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氨基磺酸清洗成分復(fù)雜難溶水垢的實(shí)踐

發(fā)布時(shí)間:

2023-04-16 18:30

清洗成分復(fù)雜且難溶水垢有一定的技術(shù)難度,選擇適宜的清洗劑是關(guān)鍵。氨基磺酸是一種良好的化學(xué)清洗劑,在常規(guī)條件下能溶解用鹽酸等難以溶解的多種水垢。闡述以某氧氣廠冷卻系統(tǒng)化學(xué)清洗為例,用氨基磺酸清洗含有硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等復(fù)雜難溶水垢成功實(shí)踐,以供清洗同行參考。
關(guān)鍵詞:冷卻系統(tǒng);氨基磺酸;化學(xué)清洗;難溶水垢
引言
熱交換系統(tǒng)通常用水作為介質(zhì)進(jìn)行工作,由于水中存在多種鹽類,經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行,系統(tǒng)中就會(huì)結(jié)垢,影響系統(tǒng)的工作效率,一般采用化學(xué)清洗的辦法除垢。有些水垢,多種成分混雜其中,如硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等,這些鹽類組成的水垢,用鹽酸、硫酸等強(qiáng)酸,很難全部清洗。氨基磺酸對(duì)于這些成分復(fù)雜且難溶水垢有較強(qiáng)的溶解能力。
1 氨基磺酸的性質(zhì)
氨基磺酸[1]英文名:sulfamic acid。
1.1 物理性質(zhì)
無色或白色斜方結(jié)晶,溶于水,水中溶解度:146.8 g/L (20 ℃), 熔點(diǎn): 205 ℃,常溫下穩(wěn)定性好,260 ℃時(shí)分解,工業(yè)品純度大于 98%。
1.2 化學(xué)性質(zhì)
可理解為硫酸分子中的一個(gè)氫離子被胺基取代而生成,是中強(qiáng)酸,具有酸的通性,其鹽類易容于水,1%水溶液在 25 ℃時(shí) pH 值 1.18,分子量97.09,分子式為 NH2SO3H,工業(yè)是用發(fā)煙硫酸與尿素反應(yīng)制取。
2 氨基磺酸溶垢機(jī)理
氨基磺酸的溶垢反應(yīng)均在水溶液中進(jìn)行。
2.1 氨基磺酸與弱酸鹽及金屬氧化物的化學(xué)反應(yīng)
[2]大多為復(fù)分解反應(yīng),速度快,生成鹽和水。CaCO3+NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+H2O+CO2↑Fe2O3+NH2SO3H→(NH2SO3)3Fe+2(NH2SO3)2 Fe+H2O
2.2 氨基磺酸與難溶鹽類 MpRq 反應(yīng)
主要是通過化學(xué)平衡的移動(dòng)及氨基磺酸鹽的較大溶解度來完成。MpRq + NH2SO3H→M (NH2SO3) p+ HqR當(dāng)氨基磺酸濃度足夠大時(shí),平衡向右移動(dòng),即難溶鹽 MpRq 被溶解,生成氨基磺酸鹽和對(duì)應(yīng)于MpRq 的酸 HqR。由于氨基磺酸鹽的溶解度較大,生成的氨基磺酸鹽溶于水中,垢被逐漸溶解掉,而 MpRq 則會(huì)分解或溶于水中。CaP04+NH2SO3H→(NH2SO32Ca+H3P04CaSO4+NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+H2SO4Ca(SiO3)2+ NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+SiO2+ H2O氨基磺酸清洗難溶水垢工程實(shí)踐某氧氣廠冷卻系統(tǒng)由冷卻塔、循環(huán)泵及管道等組成。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行,系統(tǒng)結(jié)垢較多,冷卻效率下降,影響正常生產(chǎn),決定進(jìn)行清洗除垢。
3.1 垢樣成分分析
對(duì)該氧氣廠冷卻系統(tǒng)采集的垢樣進(jìn)行鹽酸浸泡時(shí)發(fā)現(xiàn),10%的鹽酸在 60 ℃下,毫無反應(yīng)。后考慮垢樣可能是由硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等復(fù)雜難溶鹽類構(gòu)成,于是對(duì)其進(jìn)行成分的定性和定量分析,結(jié)果證實(shí),垢樣確實(shí)如此。其成分含量如表 1 所示。
這種垢用鹽酸或硫酸是不能溶解的,試用了多種清洗介質(zhì)發(fā)現(xiàn),只有氨基磺酸和乙二胺四乙酸 EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) 可以較好地溶解垢樣。比較這兩種清洗介質(zhì),最適宜的是氨基磺酸,其經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),操作條件和安全性都優(yōu)于 EDTA。