CN113244776B - 一种硅垢清洗剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种硅垢清洗剂及其制备方法和应用，属于清洗剂技术领域。该技术方案按重量百分比计，包括如下组分：二氯胺20％～30％、醇类化合物5％～10％、柠檬酸2％～5％、表面活性剂0.1％～1％和余量的去离子水。本发明能够应用于反渗透膜清洗中。
Description
技术领域
本发明属于清洗剂技术领域，具体涉及一种硅垢清洗剂及其制备方法和应用。
背景技术
我国的能源结构中以煤炭为主，煤化工的一大特点是耗水量大，所以维持煤化工的生产过程必然会产生大量的污水。而我国的煤炭资源和水资源却呈逆向分布，在煤炭资源丰富的地区，水资源往往十分匮乏。煤化工废水处理后重复利用是未来行业发展大趋势，煤化工废水处理工艺中双膜法处理工艺是最为常见的含盐废水处理工艺。煤化工废水含有大量有机小分子、盐分，其中无机盐离子多以铁、硅、钙、镁等元素为主，这些离子结合水中的悬浮颗粒物容易在反渗透膜表面形成无机盐沉积。
反渗透膜硅垢污染以颗粒硅、胶硅、硅酸盐垢为主，硅质垢难溶于水，极易凝聚，污堵膜元件水流通道，导致系统压差升高。恢复膜性能最好的办法是进行化学清洗，例如采用柠檬酸、盐酸清洗碳酸钙垢，采用EDTA、氢氧化钠清洗胶体颗粒物，用柠檬酸清洗铁污染物。然而目前市面上的清洗剂对硅垢的清洗效果甚微。虽然硅垢溶于氢氟酸，但是反渗透膜耐酸碱性有限，无法将反渗透膜浸泡于氢氟酸中。
发明内容
本发明针对上述反渗透膜硅垢难以清除的技术问题，提出了一种硅垢清洗剂，既能快速、有效地去除硅垢又不伤害反渗透膜。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种硅垢清洗剂，按重量百分比计，包括如下组分：二氯胺20％～30％、醇类化合物5％～10％、柠檬酸2％～5％、表面活性剂0.1％～1％和余量的去离子水。
优选的，所述醇类化合物为聚乙二醇、二乙二醇或乙二醇。
优选的，所述醇类化合物为聚乙二醇。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠或甘胆酸钠。
优选的，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
本发明提供了一种上述任意一项方案所述的硅垢清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将二氯胺、醇类化合物和去离子水混合，得到混合液；
2)将所述混合液与柠檬酸和表面活性剂混合，得到硅垢清洗剂。
本发明提供了一种上述任意一项方案所述的硅垢清洗剂在反渗透膜清洗中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的硅垢清洗剂能够有效清洗硅垢，且清洗耗时短；
2、本发明提供的硅垢清洗剂对反渗透膜损伤小。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种硅垢清洗剂，按重量百分比计，包括如下组分：二氯胺20％～30％、醇类化合物5％～10％、柠檬酸2％～5％、表面活性剂0.1％～1％和余量的去离子水。
本发明提供的硅垢清洗剂中包括二氯胺，所述二氯胺为硅垢清洗剂的20％～30％，优选为23％～26％，更优选为25％。
本发明提供的硅垢清洗剂中包括醇类化合物，所述醇类化合物为硅垢清洗剂的5％～10％，优选为6％～9％，更优选为8％。在本发明中，所述醇类化合物优选为聚乙二醇、二乙二醇或乙二醇，更优选为聚乙二醇。
本发明提供的硅垢清洗剂中包括柠檬酸，所述柠檬酸为硅垢清洗剂的2％～5％，优选为4％。
本发明提供的硅垢清洗剂中包括表面活性剂，所述表面活性剂为硅垢清洗剂的0.1％～1％，优选为0.2％～0.7％，更优选为0.5％。在本发明中，所述表面活性剂优选为十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠或甘胆酸钠，更优选为十二烷基苯磺酸钠。
二氯胺能够清洗硅垢，但二氯胺在水中溶解性很差，浓度达到0.05％时即接近饱和，存在清垢不彻底、反应时间长、环境污染大等问题。本发明提供的硅垢清洗剂将二氯胺与柠檬酸、醇类化合物等进行复配，得到一种复合产物，该产物促进了二氯胺的溶解性，使其溶解度高达30％。同时，该清洗剂一方面通过与成垢金属离子发生螯合作用，形成易溶于水的、比成垢物质本身更加稳定的螯合物，从而达到除垢的目的；另一方面该清洗剂中的表面活性剂，可以渗透到反渗透膜表面，通过改变表面张力的作用，剥离反渗透膜表面的硬垢，使其变成软垢清除。
本发明制备的硅垢清洗剂中二氯胺的浓度可达到20％以上，在实际使用时，当硅垢的厚度较薄，可将本品的硅垢清洗剂进行稀释后再使用，以便节省成本，当硅垢较厚，顽固难清洗时，可直接用本品进行清洗。
本发明对上述二氯胺、醇类化合物、柠檬酸和表面活性剂的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。
本发明提供了一种上述任意一项方案所述的硅垢清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将二氯胺、醇类化合物和去离子水混合，得到混合液；
2)将所述混合液与柠檬酸和表面活性剂混合，得到硅垢清洗剂。
本发明将二氯胺、醇类化合物和去离子水混合，得到混合液。在本发明中，所述混合的方式优选为搅拌。所述搅拌的时间优选为0.5～1h，所述搅拌的转速优选为500～1000r/min。
得到混合液后，本发明将所述混合液与柠檬酸和表面活性剂混合，得到硅垢清洗剂。在本发明中，优选采用滴加的方式将柠檬酸和表面活性剂添加到混合液中。
本发明提供了一种上述任意一项方案所述的硅垢清洗剂在反渗透膜清洗中的应用。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1、将三口烧瓶、搅拌桨等彻底清洗干净，系统密封性检查，确保密封良好，搅拌桨运行正常。
2、向三口烧瓶中加入20.4g二氯胺、5.6g聚乙二醇和70.3gH2O，以500r/min的转速搅拌30min，得到混合液。
3、将3.0g柠檬酸和0.7g十二烷基苯磺酸钠缓慢滴加到上述混合液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到硅垢清洗剂。
实施例2
1、将三口烧瓶、搅拌桨等彻底清洗干净，系统密封性检查，确保密封良好，搅拌桨运行正常。
2、向三口烧瓶中加入30.0g二氯胺、7.3g聚乙二醇和57.7gH2O，以500r/min的转速搅拌30min，得到混合液。
3、将4.0g柠檬酸和1.0g十二烷基苯磺酸钠缓慢滴加到上述混合液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到硅垢清洗剂。
实施例3
1、将三口烧瓶、搅拌桨等彻底清洗干净，系统密封性检查，确保密封良好，搅拌桨运行正常。
2、向三口烧瓶中加入25.0g二氯胺、10.0g乙二醇和57.7gH2O，以500r/min的转速搅拌30min，得到混合液。
3、将2.0g柠檬酸和0.2g甘胆酸钠缓慢滴加到上述混合液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到硅垢清洗剂。
对比例1
除未添加柠檬酸外，其他操作与实施例1完全相同。
对比例2
除未添加聚乙二醇外，其他操作与实施例1完全相同。
对比例3
除未添加十二烷基苯磺酸钠外，其他操作与实施例1完全相同。
对比例4
1、将三口烧瓶、搅拌桨等彻底清洗干净，系统密封性检查，确保密封良好，搅拌桨运行正常。
2、向三口烧瓶中加入15.0g二氯胺、5.6g聚乙二醇和75.7gH2O，以500r/min的转速搅拌30min，得到混合液。
3、将3.0g柠檬酸和0.7g十二烷基苯磺酸钠缓慢滴加到上述混合液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到硅垢清洗剂。
对比例5
1、将三口烧瓶、搅拌桨等彻底清洗干净，系统密封性检查，确保密封良好，搅拌桨运行正常。
2、向三口烧瓶中加入20.4g二氯胺、5.6g聚乙二醇和70.3gH2O，以500r/min的转速搅拌30min，得到混合液。
3、将6.0g柠檬酸和2.0g十二烷基苯磺酸钠缓慢滴加到上述混合液中，以500r/min的转速搅拌1h，得到硅垢清洗剂。
实施例4
将20g二氯胺加入80g水中，同时取实施例1～3及对比例1～5的产品，分别经过3h的恒温搅拌，观察溶解情况，具体结果如表1所示。
表1清洗剂溶解情况
由表1可以看出，本发明制备得到的产品具有良好的水溶性。
实施例5
取宁煤深度污水处理现场反渗透膜表面硅垢，分别称取5g加入到10个透明烧杯中，1#烧杯加入100g水作为空白烧杯，2#烧杯加入100g质量浓度为0.05％的二氯胺溶液(当二氯胺溶液浓度达到0.05％时，再添加二氯胺便难以再溶解)，向3#～7#烧杯中分别依次加入100g对比例1～5的稀释后清洗剂(稀释后的清洗剂中二氯胺的质量浓度为1％)，向8#～10#烧杯中分别依次加入100g实施例1～3的稀释后清洗剂(稀释后的清洗剂中二氯胺的质量浓度为1％)，搅拌均匀后，放置观察垢样溶解情况，具体结果如表2所示。
表2硅垢溶解结果
由表2可以看出，本发明产品对硅垢有优良的去除效果。
实施例6
将三支安装在同一套反渗透系统上的浓水端反渗透膜取下(三支反渗透膜上均积有大量硅垢，且硅垢的含量相当)，编号1#～3#，1#为空白组，2#用实施例1的产品稀释后进行离线清洗(稀释后的清洗液中二氯胺的质量浓度为1％)，3#直接用实施例1的产品原液进行离线清洗，具体结果如表3所示。
表3RO膜清洗结果
| 烧杯/时间 | 2h | 8h | 12h | 24h |
| 1# | 无溶解 | 无溶解 | 无溶解 | 无溶解 |
| 2# | 垢样无溶解 | 垢样溶解5％ | 垢样溶解13％ | 垢样溶解50％ |
| 3# | 垢样溶解60％ | 垢样溶解完全 |
由表3可以看出，当硅垢较厚，顽固难清洗时，用本品高浓度的清洗剂可快速进行清洗。
实施例7
采用反渗透离线清洗设备，对单支RO膜进行化学清洗，用以评判清洗剂对RO膜损伤情况。
选取4支新RO膜，编号1#～4#，1#为空白组，2#～4#RO膜分别用实施例1～3的产品进行离线清洗，调整清洗液浓度，清洗时间控制为2h，清洗压力为0.25Mpa。
清洗后上机检测反渗透膜脱盐率及系统压力变化，结果如表4所示：
表4RO膜情况
由表4可以看出，本发明产品对反渗透膜无不良影响，可保持反渗透膜原脱盐效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种硅垢清洗剂，其特征在于，按重量百分比计，包括如下组分：二氯胺20％～30％、醇类化合物5％～10％、柠檬酸2％～5％、表面活性剂0.1％～1％和余量的去离子水；
所述醇类化合物为聚乙二醇、二乙二醇或乙二醇；
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠或甘胆酸钠。
2.根据权利要求1所述的硅垢清洗剂，其特征在于，所述醇类化合物为聚乙二醇。
3.根据权利要求1所述的硅垢清洗剂，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
4.权利要求1～3任意一项所述的硅垢清洗剂的制备方法，包括如下步骤：
1)将二氯胺、醇类化合物和去离子水混合，得到混合液；
2)将所述混合液与柠檬酸和表面活性剂混合，得到硅垢清洗剂。
5.权利要求1～3任意一项所述的硅垢清洗剂在反渗透膜清洗中的应用。
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