CN106221965A

CN106221965A - 一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂

Info

Publication number: CN106221965A
Application number: CN201610590027.XA
Authority: CN
Inventors: 曹智; 张竞超; 张道军; 张仁春; 袁柏青
Original assignee: Anyang Normal University
Current assignee: Anyang Normal University
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2036-07-26
Also published as: CN106221965B

Abstract

本发明涉及一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，所述的清洗剂由如下质量百分比的原料组成：络合剂：5～30%，沉淀转化剂0.3～3%，表面活性剂0.05～1%，渗透剂0.05～0.5%，碱5～25%，余量为水。本发明提供的清洗剂与GGH积垢同时发生多种化学反应：如络合作用，沉淀转化反应，将积垢溶解或转化为更难溶的其它沉淀；同时在渗透剂与表面活性剂等试剂的协同作用下，促进积垢溶解或以更细小难溶盐的形式分散在溶液中，最终积垢被清洗干净。清洗剂中少量的缓蚀剂（表面活性剂兼具缓蚀功能）可避免GGH元件材料本身遭受清洗剂的腐蚀。

Description

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂

技术领域

本发明涉及一种清洗剂，具体涉及一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂。

背景技术

由于燃煤火力发电厂排放烟气中的SO₂会对环境造成严重污染，石灰石／石膏湿法脱硫工艺在我国大部分燃煤火电厂得到广泛应用。在湿法脱硫工艺中往往设置气―气换热器(Gas-Gas Heater，简称GGH)，GGH是脱硫装置中的重要组成部分。我国燃煤电厂湿法脱硫系统有近一半以上配置了回转再生式GGH。但是GGH在运行中换热元件都会遇到结垢堵塞问题，使热转换效率降低，运行压差增大，严重时造成脱硫装置不能正常运行。因此，必需对GGH进行表面除垢清洗。

GGH堵塞后的清理技术主要有物理清洗和化学清洗。物理清洗主要是借助高压气体吹扫或高压水冲洗的机械清洗，往往除垢不彻底，且对换热元件表面搪瓷有较大损害，缩短设备的使用寿命。化学清洗是使用化学试剂处理换热元件表面垢层，使积垢发生化学或物理变化，达到去除积垢的目的。化学清洗效果优于物理清洗，是目前广泛采用的除垢技术。

化学清洗剂使积垢溶解或变得疏松易于脱落，再配合高压水进行冲洗，具有除垢彻底、对设备无损伤、除垢劳动强度小、有利于恢复生产等优点。但由于GGH积垢具有坚硬难溶、成分复杂等特点，非常难以清洗，国内目前的清洗剂大都存在清洗不彻底、清洗周期长等诸多问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种清洗能力强、不腐蚀设备、对周围环境无影响的用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：络合剂5～30%，沉淀转化剂0.3～3%，表面活性剂0.05～1%，渗透剂0.05～0.5%，碱5～25%，余量为水。

优选的，所述络合剂为EDTA（乙二胺四乙酸）、柠檬酸和羟基乙酸中的任一种或几种。

优选的，所述表面活性剂为CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）、OP-10中任一种或两种。

优选的，所述沉淀转化剂为氟化钠；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

优选的，该清洗剂由如下质量百分比的原料组成：络合剂10～20%，氟化钠0.5～2%，表面活性剂为0.1～0.5%，JFC（脂肪醇聚氧乙烯醚）0.1～0.3%，氢氧化钾10～20%，余量为水。

优选的，该清洗剂由如下质量百分比的原料组成：络合剂15～20%，氟化钠1.5%，表面活性剂为0.2%，脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC）0.2%，氢氧化钾20%，余量为水。

按比例取清洗剂的各原料，混合，搅拌均匀即得所述的用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂。

本发明产生的有益效果是：本发明提供的清洗剂与GGH积垢同时发生多种化学反应：如络合作用，沉淀转化反应，将积垢溶解或转化为更难溶的其它沉淀；同时在渗透剂与表面活性剂等试剂的协同作用下，促进积垢溶解或以更细小难溶盐的形式分散在溶液中，最终积垢被清洗干净。清洗剂中少量的缓蚀剂（表面活性剂兼具缓蚀功能）可避免GGH元件材料本身遭受清洗剂的腐蚀。

附图说明

图1 是石膏经清洗剂浸泡前的扫描电镜图；

图2是石膏经实施例1中的清洗剂浸泡后的扫描电镜图；

图3是石膏经清洗剂浸泡前的X射线衍射图；

图4是石膏经实施例1中的清洗剂浸泡后的X射线衍射图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。

实施例1

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA10%，柠檬酸10%，氟化钠 1.5%，CTAB 0.1%，OP-10 0.1%，JFC 0.2%，氢氧化钾20%，余量为水。

实施例2

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA8%，柠檬酸10%，氟化钠1%，CTAB 0.1%，OP-10 0.1%，JFC 0.15%，氢氧化钾13%，余量为水。

实施例3

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA12%，柠檬酸5%，氟化钠1.5 %，CTAB 0.15%，OP-10 0.2%，JFC 0.2%，氢氧化钾16%，余量为水。

实施例4

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA5%，柠檬酸15%，氟化钠1.5%，CTAB 0.15%，OP-10 0.15%，JFC 0.2%，氢氧化钾22%，余量为水。

实施例5

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA12%，柠檬酸7%，氟化钠1.2%，CTAB 0.15，和OP-10 0.15%，JFC 0.3%，氢氧化钾20%，余量为水。

实施例6

一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，由如下质量百分比的原料组成：EDTA10%，柠檬酸12%，氟化钠1.3%，CTAB 0.1%，OP-10 0.1%，JFC 0.2%，氢氧化钾25%，余量为水。

石膏溶解实验

将建筑用石膏板（主要成分为CaSO₄）分别放入30wt% KOH溶液和实施例1所配制清洗剂中，3小时后观察溶解效果。经观察知，石膏在30wt% KOH溶液中没有显著变化，在清洗剂中发生了明显的溶解、溶胀和坍塌。清洗剂浸泡前后石膏样品的元素百分含量如表1所示：

表1 清洗剂浸泡前后石膏样品的元素百分含量（质量百分比）

。

从表1中数据可见，O和S元素的含量大幅下降，说明大量的CaSO₄ 在络合剂的作用下大部分发生了溶解。但Ca的含量没有减少，反而有所增加，再结合原石膏中只含有微量F，而清洗后石膏中F的含量达到38.11%，说明络合剂虽然与Ca²⁺形成配合物使CaSO₄ 发生了溶解，但Ca²⁺并没有完全进入溶液，还有部分转化为更难溶的CaF₂ 留在残渣中。

扫描电镜（SEM）分析

将经清洗剂（实施例1所配制）浸泡3小时后石膏所余的残渣过滤、洗涤和干燥后所得样品（命名为清洗后石膏）与石膏样品作对比分析。石膏经清洗剂浸泡前的扫描电镜图如图1所示，石膏经实施例1中的清洗剂浸泡后的扫描电镜图如图2所示，由图1和图2可以看出，浸泡前石膏样品呈不规则颗粒状，颗粒较大，大多表面光滑，是石膏经研磨形成的自然解离面。经清洗剂浸泡后石膏样品发生了显著变化，颗粒粒径变小，光滑表面变成细小的球形突起，这种变化是由清洗剂中各种试剂综合作用的结果，络合剂与石膏中的Ca²⁺形成可溶于水的配合物，而腐蚀样品表面，沉淀转化剂中的F^－能与Ca²⁺形成比CaSO₄ 更难溶的CaF₂ 沉淀，上面两种作用的效果使大粒径的CaSO₄ 颗粒变小或转化为粒径更小的CaF₂ 颗粒。颗粒变小转化的同时，在剥离剂与表面活性剂试剂的协同作用下细小颗粒能够稳定地分散在溶液中而不会聚集长大。

X射线衍射（XRD）分析

分别对石膏和清洗后石膏样品进行X射线衍射（XRD）分析，所用仪器型号为UItima 3（日本理学公司）。石膏经清洗剂浸泡前的X射线衍射图如图3所示，石膏经实施例1中的清洗剂浸泡后的X射线衍射图如图4所示。由图3和图4可以看出，清洗后残余物的主要成分为硅酸盐（对应Ca₂₂(SiO₄)₈O₄S₂，JCPDS: 74-0745），同时从图4在约28°，48°，55°出现的三个峰与CaF₂ (JCPDS: 35-0816)相对应，而且这三个峰出现了宽化，说明生成的CaF₂ 的微粒很小，这与前面的结果相一致。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims

1.一种用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于由如下质量百分比的原料组成：络合剂5～30%，沉淀转化剂0.3～3%，表面活性剂0.05～1%，渗透剂0.05～0.5%，碱5～25%，余量为水。

2.如权利要求2所述用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于：所述络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸和羟基乙酸中的任一种或几种。

3.如权利要求1所述用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于：所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、OP-10中任一种或两种。

4.如权利要求1所述用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于：所述沉淀转化剂为氟化钠；所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚；所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

5.如权利要求4所述用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于所述清洗剂由如下质量百分比的原料组成：络合剂10～20%，氟化钠0.5～2%，表面活性剂为0.1～0.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.1～0.3%，氢氧化钾10～20%，余量为水。

6.如权利要求5所述用于湿法脱硫系统气气换热器积垢清洗剂，其特征在于该清洗剂由如下质量百分比的原料组成：络合剂15～20%，氟化钠1.5%，表面活性剂为0.2%，脂肪醇聚氧乙烯醚0.2%，氢氧化钾20%，余量为水。