專利名稱：一種清洗碳酸鈣垢的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于除垢的方法，確切地說是一種清洗碳酸鈣垢的方法。
在設(shè)備管道，尤其是熱交換器的冷卻水側(cè)壁上經(jīng)常沉積水垢，其主要成分是碳酸鈣。現(xiàn)有技術(shù)用于清除水垢的化合物主要是無機酸和有機酸兩大類。其中無機酸有鹽酸、硫酸、硝酸等，使用最多的是鹽酸。無機酸清洗劑的優(yōu)點是費用低、見效快，特別是對層狀的銅-四氧化三鐵積垢和含有復(fù)雜硅酸鹽硫化物的硬垢效果更好，但是無機酸對設(shè)備的腐蝕嚴(yán)重，使其應(yīng)用受到限制。常見的有機酸有氨基磺酸、EDTA、聚馬來酸、檸檬酸等。有機酸對設(shè)備的腐蝕相對較小，但是它對一些硬垢如碳酸鈣垢的清洗效果不理想，而且有機酸清洗時間長，一般不停車清洗往往需要半個月至一個月。
國內(nèi)外文獻中公開了多種除垢的方法，如，CN1049033A公開了一種硫酸銨、膨潤土復(fù)配的清洗劑，用于清洗新鐵鍋表面的石墨、松煙灰等污物。CN1130599A公開了一種清洗劑，是由有機酸(如氨基磺酸、檸檬酸、丙烯酸)、銨鹽(如硝酸銨、氯化銨)和氯化鈉等復(fù)配而成，用于清洗工業(yè)鍋爐和冷卻設(shè)備。JP4120286公開了一種用于清除腐蝕產(chǎn)物和垢層的清洗劑，其中的銨鹽組分為氯化銨。
本發(fā)明的目的在于提供一種對設(shè)備腐蝕性小、清洗速度快的清洗碳酸鈣垢的方法。
本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法包括將由100～10000ppm選自硫酸銨、硫酸氫銨或過硫酸銨中的一種銨鹽或其混合物、0～200ppm緩蝕劑和0～200ppm分散劑組成的銨鹽加入到含有碳酸鈣垢的水中，攪拌均勻即可。
具體地說，本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法是在含有碳酸鈣垢的水中加入銨鹽。所說銨鹽可以是硫酸銨、硫酸氫銨或過硫酸銨，也可以是其中兩種或兩種以上的混合物，優(yōu)選硫酸銨或硫酸氫銨，或二者的混合物。銨鹽在水中的加入量可以是100～10000ppm，優(yōu)選200～5000ppm，最優(yōu)選500～2500ppm。
本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法還包括在水中加入緩蝕劑，可以是本領(lǐng)域通用的緩蝕劑，如六偏磷酸鈉、2-膦基丁烷-1，2，4三羧酸(PBTCA)、2-羥基膦基乙酸(HPAA)、羥基乙叉二膦酸(HEDP)、鉬酸銨、硅酸鈉、亞硝酸鈉等，優(yōu)選氧化型緩蝕劑硅酸鈉和鉬酸銨。緩蝕劑在水中的加入量可以是0～200ppm，優(yōu)選1～150ppm。
本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法還可以在水中加入分散劑，所說分散劑可以是本領(lǐng)域通用的一些有機聚合物，如丙烯酸、馬來酸和丙磺酸的共聚物，或丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物等。分散劑在水中的加入量可以是0～200ppm，優(yōu)選10～150ppm。
本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法具有以下優(yōu)點(1)由于清洗劑為無機銨鹽，對系統(tǒng)PH值影響不大，對設(shè)備腐蝕小，而且費用低；(2)清洗速度快，一般只需5至7天就能達到很好的除垢效果。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。
溶鈣量和腐蝕速率的測試方法參見《冷卻水分析和試驗方法》(中國石化總公司生產(chǎn)部編)。腐蝕速率的單位是毫克/分米2.天(mdd)。
實例1～4說明本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法的溶鈣效果。實例1在40℃的北京自來水中(含鈣離子100ppm)，加入1000ppm的碳酸鈣粉末，攪拌均勻，加入800ppm硫酸銨，溶鈣量的測試結(jié)果見表1。實例2在40℃的北京自來水中，加入1000ppm的碳酸鈣粉末，攪拌均勻，分次加入1500ppm硫酸氫銨，溶鈣量的測試結(jié)果見表1。實例3在40℃的北京自來水中，加入1000ppm的碳酸鈣粉末，攪拌均勻，加入500ppm的硫酸銨、分多次加入1000ppm硫酸氫銨，溶鈣量的測試結(jié)果見表1。實例4在40℃的北京自來水中，加入1000ppm的碳酸鈣粉末，攪拌均勻，加入1500ppm的硫酸銨，分多次加入500ppm硫酸氫銨，溶鈣量的測試結(jié)果見表1。
實例5～6說明本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法的溶鈣及緩蝕情況。實例5在常溫下用六偏磷酸鈉和氯化鋅對20#標(biāo)準(zhǔn)I型碳鋼片進行預(yù)膜，放入2000mL北京自來水中，在自來水中加入1000ppm的碳酸鈣粉末，攪拌均勻，加入硫酸銨900ppm，硅酸鈉50ppm，丙烯酸、馬來酸和丙磺酸的共聚物(北京林華水質(zhì)穩(wěn)定劑廠產(chǎn)品)50ppm?？刂茰囟葹?0℃，在旋轉(zhuǎn)攪拌的情況下，運行5天。試驗結(jié)果見表2。實例6按照實例5的條件進行實驗，不同的是，加入硫酸氫銨800ppm、鉬酸銨80ppm、丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物(北京林華水質(zhì)穩(wěn)定劑廠產(chǎn)品)40ppm，試驗結(jié)果見表2。實例7本實例為動態(tài)模擬實驗，實驗方法參見《冷卻水分析和試驗方法》第三部分“循環(huán)冷卻水系統(tǒng)模擬試驗”。
實驗中，先在常溫下對20#碳鋼管用六偏磷酸鈉和氯化鋅預(yù)膜，控制pH在6.5～7.0，一天后加入丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物300ppm繼續(xù)運轉(zhuǎn)一天；然后換新鮮北京自來水并加入碳酸鈉和氯化鈣，加熱控制溫差10℃左右，運轉(zhuǎn)5天，使碳鋼管內(nèi)部結(jié)垢；再加入1000ppm的硫酸銨、分次加入1000ppm硫酸氫銨、50ppm硅酸鈉、有效濃度為30ppm的丙烯酸、馬來酸和丙磺酸的共聚物進行5天不停車清洗。
權(quán)利要求
1.一種清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于按如下方式進行將由100～10000ppm選自硫酸銨、硫酸氫銨或過硫酸銨中的一種銨鹽或其混合物、0～200ppm緩蝕劑和0～200ppm分散劑加入到含有碳酸鈣垢的水中，攪拌均勻。
2.按照權(quán)利要求1所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說銨鹽選自硫酸銨或硫酸氫銨或二者的混合物。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說銨鹽在水中的用量為200～5000ppm。
4.按照權(quán)利要求3所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說銨鹽在水中的用量為500～2500ppm。
5.按照權(quán)利要求1所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說緩蝕劑選自硅酸鈉或鉬酸銨。
6.按照權(quán)利要求1或5所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說緩蝕劑的用量為10～150ppm。
7.按照權(quán)利要求1所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說分散劑選自丙烯酸、馬來酸和丙磺酸的共聚物，或丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物。
8.按照權(quán)利要求1或7所述的清洗碳酸鈣垢的方法，其特征在于所說分散劑的用量為10～150ppm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種清洗碳酸鈣垢的方法,是將由100—10000ppm選自硫酸銨、硫酸氫銨或過硫酸銨中的一種銨鹽或其混合物、0—200ppm緩蝕劑和0—200ppm分散劑加入到含有碳酸鈣垢的水中,攪拌均勻即可。本發(fā)明提供的清洗碳酸鈣垢的方法對設(shè)備腐蝕小,費用低,清洗速度快,一般只需5至7天就能達到很好的除垢效果。
文檔編號C02F5/08GK1246548SQ9811781
公開日2000年3月8日 申請日期1998年8月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月27日
發(fā)明者李本高, 張利強, 王征, 馬欣 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石油化工總公司石油化工科學(xué)研究院