一種溶解碳酸鈣垢的方法
2023-06-11 08:22:56
專利名稱:一種溶解碳酸鈣垢的方法
本發明屬於除垢的方法，確切地說是一種溶解碳酸鈣垢的方法。
在設備管道，尤其是熱交換器的冷卻水側壁上經常沉積水垢，其主要成分是碳酸鈣。現有技術用於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複雜矽酸鹽硫化物的硬垢效果更好，但是無機酸對設備的腐蝕嚴重，使其應用受到限制。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、膨潤土復配的清洗劑，用於清洗新鐵鍋表面的石墨、松菸灰等汙物。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)和氯化鈉等復配而成，用於清洗工業鍋爐和冷卻設備。JP4120286公開了一種用於清除腐蝕產物和垢層的清洗劑，其中的銨鹽組分為氯化銨。
本發明的目的在於提供一種對設備腐蝕性小、清洗速度快的溶解碳酸鈣垢的方法。
本發明提供的溶解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，本發明提供的溶解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，優選200～5000ppm，最優選500～2500ppm。
本發明提供的溶解碳酸鈣垢的方法還包括在水中加入緩蝕劑，可以是本領域通用的緩蝕劑，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、矽酸鈉、亞硝酸鈉等，優選氧化型緩蝕劑矽酸鈉和鉬酸銨。緩蝕劑在水中的加入量可以是0～200ppm，優選10～150ppm。
本發明提供的溶解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，優選10～150ppm。
本發明提供的溶解碳酸鈣垢的方法具有以下優點(1)由於清洗劑為無機銨鹽，對系統PH值影響不大，對設備腐蝕小，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說明本發明提供的溶解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，溶鈣量的測試結果見表1。
實例5～6說明本發明提供的溶解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#標準I型碳鋼片進行預膜，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，矽酸鈉50ppm，丙烯酸、馬來酸和丙磺酸的共聚物(北京林華水質穩定劑廠產品)50ppm。控制溫度為40℃，在旋轉攪拌的情況下，運行5天。試驗結果見表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(北京林華水質穩定劑廠產品)40ppm，試驗結果見表2。實例7本實例為動態模擬實驗，實驗方法參見《冷卻水分析和試驗方法》第三部分「循環冷卻水系統模擬試驗」。
實驗中，先在常溫下對20#碳鋼管用六偏磷酸鈉和氯化鋅預膜，控制pH在6.5～7.0，一天後加入丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物300ppm繼續運轉一天；然後換新鮮北京自來水並加入碳酸鈉和氯化鈣，加熱控制溫差10℃左右，運轉5天，使碳鋼管內部結垢；再加入1000ppm的硫酸銨、分次加入1000ppm硫酸氫銨、50ppm矽酸鈉、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。
實驗結束後測得溶鈣達到611ppm，腐蝕速率38.55mdd，溫差上升3℃，說明本發明提供的溶解碳酸鈣垢的方法完全符合現場使用要求。
表1
表2
權利要求
1.一種溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於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.按照權利要求
1所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說銨鹽選自硫酸銨或硫酸氫銨或二者的混合物。
3.按照權利要求
1或2所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說銨鹽在水中的用量為200～5000ppm。
4.按照權利要求
3所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說銨鹽在水中的用量為500～2500ppm。
5.按照權利要求
1所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說緩蝕劑選自矽酸鈉或鉬酸銨。
6.按照權利要求
1或5所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說緩蝕劑的用量為10～150ppm。
7.按照權利要求
1所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於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.按照權利要求
1或7所述的溶解碳酸鈣垢的方法，其特徵在於所說分散劑的用量為10～150ppm。
專利摘要
本發明涉及一種溶解碳酸鈣垢的方法，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。本發明提供的溶解碳酸鈣垢的方法對設備腐蝕小，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C23F14/02GKCN1081247SQ98117813
公開日2002年3月20日 申請日期1998年8月27日
發明者李本高, 張利強, 王徵, 馬欣 申請人:中國石油化工集團公司, 中國石化集團石油化工科學研究院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (4),