循環(huán)冷卻水系統(tǒng)化學(xué)清洗詳解

化學(xué)清洗是通過化學(xué)藥劑的作用使被清洗設(shè)備中的沉積物溶解、疏松、脫落或剝離的一大類清洗方法。

一、分類

人們往往從不同的角度對化學(xué)清洗進(jìn)行分類。

（一）按清洗方式分

按清洗方式，化學(xué)清洗可以分為:

（1）浸泡法：它適用于小型冷卻設(shè)備以及被沉積物堵死而無法將清洗液進(jìn)行循環(huán)的設(shè)備；

（2）噴淋法：它適用于大型容器的內(nèi)外壁清洗；

（3）泡沫法：將發(fā)泡劑加入清洗液中，再吹入空氣、氮氣等氣體，使藥劑充滿整個容器，以便用少量的清洗劑去清洗一個大容器的內(nèi)壁；

（4）循環(huán)法：這是一種普遍使用的方法。單臺設(shè)備清洗時，通常是在清洗液貯槽和被清洗的設(shè)備之間接上循環(huán)泵和管道，形成一個閉合回路，使清洗液不斷循環(huán)，沉積物層不斷受到新鮮清洗液的化學(xué)作用和沖刷作用而溶解和脫落。

（二）按使用的清洗劑分

按使用的清洗劑，化學(xué)清洗可以分為：

（1）堿清洗；

（2）酸清洗；

（3）絡(luò)合劑清洗；

（4）聚電解質(zhì)清洗；

（5）表面活性劑清洗；

（6）殺生劑清洗；

（7）有機溶劑清洗。

（三）按清洗的對象分

按清洗的對象，化學(xué)清洗可以分為：

（1）單臺設(shè)備清洗；

（2）全系統(tǒng)清洗。

（四）按是否停車分

按清洗時生產(chǎn)裝置是否停車，則可分為：

（1）不停車清洗；

（2）停車清洗。

二、化學(xué)清洗的方法

隨著清洗技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多化學(xué)清洗方法。它們使用不同的清洗劑和緩蝕劑，去清洗不同金屬的換熱器中不同的沉積物?，F(xiàn)按所使用的清洗劑扼要介紹幾種主要的化學(xué)清洗方法。

（一）堿清洗

堿清洗又簡稱為堿洗。堿清洗是以強堿性或堿性的化學(xué)藥劑作為清洗劑去疏松、乳化和分散金屬設(shè)備內(nèi)沉積物的一類方法。

常用的堿清洗藥劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸氫二鈉和硅酸鈉。堿清洗時要同時添加表面活性劑去潤濕油脂、塵埃和生物物質(zhì)，以提高清洗效果。

堿清洗常用于：

①除去系統(tǒng)或設(shè)備中的油脂和安裝時遺留的碎屑；

②與酸清洗交替使用，以除去諸如硅酸鹽等酸清洗難于除去的沉積物；

③堿清洗也用于酸清洗之后，以中和水中或設(shè)備中殘留的酸，降低其腐蝕性。

如果冷卻水系統(tǒng)中有鋁或鍍鋅鋼件，則堿清洗時應(yīng)特別慎重，因為這些兩性金屬既能溶于酸中，也能溶于堿中。

（二）酸清洗

酸清洗常被簡稱為酸洗。

許多年來，冷卻水系統(tǒng)的化學(xué)清洗主要是采用某些酸或酸式鹽進(jìn)行的。這些酸或酸式鹽是鹽酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸、氟化氫銨等。其中以鹽酸使用得多。

酸能有效地清洗掉金屬設(shè)備中由堿土金屬碳酸鹽組成的硬垢和由金屬氧化物組成的腐蝕產(chǎn)物。這些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。

酸能溶解碳酸鈣、磷酸鈣、硫化鐵以及金屬的氧化物。但酸(除了氫氟酸)對硅酸鹽則無效。對于油脂、懸浮物和微生物生長形成的沉積物，酸洗的效果則很差。

許多酸對金屬設(shè)備有很強的腐蝕性，因此，酸洗前需要向酸洗液中加入一些專用的高效酸洗緩蝕劑，以減輕酸對被清洗設(shè)備金屬基體的腐蝕。為了除去酸洗不易除去的一些物質(zhì)、減少酸的消耗量和使酸能與沉積物反應(yīng)，在酸洗之前，往往需要對被清洗的設(shè)備進(jìn)行吹掃、水沖洗和堿洗(或除油)處理。

在酸洗結(jié)束時，為了除去設(shè)備中的殘酸，需要進(jìn)行中和、水沖洗和漂洗。

酸洗后的金屬設(shè)備表面非?；顫姡瑯O易生銹或腐蝕。為此，需要對它進(jìn)行鈍化或預(yù)膜處理。

（三）絡(luò)合劑清洗

絡(luò)合劑又稱配體。絡(luò)合劑清洗是利用各種絡(luò)合劑(其中包括螯合劑)對各種成垢離子(例如鈣離子、鎂離子和鐵離子)的絡(luò)合作用（配位作用）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)合劑清洗具有溶垢效率高、對基體金屬和水泥設(shè)施的侵蝕性小、無氫脆和無晶間腐蝕等優(yōu)點，故常被應(yīng)用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的不停車清洗中，但絡(luò)合劑清洗也具有價格高，并要在較高溫度下才有效的缺點。

（四）表面活性劑清洗

表面活性劑和潤濕劑通常使用于清洗冷卻水系統(tǒng)中含油的或膠狀物質(zhì)的沉積物。它們能分散冷卻水中的油類、脂類和微生物產(chǎn)生的沉積物，然后通過排放把這些物質(zhì)從冷卻水系統(tǒng)中除去。

冷卻水系統(tǒng)中通常所添加的表面活性劑是一些低泡的、非離子型的表面活性劑。添加的濃度取決于冷卻水系統(tǒng)中存在含油沉積物的情況，一般為10-100mg/L(以活性物質(zhì)計)。

（五）殺生劑清洗

當(dāng)冷卻水系統(tǒng)中有微生物粘泥和含油沉積物時，可采用低泡型非離子型表面活性劑和非氧化性殺生劑(例如二硫氰基甲烷)，同時通入氯氣，水的pH值保持在6-7，對冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)清洗。

從以上的討論中可知，不同組成的沉積物需要不同的清洗劑才能進(jìn)行有效的清洗。例如，清洗金屬設(shè)備上的油脂需要使用表面活性劑、氫氧化鈉或有機溶劑；除去碳鋼換熱器表面的水垢或腐蝕產(chǎn)物需要使用鹽酸、氨基磺酸或硝酸，而除去二氧化硅垢時，則需要在鹽酸中添加氟化物。