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清洗劑

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深圳海德能水處理設(shè)備有限公司

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應(yīng)用于水處理中化學(xué)清洗的各種類型的化學(xué)品成為水處理清洗劑。目前常用的類型主要分為清洗主劑和清洗助劑兩大類。清洗主劑中可分為：無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、螯合劑、堿洗劑等。清洗助劑中則有緩蝕劑、還原劑、銅溶解劑、溶解加速劑、潤(rùn)濕劑等.

詳細(xì)介紹

一、概述
1.1 應(yīng)用于水處理中化學(xué)清洗的各種類型的化學(xué)品成為水處理清洗劑。目前常用的清洗劑類型主要分為清洗主劑和清洗助劑兩大類。清洗主劑中可分為：無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸、螯合劑、堿洗劑等。清洗助劑中則有緩蝕劑、還原劑、銅溶解劑、溶解加速劑、潤(rùn)濕劑等，詳見下表：
1.2 無(wú)機(jī)酸用于既有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，鹽酸是zui常用的無(wú)機(jī)酸，因?yàn)樗鼘?duì)無(wú)機(jī)物和水垢的溶解能力強(qiáng)，容易儲(chǔ)存而且價(jià)格低廉。

二、用于清洗的化學(xué)藥品

及主要類型		常用化學(xué)品
清洗主劑	無(wú)機(jī)酸	鹽酸（Hcl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）、氨基磺酸（NH3SO3）、磷酸（H3PO4）、氫氟酸（HF）等
	有機(jī)酸	檸檬酸、葡萄糖酸、甲酸、馬來(lái)酸、草酸、羥基醋酸等
	螯合劑	乙二胺四乙酸（EDTA）、氮基三醋酸（NTA）等
	堿洗劑	氨（NH3）、氫氧化鈉（NaOH）、碳酸鈉（Na2CO3）、磷酸鈉（Na3PO4）、聯(lián)氨（N2H4）
清洗助劑		緩蝕劑、還原劑、銅溶解劑、溶解加速劑、潤(rùn)濕劑等

三、無(wú)機(jī)無(wú)機(jī)的特點(diǎn)

無(wú)機(jī)類型	應(yīng)用條件	優(yōu)點(diǎn)	缺點(diǎn)
鹽酸（Hcl）	室溫至60℃的低溫清洗	①它與沉積物和水垢反應(yīng)生成的各種鹽類具有很高的溶解度； ② 在酸洗后可產(chǎn)生較好的涂裝表面。	① 對(duì)不銹鋼材質(zhì)的系統(tǒng)應(yīng)慎重，需防止由于高氯離子產(chǎn)生的點(diǎn)腐蝕； ② 對(duì)水垢中硅沒有溶解能力，其他均可。
硫酸（H2SO4）	溫度范圍廣泛（稀釋產(chǎn)生大量熱，屬危險(xiǎn)品）	① 廣泛的溫度使用而不易揮發(fā)； ② 可以回收后再利用。	① 與水垢生成的鹽類的溶解度比鹽酸低； ② 需除大量鈣垢時(shí)一般不采用，因鈣鹽在硫酸中溶解度較低，因此在清洗設(shè)備和裝置時(shí)常受到限制。
硝酸（HNO3）		① 反應(yīng)性強(qiáng)而且對(duì)藻類有高的溶解度，因?yàn)樗茄趸缘乃?，所以可以使不銹鋼或鋁鈍化。	① 它對(duì)軟剛有強(qiáng)的腐蝕性，因此在軟剛設(shè)備為主清洗對(duì)象時(shí)不宜采用，可用來(lái)清洗或鈍化不銹鋼設(shè)備。
氨基磺酸（NH3SO3）	大于60℃時(shí)會(huì)分解為硫酸	① 固體粉末便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸； ② 它和沉積物與水垢如碳酸鹽和氫氧化物反應(yīng)很強(qiáng)，當(dāng)應(yīng)用于鈣鹽和氫氧化鐵為主要成分的沉積物的冷水或熱水系統(tǒng)時(shí)，氨基磺酸因?yàn)閷?duì)鈣鹽具有很大的溶解性而zui為理想。	① 對(duì)鐵的氧化物溶解能力較弱； ② 對(duì)大米類植物劑有較強(qiáng)的毒性。
磷酸（H3PO4）	一般不用于大型工廠的清洗	①腐蝕性低，因?yàn)樗梢栽阼F的表面形成防腐蝕的磷酸鹽涂層。磷酸經(jīng)常用于涂裝金屬的表面處理或設(shè)備的清晰。	①一般不用于大型工廠的清洗，因?yàn)閮r(jià)格比較高，且與沉淀物反應(yīng)生成的鹽類的溶解度較低； ② 需考慮因富營(yíng)養(yǎng)化而引起赤潮。
氫氟酸（HF）		① 氫氟酸反應(yīng)性很強(qiáng)，與鹽酸相似，它對(duì)水垢有大的溶解度； ② 可以溶解硅和玻璃； ③ 對(duì)堿土金屬鹽類也有高的溶解能力。	① 易揮發(fā)，儲(chǔ)存難； ② 腐蝕性強(qiáng)，毒性大。

四、有機(jī)酸和螯合劑

       4.1 當(dāng)清洗對(duì)象的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。的排放有困難或由于氯離子殘留使結(jié)構(gòu)材料容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂時(shí)，一般不采用無(wú)機(jī)酸，而采用有機(jī)酸，或者螯合劑。
       4.2 檸檬酸
         4.2.1 檸檬酸與其他有機(jī)酸比較時(shí)，它與水垢的反應(yīng)產(chǎn)物有較大的溶解度。優(yōu)點(diǎn)是即使在堿性溶液中它也不會(huì)與氫氧化鐵生成沉淀，因?yàn)樗丸F離子發(fā)生很強(qiáng)的反應(yīng)生成絡(luò)合鹽。
         4.2.2 檸檬酸的鐵鹽約在4900*10-6濃度時(shí)才趨向沉淀，要阻止它的沉淀，檸檬酸可以用氨通過(guò)中和作用生成檸檬酸銨。因?yàn)樗推渌麩o(wú)機(jī)鹽如鹽酸等比較，溶解水垢的能力較弱，因此它通常加熱至80—100℃以增加它的溶解能力。
         4.2.3 檸檬酸也可以是固體，而且沒有危險(xiǎn)，容易儲(chǔ)存，因此通常作為中的主劑，然而它也有應(yīng)用的局限性，因?yàn)樗外}鹽的溶解度低。
       4.3 羥基醋酸和甲酸
         4.3.1 羥基醋酸和甲酸與氧化鐵的反應(yīng)性能相當(dāng)或優(yōu)于與檸檬酸的反應(yīng)性能，因?yàn)樗麄兙哂械偷姆纸鉁囟?，而且分解后即有殘留也是無(wú)害的。他們用于清洗的溫度較高（約80—100℃），這是由于他們和檸檬酸相像，它們與水垢的反應(yīng)比無(wú)機(jī)酸弱。它們?cè)趬A性溶液中與鐵不生成絡(luò)合鹽，它們常與其他有機(jī)酸一起使用。羥基醋酸和甲酸的混合液的清洗首先是Du Pont公司在1963年報(bào)道。
       4.4 馬來(lái)酸
         4.4.1 馬來(lái)酸和其他有機(jī)酸相比，對(duì)氧化鐵的溶解能力比檸檬酸差，但它可以在堿性溶液中和鐵離子生成絡(luò)合鹽，在日本，1970年應(yīng)用它作為。
       4.5 草酸
         4.5.1 草酸與其他有機(jī)酸相對(duì)于氧化鐵也有很強(qiáng)的溶解能力，但它可以用于較低的溫度（約60℃），然而用于清洗時(shí)，由于生成的鹽如草酸鐵和草酸鈣等的溶解度低而可以生成沉淀物。
       4.6 葡萄糖酸
         4.6.1 葡萄糖酸是弱酸，無(wú)毒性，可與鐵、銅、鈣金屬等螯合，由于葡萄糖酸可以在堿性溶液中溶解鐵銹，因此通常用于金屬電鍍或涂裝的預(yù)處理劑。
       4.7 EDTA
         4.7.1 EDTA（乙二胺四乙酸）可以在很廣的pH范圍內(nèi)與多種金屬生成穩(wěn)定的絡(luò)合物，因此它可以在廣泛的pH值范圍內(nèi)作為，但是它的費(fèi)用高于其他的有機(jī)酸，這種清洗的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的廢液量少，EDTA可以在150℃下應(yīng)用，因?yàn)樗臒岱纸鉁囟葹?55℃，因此它的優(yōu)點(diǎn)是清洗時(shí)可用于鍋爐燃燒管的直接加熱。
五、堿洗劑
       5.1 氨
         5.1.1 當(dāng)水垢含有大量銅時(shí)，可以用氨來(lái)清洗，因?yàn)樗梢院豌~生成絡(luò)合物，而且在溶劑中含有氧化劑時(shí)，對(duì)銅有很強(qiáng)的溶解能力，但由于它的揮發(fā)性，因此在高溫（大于60℃）使用存在困難。
       5.2 氫氧化鈉
         5.2.1 氫氧化鈉可以用來(lái)溶解硅，也可以用來(lái)溶解植物油和脂肪。
       5.3 碳酸鈉
         5.3.1 碳酸鈉的作用是將酸不溶解的硫酸鈣等水垢轉(zhuǎn)變成可溶解的碳酸鈣，它也可與氫氧化鈉一起使用。在清洗中它和硬度組分螯合而阻止不溶解的金屬皂生成。它也可用來(lái)控制清洗液的pH值，并由于它的緩沖作用而穩(wěn)定清洗效果。
六、清洗助劑
       6.1 由于在清洗中應(yīng)用的化學(xué)品有它的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而且要面向某些不同的水垢，所以許多清洗助劑可以用來(lái)彌補(bǔ)清洗主劑的缺點(diǎn)，強(qiáng)化他們的優(yōu)點(diǎn)以改進(jìn)清洗效果。在化學(xué)清洗實(shí)踐中，選擇是十分重要的。
       6.2 酸抑制劑
         6.2.1 酸抑制劑是一種可以降低材料腐蝕的物質(zhì)，有許多化合物可以少量加入酸洗溶液中作為抑制劑。
       6.3 抑制劑的作用機(jī)理
         6.3.1 有機(jī)緩蝕劑是一類大分子量的有機(jī)化合物，一般屬于吸附類型的抑制劑，有機(jī)的抑制劑一般包括兩個(gè)基團(tuán)：一是極性基團(tuán)，可以吸附金屬；二是有機(jī)基團(tuán)，則有憎水的性質(zhì)，由于抑制劑中的極性基團(tuán)可以吸附在金屬表面并形成保護(hù)膜，因而可以抑制由于酸洗液引起的金屬腐蝕。
       6.4 抑制劑的選擇
         6.4.1 沒有*的抑制劑，因此優(yōu)化的抑制劑應(yīng)進(jìn)行選擇，以鹽酸為例可以解釋抑制劑的各種要素。
         6.4.2 抑制劑的劑量：隨著抑制劑投加量增加到某種程度，防腐的效果也隨之增加，如進(jìn)一步再增加劑量，它的效果就小了。因此應(yīng)了解投加劑量與腐蝕抑制兩者之間的關(guān)系。
         6.4.3 酸濃度的影響：鹽酸清洗通常采用5%—10%的鹽酸濃度，因?yàn)樗岬臐舛瘸^(guò)這個(gè)范圍緩蝕劑就不大有效。但當(dāng)溶液濃度為15%時(shí)要求緩蝕劑仍然有效。
         6.4.4 溫度的影響：酸溶液通常在較高溫度下進(jìn)行，但鹽酸溫度≥70℃時(shí)會(huì)引起一支腐蝕的困難。緩蝕劑使用的zui高溫度必須選擇zui合適的緩蝕劑。
         6.4.5 清洗時(shí)間（周期）的影響：某些水垢要求長(zhǎng)時(shí)間的清洗，因此緩蝕劑必須在整個(gè)清洗過(guò)程保持有效。
         6.4.6 氧化性離子的影響：氧化性離子如亞鐵離子可以大幅度降低緩蝕劑的效果。這是由于氧化性離子的腐蝕機(jī)理和酸不同。
         6.4.7 流速的影響：通常情況下，較高的酸洗劑的流速可使水垢去除效果較好。
         6.4.8 伴隨水垢溶解產(chǎn)生的氣體影響：水垢包括硫化物和硫酸鹽，在清洗時(shí)會(huì)產(chǎn)生硫化氫等氣體，這些氣體可以導(dǎo)致某些緩蝕劑抑制腐蝕能力的降低，或直接侵蝕鋼鐵表面。
       6.5    還原劑
         6.5.1 水垢中的各種金屬離子會(huì)溶解進(jìn)入酸洗溶液，氧化性離子如亞鐵或亞銅離子，和鐵離子的反應(yīng)如下所示：
                2Fe3++Fe→3Fe2+
                Cu2++Fe→Fe2++Cu
         6.5.2 在酸洗溶液中氧化性離子的存在將加速基體金屬的腐蝕，而還原劑可用來(lái)降低氧化性離子和它引起的害處。
         6.5.3 當(dāng)不用還原劑時(shí)，隨著鐵離子的濃度增高可以引起腐蝕，當(dāng)添加還原劑后，鋼的腐蝕率與鐵離子濃度影響就變小了。
       6.6 銅溶解加速劑
         6.6.1   添加銅溶解螯合劑來(lái)改進(jìn)酸洗液中出去銅的效果。
       6.7 硅溶解加速劑
         6.7.1 硅除了溶解于氫氟酸中以外基本不溶解于任何酸中，因此在酸洗時(shí)需加入硅溶解加速劑以除去硅。
       6.8 脫脂劑和潤(rùn)濕劑
         6.8.1 油和脂在酸溶液中與水是不相溶的，而在堿溶液中則可以溶。
         6.8.2 表面活性劑可作為潤(rùn)濕劑來(lái)加速酸和堿中的乳化，也可用來(lái)加速滲透到致密的硬垢中。
七、的配方及應(yīng)用
        實(shí)際應(yīng)用時(shí)需根據(jù)不同的清洗目的采用不同的配方，即一般不是采用單一的，而是若干種組分按照不同的濃度組合起來(lái)，并有不同的使用條件，如清洗的溫度、清洗的時(shí)間等，才能發(fā)揮這種的良好效果，如下表所示。

表3 清洗的配方

工藝過(guò)程	及其濃度/%	清洗溫度/℃	清洗時(shí)間/h	清洗目的
脫脂清洗	NaOH：0.1-0.3 Na2CO3：0.1-0.3 表面活性劑：0.05-0.2	60-80	6-8	去除油脂
氨洗	NH3：1-3 銅溶解劑：0.3-1 銅溶解加速劑：0.2	40-60	4-6	去除銅
鹽酸清洗	Hcl：5-10 緩蝕劑：0.3-0.5 還原劑：0.2-0.5 銅溶解螯合劑：0.5-3 溶解加速劑：0.5-2	50-60	4-8	去除氧化鐵和硬度組分
有機(jī)酸清洗	有機(jī)酸：2-5 緩蝕劑：0.3-0.5 還原劑：0.1-0.3 銅溶解螯合劑：0.5-2 溶解加速劑：0.5-2	85+-5	4-8	去除氧化鐵