洗是利用各種絡(luò)合劑(其中包括螯合劑)對(duì)各種成垢離子(如Ca2+、Mg2+、Fe2+)的絡(luò)合作用或螯合作用,使之生成可溶性的絡(luò)合物(配位化合物)或螯合物而進(jìn)行的清洗。絡(luò)合劑清洗中常用的無(wú)機(jī)絡(luò)合劑有聚磷酸鹽、聚馬來(lái)酸等,常用的有機(jī)螯合劑有檸檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)或氮三乙酸(NTA)等絡(luò)合清洗劑具有溶垢效率高,對(duì)基體金屬和水泥設(shè)施的侵蝕性極小。無(wú)氫脆和晶間腐蝕等優(yōu)點(diǎn),故常被應(yīng)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的不停車(chē)清洗中。2020/11/268(3)絡(luò)合劑清洗:2020/11/268(4)表面活性劑清洗:
表面活性劑和濕潤(rùn)劑通常使用于清洗冷卻水系統(tǒng)中含油或含有膠體物質(zhì)的沉積物,它能分散水中的油類(lèi)、脂類(lèi)和微生物產(chǎn)生的沉積物。通常與無(wú)機(jī)鹽清洗劑復(fù)合后并用。2020/11/269(4)表面活性劑清洗:2020/11/269(5)聚電解質(zhì)清洗劑冷卻水全系統(tǒng)的停車(chē)或不停車(chē)清洗中常常采用聚電解質(zhì)進(jìn)行清洗。聚電解質(zhì)主要是一些在支鏈上具有能在水中電離基團(tuán)的高分子聚合物或共聚物。它不但可以防止成垢物質(zhì)從水中析出再次沉積,還可以使冷卻水(冷凍更適宜)系統(tǒng)中原有的污垢變的疏松而逐漸脫落,還可以達(dá)到清除污垢、保護(hù)金屬腐蝕的目的。聚電解質(zhì)清洗時(shí),往往需要和表面活性劑,濕潤(rùn)劑、殺生劑、滲透劑等聯(lián)合使用。2020/11/2610(5)聚電解質(zhì)清洗劑2020/11/2610(6)殺生劑清洗:當(dāng)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生了微生物和粘泥比較嚴(yán)重時(shí),可采用殺生劑進(jìn)行不停車(chē)的清洗,將微生物粘泥和藻類(lèi)從設(shè)備上剝離下來(lái)。常用的殺生劑:低泡的非離子表面活性劑和非氧化性殺生劑(二硫氰基甲烷)以及季胺鹽類(lèi)殺生劑(十二烷基二甲基芐基氯化銨以及溴化銨)。2020/11/2611(6)殺生劑清洗:2020/11/2611(二)不同情況下的清洗新設(shè)備的清洗新的冷卻設(shè)備由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)運(yùn)行,設(shè)備內(nèi)部一般比較干凈,故清洗方案主要是除去設(shè)備在加工、儲(chǔ)存或安裝期間積集在設(shè)備金屬表面的少量氧化物(例如鐵銹)和油脂。老設(shè)備的清洗對(duì)于一些腐蝕和結(jié)垢嚴(yán)重的冷卻設(shè)備或換熱器,可以在停車(chē)后進(jìn)行單臺(tái)設(shè)備的清洗。2020/11/2612(二)不同情況下的清洗新設(shè)備的清洗2020/11/2612二、預(yù)膜(一)預(yù)膜的目的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和管道經(jīng)化學(xué)清洗后,金屬的本體裸露出來(lái),很容易在水中溶解氧等的作用下再發(fā)生腐蝕;為了保證正常運(yùn)行時(shí)緩蝕阻垢劑的補(bǔ)膜、修膜作用,應(yīng)進(jìn)行預(yù)膜處理。通過(guò)預(yù)膜劑的作用,使金屬表面形成一層致密均勻的保護(hù)膜,從而使金屬免于腐蝕。2020/11/2613二、預(yù)膜(一)預(yù)膜的目的2020/11/2613(二)保護(hù)膜的性質(zhì)預(yù)膜劑性質(zhì)特點(diǎn)鉻酸鹽、亞硝酸鹽氧化型膜致密,薄,與金屬表面結(jié)合牢固,防腐效果好。如γ-Fe2O3。聚磷酸鹽、硅酸鹽、雜環(huán)化合物沉積型膜質(zhì)地多孔,較厚,須控制沉積速度。胺類(lèi)吸附型膜結(jié)合性較差,較少使用。2020/11/2614(二)保護(hù)膜的性質(zhì)預(yù)膜劑性質(zhì)特點(diǎn)鉻酸鹽、氧化型膜致密,1.氧化型膜是以緩蝕劑本身作氧化劑使金屬表面形成鈍態(tài)的氧化膜。如鉻酸鹽本身就具有氧化性,在中性水溶液中,可將鐵氧化成γ-Fe2O32Fe+2Na2CrO4+2H2O→Fe2O3+Cr2O3+4NaOH一般來(lái)講,氧化性的緩蝕預(yù)膜劑有一定的毒性,常用于密閉系統(tǒng)的處理。2.吸附型膜由于吸附型緩蝕劑與金屬的結(jié)合性要差些,故一般不單獨(dú)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的預(yù)膜處理。2020/11/26151.氧化型膜2020/11/26153.沉淀型膜可由緩蝕劑的相互作用,也可由緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)中的金屬離子反應(yīng)形成。一般此種膜的厚度可達(dá)幾百至一千埃。聚磷酸鹽是陰離子型緩蝕劑,它與鈣離子結(jié)合形成一個(gè)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子(Na2Ca2P4O6),以膠溶狀態(tài)存在于水中,另一方面,陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵離子向陰極擴(kuò)散,產(chǎn)生一定的腐蝕電流。當(dāng)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子到達(dá)表面區(qū)域時(shí),可再與亞鐵離子絡(luò)和,生成以聚磷酸鈣鐵為主要成分的絡(luò)和離子,依靠腐蝕電流電沉積于陰極表面形成沉淀膜。這種膜具有一定的致密性。而聚磷酸鹽等則用于敞開(kāi)系統(tǒng),使用廣泛。鋅鹽會(huì)在水中形成Zn(OH)2沉積:在陰極:O2+2H2O+4e—→4OH-Zn2++2OH-—→Zn(OH)2它還會(huì)因正磷酸鹽的存在,產(chǎn)生磷酸鋅沉淀而起到緩蝕作用。其主要是由結(jié)晶狀(Zn,F(xiàn)e)3(PO4)2·4H2O膜和Zn3(PO4)2·4H2O層所產(chǎn)生的。2020/11/26163.沉淀型膜2020/11/2616(三)常用的預(yù)膜方案
1.專(zhuān)用配方的預(yù)膜方案預(yù)膜配方的性能一般較好,但它們的組成與該冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)所用配方的組成之間并無(wú)直接聯(lián)系,因此在操作和管理上要麻煩一些。專(zhuān)用的預(yù)膜配方較多,如鉻酸鹽-聚磷酸鹽-鋅鹽2.提高濃度的預(yù)膜方案預(yù)膜配方的組成和正常運(yùn)行配方的組成之間有密切的聯(lián)系。在預(yù)膜期間,將冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)配方的濃度提高2~4倍作為預(yù)膜方案,在預(yù)膜濃度下運(yùn)行一段時(shí)間,然后,把配方的濃度降低到正常運(yùn)行濃度運(yùn)行。這種方案的效果雖不及專(zhuān)用預(yù)膜配方,但管理和操作簡(jiǎn)單。2020/11/2617(三)常用的預(yù)膜方案2020/11/2617(四)影響預(yù)膜質(zhì)量的因素1.鈣離子在磷鋅預(yù)膜處理過(guò)程中,鈣離子的含量是影響預(yù)膜質(zhì)量的最大因素之一。一般認(rèn)為鈣離子的含量最好大于50ppm(以CaCO3計(jì)),中等硬度的水質(zhì)最佳。如果水中的鈣離子含量較低,可適量補(bǔ)加鈣離子或加大聚磷酸鹽的用量。2020/11/2618(四)影響預(yù)膜質(zhì)量的因素2020/11/26182.濁度
預(yù)膜時(shí)水的濁度對(duì)預(yù)膜質(zhì)量影響較大。如濁度過(guò)高,則生成的膜就會(huì)松散,在水流的沖擊下容易脫落。另外,濁度過(guò)高會(huì)吸附陰離子聚磷酸鹽,從而改變沉積膜的組成、結(jié)構(gòu),導(dǎo)致膜的不均勻。2020/11/26192.濁度2020/11/26193.pH值
在不同的pH條件下,膜的形成是不一致的,這也和預(yù)膜劑的組成有關(guān)。pH值過(guò)高,沉積物沉積速度快且量多,因而形成的膜厚而且不均勻(實(shí)際上可認(rèn)為形成了垢)。pH值過(guò)低,磷鋅預(yù)膜劑無(wú)法在金屬表面沉積。一般預(yù)膜時(shí),pH值控制在5.5~7.5之間,這也需根據(jù)系統(tǒng)的工況條件來(lái)進(jìn)行選擇,如水的硬度、預(yù)膜劑的濃度、水溫、設(shè)備的璧溫等方面。2020/11/26203.pH值2020/11/26204.溫度水溫較高有利于分子的擴(kuò)散,加速預(yù)膜劑的水解反應(yīng),使成膜速度加快。一般來(lái)講,a.低溫時(shí)(20℃)形成的膜呈藍(lán)紫色;b.高溫時(shí)(50℃)形成的膜呈藍(lán)黃色。5.流速水的流速較大,有利于預(yù)膜劑和水中溶解氧的擴(kuò)散,加速成膜。且使生成的膜均勻,但流速大于2.5m/s,則可加劇水流對(duì)金屬表面的沖擊作用,使膜的沉積受到影響,甚至引起腐蝕。流速過(guò)慢,不僅是成膜速度慢,而且影響膜的均勻性,流速一般以1.0~1.5為宜。2020/11/26214.溫度2020/11/26216.金屬離子鋅離子本身是一種陰極型緩蝕劑,在陰極高pH區(qū)形成Zn(OH)2沉淀,抑制了陰極反應(yīng),其到了緩蝕作用。鋅成膜速度快,但松軟不牢固。一般不單獨(dú)使用,必須與聚磷酸鹽結(jié)合使用。鐵離子對(duì)預(yù)膜會(huì)產(chǎn)生不利影響。如預(yù)膜時(shí)Fe3+含量較高,則會(huì)使膜松散、不牢固且不均勻。因此,F(xiàn)e3+含量應(yīng)控制在1mg/L以下。銅離子過(guò)高,會(huì)與金屬鐵發(fā)生置換而析出,從而發(fā)生電偶腐蝕。因此,Cu2+應(yīng)小于0.1mg/L或加入銅緩蝕劑BTA、MBT或加入掩蔽劑進(jìn)行處理。2020/11/26226.金屬離子2020/11/26227.預(yù)膜劑的濃度Betz807是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的預(yù)膜劑,其投加濃度在600~800mg/L,但隨著工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的增多,大多數(shù)均用200~300mg/L,一般水質(zhì)硬度較高時(shí)取低限;水質(zhì)硬度較低時(shí)取高限。另外,還與換熱設(shè)備負(fù)荷、Cl-等有關(guān),有時(shí)甚至用量在150mg/L左右。2020/11/26237.預(yù)膜劑的濃度2020/11/26238.分散劑如預(yù)膜劑是沉積型緩蝕劑,為了防止其在水中沉積過(guò)快,從設(shè)備的運(yùn)行狀況,成膜的均勻性等方面考慮,應(yīng)適當(dāng)投加分散劑。9.溶解氧由于聚磷酸鹽是以電沉積原理來(lái)實(shí)現(xiàn)沉積,主要靠陽(yáng)極溶解產(chǎn)生腐蝕電流來(lái)完成。溶解氧要求大于2mg/L。2020/11/26248.分散劑2020/11/2624(五)預(yù)膜時(shí)機(jī)
通常在以下情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)膜:新的換熱器或冷卻水系統(tǒng)清洗后舊的換熱器或冷卻水系統(tǒng)清洗后冷卻水系統(tǒng)出現(xiàn)了低pH值漂移但被復(fù)原到控制的pH值后冷卻水系統(tǒng)在檢修后隨即進(jìn)行開(kāi)車(chē)前2020/11/2625(五)預(yù)膜時(shí)機(jī)通常在以下情況下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)膜:2020/(六)預(yù)膜效果的檢驗(yàn)硫酸銅檢驗(yàn)法CuSO4+Fe2+→FeSO4+Cu將配置好的硫酸銅溶液滴于預(yù)膜的和未預(yù)膜的掛片上,同時(shí)測(cè)定出現(xiàn)紅點(diǎn)的時(shí)間,時(shí)間查越大表明預(yù)膜的效果越好。或?qū)㈩A(yù)膜的掛片浸入0.1%CuSO4溶液中,若15分鐘不析出銅即認(rèn)為預(yù)膜成功。亞鐵氰化鉀檢驗(yàn)法4Fe3++3K4[Fe(CN)6]→Fe4[Fe(CN)6]3+12K+測(cè)定出現(xiàn)蘭點(diǎn)的時(shí)間2020/11/2626(六)預(yù)膜效果的檢驗(yàn)硫酸銅檢驗(yàn)法2020/11/2626(七)代表性的預(yù)膜方案聚磷酸鹽方案膦酸鹽方案鉬酸鹽方案聚磷酸鹽-鋅鹽方案鉻酸鹽-聚磷酸鹽-鋅鹽方案2020/11/2627(七)代表性的預(yù)膜方案聚磷酸鹽方案2020/11/2627(八)預(yù)膜過(guò)程的操作1.pH在采用聚磷酸鹽預(yù)膜時(shí),pH是很重要的,一般要求在5.5~7.5之間??捎肏2SO4來(lái)調(diào)節(jié)。根據(jù)補(bǔ)充水的堿度,用下式表示所需加酸的量:X=(M原–M循/K)*M/1.8*1/1000公斤/小時(shí)一般來(lái)講,由于集水池(水泥)、管內(nèi)的浮銹、水中的污垢等也要消耗酸,因此初期的耗酸量較大,調(diào)節(jié)pH時(shí)應(yīng)注意緩慢、均勻、多點(diǎn)投加,并進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)加以控制。2020/11/2628(八)預(yù)膜過(guò)程的操作1.pH2020/11/26282.濁度濁度不僅消耗預(yù)膜劑而且懸浮物附在金屬的表面影響形成致密的膜濁度應(yīng)小于10mg/L。2020/11/26292.濁度2020/11/26293.預(yù)膜劑投加量根據(jù)水中的總磷數(shù)值可以判斷預(yù)膜劑的用量,一般控制在100~200mg/L,也可根據(jù)具體的工況進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑鰷p。2020/11/26303.預(yù)膜劑投加量2020/11/26304.預(yù)膜溫度和時(shí)間一般水溫20℃左右,預(yù)膜48~72小時(shí)5.預(yù)膜過(guò)程中的監(jiān)測(cè)定時(shí)分析預(yù)膜劑的含量定時(shí)分析各項(xiàng)參數(shù):pH、T、鈣、鎂、鋁、鐵離子等安裝監(jiān)測(cè)掛片或監(jiān)測(cè)換熱器2020/11/26314.預(yù)膜溫度和時(shí)間2020/11/2631謝謝!2020/11/2632謝謝!2020/11/2632冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜一、清洗冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,其冷卻設(shè)備的金屬表面常常會(huì)發(fā)生污垢(沉積物)的積聚,從而降低換熱器的冷卻效果,同時(shí)引起垢下腐蝕。污垢還阻礙緩蝕劑和預(yù)膜劑到達(dá)金屬表面,使他們難于與金屬反應(yīng)而生成保護(hù)膜。因此,冷卻水系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行清洗,以除去沉積在金屬表面的污垢。新的冷卻水系統(tǒng)由于其設(shè)備和管道在制造、安裝過(guò)程中,難免會(huì)有些焊接碎屑、切削物、建筑物碎片、潤(rùn)滑油以及浮銹等,在運(yùn)行前也要清洗。2020/11/2633冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗和預(yù)膜冷卻水系統(tǒng)的清洗
一、清洗冷卻水系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間后,其冷卻設(shè)備的金屬表面常常會(huì)發(fā)生污垢(沉積物)的積聚,從而降低換熱器的冷卻效果,同時(shí)引起垢下腐蝕。污垢還阻礙緩蝕劑和預(yù)膜劑到達(dá)金屬表面,使他們難于與金屬反應(yīng)而生成保護(hù)膜。因此,冷卻水系統(tǒng)應(yīng)定期進(jìn)行清洗,以除去沉積在金屬表面的污垢。新的冷卻水系統(tǒng)由于其設(shè)備和管道在制造、安裝過(guò)程中,難免會(huì)有些焊接碎屑、切削物、建筑物碎片、潤(rùn)滑油以及浮銹等,在運(yùn)行前也要清洗。2020/11/2634一、清洗2020/11/262(一)清洗方法
物理清洗、化學(xué)清洗2020/11/2635(一)清洗方法2020/11/263物理清洗主要清洗方法:用鋼絲刷拉刷,用專(zhuān)用刮刀滾刮,沖洗和反沖洗,高壓水力清洗等。優(yōu)點(diǎn):省去化學(xué)清洗的藥劑費(fèi)用,避免了化學(xué)清洗后廢液帶來(lái)的排放問(wèn)題,不易引起清洗設(shè)備的腐蝕。缺點(diǎn):一部分物理清洗方法需在水系統(tǒng)中斷運(yùn)行后才能進(jìn)行,操作比較費(fèi)工,對(duì)硬垢清洗效果不佳,有的方法容易引起設(shè)備表面損傷。2020/11/2636物理清洗主要清洗方法:用鋼絲刷拉刷,用專(zhuān)用化學(xué)清洗通過(guò)化學(xué)藥劑的作用,使被清洗設(shè)備中的沉積物溶解、疏松、脫落或剝離的一類(lèi)方法。分類(lèi):循環(huán)法、噴淋法、泡沫法、浸泡法酸洗、堿洗、殺菌劑清洗、絡(luò)合劑清洗、表面活性劑清洗、聚電介質(zhì)清洗單臺(tái)設(shè)備清洗和全系統(tǒng)清洗停車(chē)和不停車(chē)清洗優(yōu)點(diǎn):清洗效果好,可除去硬垢和腐蝕產(chǎn)物,可不停車(chē)清洗,操作比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):易對(duì)金屬產(chǎn)生腐蝕,產(chǎn)生清洗廢液,費(fèi)用相對(duì)較高。2020/11/2637化學(xué)清洗通過(guò)化學(xué)藥劑的作用,使被清洗設(shè)備中的沉積物溶解、疏松化學(xué)清洗的技術(shù)準(zhǔn)備工作
進(jìn)行化學(xué)清洗首先要對(duì)污垢的類(lèi)型、設(shè)備的材質(zhì)以及設(shè)備的結(jié)垢進(jìn)行嚴(yán)格的診斷后才能制定有效的清洗方案。(1)確定污垢的類(lèi)型:實(shí)地取樣進(jìn)行垢樣的分析,包括污垢的種類(lèi)、形態(tài)、厚度等,選用有效的清洗劑。(2)材質(zhì)的組成:循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備一般是由多種材質(zhì)制成,清洗前必須了解材質(zhì)的種類(lèi),以選用無(wú)腐蝕的清洗劑。(3)設(shè)備的構(gòu)成:循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)成和工藝流程對(duì)清洗工作至關(guān)重要。清洗前應(yīng)對(duì)設(shè)備的構(gòu)成進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)查,確定是否會(huì)造成死角,或是因生產(chǎn)需要分段清洗,排污是否暢通,是否有泄漏等。2020/11/2638化學(xué)清洗的技術(shù)準(zhǔn)備工作進(jìn)行化學(xué)清洗首先要化學(xué)清洗方法的選擇(1)堿清洗:堿清洗是以強(qiáng)堿性或堿性的化學(xué)藥劑做為清洗劑去除疏松、乳化和分散設(shè)備內(nèi)沉積物的一類(lèi)方法。它主要用來(lái)清洗一些油脂和帶有有機(jī)物的污垢,也可用表面活性劑所代替。(2)酸清洗:酸能有效的清洗掉金屬設(shè)備中由碳酸鹽組成的硬垢和由金屬氧化物組成的腐蝕產(chǎn)物。酸與金屬的碳酸鹽或氧化物反應(yīng),使之轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄缘慕饘冫}類(lèi)。無(wú)機(jī)酸一般是強(qiáng)酸,除垢率高,清洗時(shí)間短,清洗成本低,主要適用于垢和銹比較嚴(yán)重的系統(tǒng)或單臺(tái)設(shè)備的清洗。但對(duì)金屬設(shè)備有較強(qiáng)的腐蝕性,因此,酸洗前需向酸洗液中加入一些專(zhuān)用的高效酸洗緩蝕劑,以減輕對(duì)被清洗設(shè)備金屬基體的腐蝕。2020/11/2639化學(xué)清洗方法的選擇(1)堿清洗:2020/11/267(3)絡(luò)合劑清洗:絡(luò)合劑清洗是利用各種絡(luò)合劑(其中包括螯合劑)對(duì)各種成垢離子(如Ca2+、Mg2+、Fe2+)的絡(luò)合作用或螯合作用,使之生成可溶性的絡(luò)合物(配位化合物)或螯合物而進(jìn)行的清洗。絡(luò)合劑清洗中常用的無(wú)機(jī)絡(luò)合劑有聚磷酸鹽、聚馬來(lái)酸等,常用的有機(jī)螯合劑有檸檬酸、乙二胺四乙酸(EDTA)或氮三乙酸(NTA)等絡(luò)合清洗劑具有溶垢效率高,對(duì)基體金屬和水泥設(shè)施的侵蝕性極小。無(wú)氫脆和晶間腐蝕等優(yōu)點(diǎn),故常被應(yīng)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的不停車(chē)清洗中。2020/11/2640(3)絡(luò)合劑清洗:2020/11/268(4)表面活性劑清洗:
表面活性劑和濕潤(rùn)劑通常使用于清洗冷卻水系統(tǒng)中含油或含有膠體物質(zhì)的沉積物,它能分散水中的油類(lèi)、脂類(lèi)和微生物產(chǎn)生的沉積物。通常與無(wú)機(jī)鹽清洗劑復(fù)合后并用。2020/11/2641(4)表面活性劑清洗:2020/11/269(5)聚電解質(zhì)清洗劑冷卻水全系統(tǒng)的停車(chē)或不停車(chē)清洗中常常采用聚電解質(zhì)進(jìn)行清洗。聚電解質(zhì)主要是一些在支鏈上具有能在水中電離基團(tuán)的高分子聚合物或共聚物。它不但可以防止成垢物質(zhì)從水中析出再次沉積,還可以使冷卻水(冷凍更適宜)系統(tǒng)中原有的污垢變的疏松而逐漸脫落,還可以達(dá)到清除污垢、保護(hù)金屬腐蝕的目的。聚電解質(zhì)清洗時(shí),往往需要和表面活性劑,濕潤(rùn)劑、殺生劑、滲透劑等聯(lián)合使用。2020/11/2642(5)聚電解質(zhì)清洗劑2020/11/2610(6)殺生劑清洗:當(dāng)冷卻水系統(tǒng)中產(chǎn)生了微生物和粘泥比較嚴(yán)重時(shí),可采用殺生劑進(jìn)行不停車(chē)的清洗,將微生物粘泥和藻類(lèi)從設(shè)備上剝離下來(lái)。常用的殺生劑:低泡的非離子表面活性劑和非氧化性殺生劑(二硫氰基甲烷)以及季胺鹽類(lèi)殺生劑(十二烷基二甲基芐基氯化銨以及溴化銨)。2020/11/2643(6)殺生劑清洗:2020/11/2611(二)不同情況下的清洗新設(shè)備的清洗新的冷卻設(shè)備由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)運(yùn)行,設(shè)備內(nèi)部一般比較干凈,故清洗方案主要是除去設(shè)備在加工、儲(chǔ)存或安裝期間積集在設(shè)備金屬表面的少量氧化物(例如鐵銹)和油脂。老設(shè)備的清洗對(duì)于一些腐蝕和結(jié)垢嚴(yán)重的冷卻設(shè)備或換熱器,可以在停車(chē)后進(jìn)行單臺(tái)設(shè)備的清洗。2020/11/2644(二)不同情況下的清洗新設(shè)備的清洗2020/11/2612二、預(yù)膜(一)預(yù)膜的目的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備和管道經(jīng)化學(xué)清洗后,金屬的本體裸露出來(lái),很容易在水中溶解氧等的作用下再發(fā)生腐蝕;為了保證正常運(yùn)行時(shí)緩蝕阻垢劑的補(bǔ)膜、修膜作用,應(yīng)進(jìn)行預(yù)膜處理。通過(guò)預(yù)膜劑的作用,使金屬表面形成一層致密均勻的保護(hù)膜,從而使金屬免于腐蝕。2020/11/2645二、預(yù)膜(一)預(yù)膜的目的2020/11/2613(二)保護(hù)膜的性質(zhì)預(yù)膜劑性質(zhì)特點(diǎn)鉻酸鹽、亞硝酸鹽氧化型膜致密,薄,與金屬表面結(jié)合牢固,防腐效果好。如γ-Fe2O3。聚磷酸鹽、硅酸鹽、雜環(huán)化合物沉積型膜質(zhì)地多孔,較厚,須控制沉積速度。胺類(lèi)吸附型膜結(jié)合性較差,較少使用。2020/11/2646(二)保護(hù)膜的性質(zhì)預(yù)膜劑性質(zhì)特點(diǎn)鉻酸鹽、氧化型膜致密,1.氧化型膜是以緩蝕劑本身作氧化劑使金屬表面形成鈍態(tài)的氧化膜。如鉻酸鹽本身就具有氧化性,在中性水溶液中,可將鐵氧化成γ-Fe2O32Fe+2Na2CrO4+2H2O→Fe2O3+Cr2O3+4NaOH一般來(lái)講,氧化性的緩蝕預(yù)膜劑有一定的毒性,常用于密閉系統(tǒng)的處理。2.吸附型膜由于吸附型緩蝕劑與金屬的結(jié)合性要差些,故一般不單獨(dú)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的預(yù)膜處理。2020/11/26471.氧化型膜2020/11/26153.沉淀型膜可由緩蝕劑的相互作用,也可由緩蝕劑與腐蝕介質(zhì)中的金屬離子反應(yīng)形成。一般此種膜的厚度可達(dá)幾百至一千埃。聚磷酸鹽是陰離子型緩蝕劑,它與鈣離子結(jié)合形成一個(gè)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子(Na2Ca2P4O6),以膠溶狀態(tài)存在于水中,另一方面,陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的亞鐵離子向陰極擴(kuò)散,產(chǎn)生一定的腐蝕電流。當(dāng)帶正電荷的聚磷酸鈣絡(luò)合離子到達(dá)表面區(qū)域時(shí),可再與亞鐵離子絡(luò)和,生成以聚磷酸鈣鐵為主要成分的絡(luò)和離子,依靠腐蝕電流電沉積于陰極表面形成沉淀膜。這種膜具有一定的致密性。而聚磷酸鹽等則用于敞開(kāi)系統(tǒng),使用廣泛。鋅鹽會(huì)在水中形成Zn(OH)2沉積:在陰極:O2+2H2O+4e—→4OH-Zn2++2OH-—→Zn(OH)2它還會(huì)因正磷酸鹽的存在,產(chǎn)生磷酸鋅沉淀而起到緩蝕作用。其主要是由結(jié)晶狀(Zn,F(xiàn)e)3(PO4)2·4H2O膜和Zn3(PO4)2·4H2O層所產(chǎn)生的。2020/11/26483.沉淀型膜2020/11/2616(三)常用的預(yù)膜方案
1.專(zhuān)用配方的預(yù)膜方案預(yù)膜配方的性能一般較好,但它們的組成與該冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)所用配方的組成之間并無(wú)直接聯(lián)系,因此在操作和管理上要麻煩一些。專(zhuān)用的預(yù)膜配方較多,如鉻酸鹽-聚磷酸鹽-鋅鹽2.提高濃度的預(yù)膜方案預(yù)膜配方的組成和正常運(yùn)行配方的組成之間有密切的聯(lián)系。在預(yù)膜期間,將冷卻水系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)配方的濃度提高2~4倍作為預(yù)膜方案,在預(yù)膜濃度下運(yùn)行一段時(shí)間,然后,把配方的濃度降低到正常運(yùn)行濃度運(yùn)行。這種方案的效果雖不及專(zhuān)用預(yù)膜配方,但管理和操作簡(jiǎn)單。2020/11/2649(三)常用的預(yù)膜方案2020/11/2617(四)影響預(yù)膜質(zhì)量的因素1.鈣離子在磷鋅預(yù)膜處理過(guò)程中,鈣離子的含量是影響預(yù)膜質(zhì)量的最大因素之一。一般認(rèn)為鈣離子的含量最好大于50ppm(以CaCO3計(jì)),中等硬度的水質(zhì)最佳。如果水中的鈣離子含量較低,可適量補(bǔ)加鈣離子或加大聚磷酸鹽的用量。2020/11/2650(四)影響預(yù)膜質(zhì)量的因素2020/11/26182.濁度
預(yù)膜時(shí)水的濁度對(duì)預(yù)膜質(zhì)量影響較大。如濁度過(guò)高,則生成的膜就會(huì)松散,在水流的沖擊下容易脫落。另外,濁度過(guò)高會(huì)吸附陰離子聚磷酸鹽,從而改變沉積膜的組成、結(jié)構(gòu),導(dǎo)致膜的不均勻。2020/11/26512.濁度2020/11/26193.pH值
在不同的pH條件下,膜的形成是不一致的,這也和預(yù)膜劑的組成有關(guān)。pH值過(guò)高,沉積物沉積速度快且量多,因而形成的膜厚而且不均勻(實(shí)際上可認(rèn)為形成了垢)。pH值過(guò)低,磷鋅預(yù)膜劑無(wú)法在金屬表面沉積。一般預(yù)膜時(shí),pH值控制在5.5~7.5之間,這也需根據(jù)系統(tǒng)的工況條件來(lái)進(jìn)行選擇,如水的硬度、預(yù)膜劑的濃度、水溫、設(shè)備的璧溫等方面。2020/11/26523.pH值2020/11/26204.溫度水溫較高有利于分子的擴(kuò)散,加速預(yù)膜劑的水解反應(yīng),使成膜速度加快。一般來(lái)講,a.低溫時(shí)(20℃)形成的膜呈藍(lán)紫色;b.高溫時(shí)(50℃)形成的膜呈藍(lán)黃色。5.流速水的流速較大,有利于預(yù)膜劑和水中溶解氧的擴(kuò)散,加速成膜。且使生成的膜均勻,但流速大于2.5m/s,則可加劇水流對(duì)金屬表面的沖擊作用,使膜的沉積受到影響,甚至引起腐蝕。流速過(guò)慢,不僅是成膜速度慢,而且影響膜的均勻性,流速一般以1.0~1.5為宜。2020/11/26534.溫度2020/11/26216.金屬離子鋅離子本身是一種陰極型緩蝕劑,在陰極高pH區(qū)形成Zn(OH)2沉淀,抑制了陰極反應(yīng),其到了緩蝕作用。鋅成膜速度快,但松軟不牢固。一般不單獨(dú)使用,必須與聚磷酸鹽結(jié)合使用。鐵離子對(duì)預(yù)膜會(huì)產(chǎn)生不利影響。如預(yù)膜時(shí)Fe3+含量較高,則會(huì)使膜松散、不牢固且不均勻。因此,F(xiàn)e3+含量應(yīng)控制在1mg/L以下。銅離子過(guò)高,會(huì)與金屬鐵發(fā)生置換而析出,從而發(fā)生電偶腐蝕。因此,Cu2+應(yīng)小于0.1mg/L或加入銅緩蝕劑BTA、MBT或加入掩蔽劑進(jìn)行處理。2020/11/26546.金屬離子2020/11/26227.預(yù)膜劑的濃度Betz807是國(guó)內(nèi)最早引進(jìn)的預(yù)膜劑,其投加濃度在600~800mg/L,但隨著工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的增多,大多數(shù)均用200~300mg/L,一般水質(zhì)硬度較高時(shí)取低限;水質(zhì)硬度較低時(shí)取高限。另外,還與換熱設(shè)備負(fù)荷、Cl-等有關(guān),有時(shí)甚至用量在150mg/L左右。
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