氨基磺酸在工业循环冷却水和冷冻水系统清洗中的应用.pdf

实 用 技 术 氨基磺酸在工业循环冷却水和冷冻水 系统清洗中的应用 何孔斌 安庆石化腈纶有限公司 安徽 安庆 246001 许 超 向 阳 苏州市科欣防腐蚀新技术有限公司 江苏 苏州 215000 摘 要 介绍了氨基磺酸清洗剂在工业循环冷却水和冷冻水系统中的化学清洗实践 表明该 酸对水垢有良好清洗作用 对锈清洗速度较慢 和十二烷基二甲基苯苄基氯化胺 1227 共同作 用对生物粘泥有强烈剥离作用 适合多种材质系统的化学清洗 关键词 氨基磺酸 化学清洗 工业循环冷却水 冷冻水 中图分类号 TQ247 56 文献标识码 B 工业循环冷却水系统主要热交换器材质为不锈 钢 铜 少量为碳钢 经两年连续运行 系统中生物粘 泥 污垢较重 腐蚀产物也有一定的积累 不锈钢监 测管管程 壳程550 灼烧减量分别为71 12 52 54 CaO MgO分别占17 26 20 37 Fe2O3分别为2 66 2 51 由甲醇 乙二醇配制 的冷冻水系统主要由碳钢管道 不锈钢 铝及铜热交 换器组成 开车前 碳钢管道未进行钝化处理 开车 后 因系统漏入NaSCN 冷冻液跑料后大量补料带 入氧等 致使系统腐蚀严重 冷冻液呈棕褐色 进行 化学清洗前浊度达115 mg L以上 氧化铁达 37 17 mg L 全厂关键设备聚合反应釜的夹套冷却 器粘附腐蚀产物使冷冻液流量下降40 以上 釜温 失控 不得不每周停产冲洗1次 严重影响了全厂生 产 化学清洗是确保全厂安全正常生产的主要措施 为确保两系统的正常运行 于1997年6月全厂 停车后 采用一次性投放氨基磺酸的低pH值清洗 法 满足了生产需要 氨基磺酸为固体 便于贮存 运 输和使用 对人体不产生危害 对金属腐蚀性小 对金 属碳酸盐 氢氧化物垢均有良好的溶解能力 1 2 1化学清洗工艺 1 1清洗剂制备 氨基磺酸 缓蚀剂 表面活性剂 分散剂 1 2 清洗剂性能 将带锈的挂片置于旋转挂片试验装置中 转速 100 r min 温度为常温 时间4 h 清洗剂浓度分别 为1 000 mg L 1 500 mg L 分别进行试验 结果锈 垢均成片状剥落 除锈率分别为95 48 95 81 当清洗剂浓度为1 000 mg L 常温旋转挂片试 验44 h后 新碳钢挂片腐蚀率1 54 g m2 h 低于 5 g m2 h 的企业标准 两试验表明 清洗剂浓度 1 000 mg L左右即可满足除锈要求 1 3 清洗原理 氨基磺酸除锈 除垢属化学反应过程 反应式如 下 CaCO3 2NH2SO3H Ca NH2SO3 2 H2O CO2 收稿日期 1998 09 18 作者简介 何孔斌 1970 男 安徽枞阳人 工程师 从事化学清洗 水质稳定技术 废水处理技术及防腐材料研究 第15卷 第4期化 学 清 洗Vo1 15 No 4 1999年8月CHEMICAL CLEANINGAug 1999 MgCO3 2NH2SO3H Mg NH2SO3 2 H2O CO2 Mg OH 2 2NH2SO3H Mg NH2SO3 2 2H2O Fe OH 3 3NH2SO3H Fe NH2SO3 3 3H2O 反应生成物易溶于水 使难溶盐变成易溶的氨 基磺酸盐排出系统 1 4 清洗流程 循环水系统清洗流程如图1所示 清洗剂由汇水 道加入 粉状药剂在水流作用下迅速溶解 混合 经泵 抽入系统 循环清洗至终点后大量补水置换清洗废 液 冷冻水系统清洗流程如图2所示 清洗剂经溶解 后注入冷冻液池 经泵加压循环清洗系统至终点 冷却塔塔池汇水道 投药 泵吸水池泵供水管网 热交换器回水管网冷却塔旁路 图1 循环水系统化学清洗流程 冷冻液池 冷冻机 外送泵送水管网 热交换器回水管网 图2 冷冻水系统化学清洗流程 2清洗方法 2 1 清洗配方 循环水 清洗剂800 mg L 1227 150 mg L 铜缓 蚀剂10 mg L 消泡剂20 mg L 分散剂100 mg L 冷冻水 清洗剂1 500 mg L 铜缓蚀剂20 mg L 消泡剂20 mg L 2 2 清洗步骤 循环水系统先进行杀生 剥离处理 适量置换 后 保持水位 一次性投加清洗剂800 mg L 铜缓蚀 剂水溶液20 mg L及 1227 循环清洗 视浊度 泡 沫情况分批投加高效分散剂和消泡剂 冷冻水系统 先转移完冷冻液并冲洗系统至残液 锈泥干净 排 水 清扫冷冻液池 注水建立内外循环 用浓H2SO4 调pH值至4 5左右 再一次性投入1 500 mg L氨 基磺酸清洗剂水溶液 适度分批加消泡剂循环清洗 2 3 清洗终点 总铁曲线趋于平缓为清洗终点 pH值曲线作为 终点辅助判断手段 监测项目及频率为 每2 h测一 次总铁 浊度 Ca2 浓度 每1 h测1次pH值 同时 在汇水道 冷冻液池悬挂带锈挂片 钢件 直接观察 清洗效果 3清洗结果 循环水系统清洗14 h总铁曲线平缓 总铁最高 达28 17 mg L Ca2 浓度 以CaCO3计 上升46 32 mg L pH值由2 5升到3 8 浊度由6 50 mg L升 到18 80 mg L 清洗终点明显 成效显著 清洗阶段 汇水道滤网前堆积团状灰色浮渣 清洗置换阶段pH 值上升快 水质发黄并有棕色絮状物出现 浊度骤然 升到62 54 mg L 汇水道再次堆积灰色浮渣 铁锈 浮渣 经分析 灰色浮渣550 灼烧减量达80 08 主要成分为生物粘泥 冷冻盐水系统清洗12 h 总铁浓度上升趋缓 pH值缓慢上升 现场带锈试片 钢件浮锈消失 结束 清洗时 pH值2 99 总铁44 6 mg L 除锈效果明 显 未出现 黄水 现象 从两个系统化学清洗情况看 氨基磺酸对碳酸 盐类垢清洗效果好 速度快 Ca2 浓度在投药后2 h 即达最高值 对铁锈常温清洗速度较慢 要求时间 长 锈蚀较重的冷冻水系统清洗12 h 总铁仍然有一 定的上升速率 终点不易判断 除垢时产生的气泡带 动部分生物粘泥剥落 其中复配的表面活性剂等增 强了 1227 对粘泥的渗透能力 使系统生物粘泥的 去除取得良好效果 季铵盐对氨基磺酸中碳钢有良 好的缓蚀作用 4 使用 1227 进行剥离处理可不排 尽剥离液 浊度降到适当范围即可转入氨基磺酸清 洗阶段 两系统清洗钝化后 聚合釜釜温控制恢复正 常 实现了长周期运行 全厂循环水系统热交换器 1997年夏季换热正常 冷却效果良好 清洗废液的排放 循环水系统因条件不具备 采 取了大量工业水置换的方式 随pH值上升 出现了 黄水 现象 即铁盐以Fe OH 3形式析出 后来 采 取投加高效分散剂 加快置换速度等手段 控制了铁 化合物的二次沉积 预膜质量良好 4小结 1 氨基磺酸适合含不锈钢 碳钢 铜多种材质系 统的化学清洗 对水垢清洗速度快 效果好 但除锈 速度较慢 清洗时间较长 12 化 学 清 洗第15卷 2 氨基磺酸与 1227 共同作用氨基磺酸可显著 提高对生物粘泥的剥离效果 参考文献 1 聂世凯 循环冷却水系统设备锈垢的化学清洗技术 J 化工防腐蚀 1980 12 6 24 33 2 杨文治 黄魁亢 王 清 等 缓蚀剂 M 北京 化学工业 出版社 1989 65 3 何孔斌 徐 明 赵荣明 氨基磺酸清洗剂的两种清洗方 法 J 工业水处理 1998 18 1 39 40 4 马家骧 滕凤云 蒋建玲 氨基磺酸水溶液中含羟基季铵 盐的缓蚀作用 J 水处理技术 1995 21 2 109 The application of sulfamic acid in industrial recirculating cooling water and freezing water systems He Kongbin Anqing Petrochemical Acrylic Fiber Co Ltd Anhui Anqing 246001 Xu Chao Xiang Yang Suzhou Kexin Anti corrosion Technology Co Ltd Jiangsu Suzhou 215000 Abstract The application of sulfamic acid cleaning agent in industrial recirculating cooling water and freezing water systems are introduced Good cleaning efficiency on carbonate scale slow cleaning speed of rust and good spalling effect to microbiological scale when co treating with 1227 are represented The cleaning agent is su