CN113862682A - 一种清洗剂、制备方法及使用其的清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种清洗剂、制备方法及使用其的清洗方法，包括预洗液和清洗液，按重量份计，所述预洗液包括0.4～1.5份盐酸、0.1‑0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸和88‑97份水；按重量份计，所述清洗液包括0.4～0.9份盐酸、0.1‑0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸、0.2～1.0份螯合剂、0.01～0.15份阴离子型表面活性剂、0.5～3.0份稳定剂、0.015～0.03份异塞唑啉酮和84‑96份水；所述螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种。本方案中的清洗剂及清洗方法，对水垢、金属腐蚀产物、污泥、微生物群体及其繁殖所产生的粘泥等有极强的清洗效果，清洗效率和清洗速度较高，方便快捷，减少拆开换热器内密封的板片，避免换热器板片损坏，对换热器板片的腐蚀性较低，延长了换热器的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及清洗剂技术领域，特别涉及一种清洗剂、制备方法及使用其的清洗方法。
背景技术
用水来冷却工艺介质的系统称为冷却水站或冷却水系统，由于其成本低廉，因此该种冷却方式在各大领域被使用的非常广泛。
为了减少用水量及进一步降低运行费用，许多工厂将原有的直流式冷却水站改建为循环式冷却水站，在敞开式的循环冷却水系统中，冷却水通过板式换热器后水温升高成为热水，热水经冷却塔曝气与空气接触，由于水的蒸发散热和接触散热使水温降低，冷却后的水再循环使用。上述敞开式循环冷却水系统，由于在循环过程会蒸发掉一部分水，故需要实时补充一定的新鲜水和排出部分浓缩水，以维持循环冷却水中的含盐量或某一离子含量在额定值以上，冷却水与空气等接触，吸收了大量灰尘、泥水和微生物，含有大量的盐类物质、腐蚀产物、污泥和各种微生物，即使经过处理的冷却水均含有不同程度的溶解固体、气体及各种悬浮物，这些物质的存在会引起诸如沉积、腐蚀、微生物(藻类、菌泥)繁殖等问题。
板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，其具有换热效率高、结构紧凑轻巧、应用广泛及使用寿命长等特点。各种换热器板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换，是液—液、液—汽进行热交换的理想设备，循环冷却水系统运行一段时间后，会在板式换热器冷水端沉积大量的钙、镁碳酸盐垢及微生物淤泥等，这些污垢牢固地附着于换热器表面，导致传热系数降低、循环压力上升，影响机组的运行效率，增加运营成本，造成较大的经济损失。为维护换热器的传热效果，需隔一段时间对换热器板片进行清洗除垢，现有技术中常用稀酸在线清洗换热器板片，但极易造成板片穿孔；也有将每块换热器板片拆卸后用高压水枪冲洗，再用刷子清洁干净，但采用此种清洗方式需耗费大量时间，且再次安装时由于密封不好，常要多次安装，容易导致换热器垫片损坏。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种清洗剂、制备方法及使用其的清洗方法，旨在解决现有的清洗剂容易对换热器板片造成损坏，而其他的清洗方法耗时且拆装困难等技术问题。
为实现上述目的，本申请提出一种清洗剂，包括预洗液和清洗液，按重量份计，所述预洗液包括0.4～1.5份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸和88-97份水；
按重量份计，所述清洗液包括0.4～0.9份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸、0.2～1.0份螯合剂、0.01～0.15份阴离子型表面活性剂、0.5～3.0份稳定剂、0.015～0.03份异塞唑啉酮和84-96份水；
所述螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种。
上述清洗液由水、盐酸、柠檬酸、螯合剂、表面活性剂、缓蚀剂、稳定剂和异塞唑啉酮组成，其中盐酸可溶解换热器板片上的碳酸盐类污垢；柠檬酸则可以抑制细菌的生长，具有除菌效果，且其在清洗液中具有螯合作用，能够清除Fe2+、Ca2+、Mg2+等金属离子。螯合剂能与金属离子以1∶1摩尔比络合，对金属离子有清除效果，螯合剂具体为乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠；异塞唑啉酮在清洗液中起到进一步的杀菌作用，同时其与其他组分复配时还可以促进换热器板片上粘泥的剥离，促进换热器板片的清洁；除此之外，清洗液还添加有阴离子表面活性剂，以改善清洗液的润湿性，具有更好的清洁效果；水作为主要组分可以辅助调节清洗液的PH值，同时便于上述各组分的溶解，通过上述多个组分的协同复配使用，使得清洗液具有较好的清洁效果。
可选地，所述预洗液和所述清洗液的PH值均为1.5～3.0。由于预洗液和清洗液均是对换热器板片进行清洗，因此需要严格控制PH值的大小，当PH值过高时，酸性太小对换热器板片的污垢溶解能力下降，清洁力较差；当PH值过低时，酸性太大，对换热器板片存在腐蚀作用。
可选地，温度50℃时，所述清洗液的表面张力为20.5～25.3达因/厘米。通过上述组分配比制得的清洗液具有较为适宜的表面张力，进一步改善其清洁效果。
可选地，所述缓蚀剂为硫脲和乌洛托品，所述硫脲和所述乌洛托品的重量比为1：(0.75-3)。由于预洗液和清洗液的PH值均较低，因此需要配置复合缓蚀液，防止换热器板片腐蚀，本方案采用硫脲和乌洛托品共同作为缓蚀剂，在换热器板片的表面形成完整的缓蚀膜，腐蚀速率降低，有效的抑制预洗液和清洗液(酸性溶液)对换热器表面的腐蚀。上述硫脲和乌洛托品的重量比控制，可以保证两者的混合后能形成完整的缓蚀膜，又不会由于添加过量，导致在换热器板片上相互吸附，增强亲水性导致缓蚀效果较差。
可选地，所述稳定剂为聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸的至少一种。上述原料作为稳定剂时，也可以起到促进洗涤的效果，在清洗时，换热器板片上沉积有较多碳酸根盐结晶体，上述稳定剂可以抑制碳酸盐等晶粒的生长，起到防止污垢再沉积的作用。
可选地，所述阴离子型表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠。
可选地，所述盐酸的浓度为28-35％，柠檬酸的浓度为97-100％，所述乙二胺四甲叉膦酸活性组分的浓度为93-100％，所述全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为97-100％；所述聚环氧琥珀酸、所述聚天冬氨酸和所述聚丙烯酸的固体含量均为35-45％。
上述组分的浓度限定，可以保证清洗液具有较好的清洁效果，同时不会由于浓度过高导致换热器板片出现过度腐蚀的情况，而固含量的限定，则是为了促使各组分达到最佳的清洗效果。
除此之外，本发明还提出一种上述任一项清洗剂的制备工艺，所述清洗液的制备工艺包括如下步骤：
S1.按重量份，将1/4份水、盐酸、缓蚀剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将1/4份水、柠檬酸、乙二胺四乙酸四钠盐、阴离子型表面活性剂和稳定剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.015～0.03份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加1/2份水后得到所述清洗液；
所述预洗液的制备工艺包括如下步骤：S01.按重量份，将水、盐酸、缓蚀剂和柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。预洗液和清洗液单独制作，互不影响。
除此之外，本发明还提出一种上述任一项清洗剂的清洗方法，包括如下步骤：
S001.用清水对换热器板片进行冲洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片循环清洗20-30min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片循环清洗20-30min，再浸泡20-30min，继续开启清洗泵，用清洗液清洗15-20min，排出清洗废液；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗。
首先对换热器板片用清水进行清洁处理，清除较为容易脱除且尺寸较大的污染物；之后先采用预洗液对换热器板片进行预清洗，再采用清洗液对换热器板片进行完全清理，如此，可以改善换热器板片的清洗效率，降低清洗损伤。
可选地，所述预洗液和所述清洗液的清洗温度均小于60℃。
本申请的清洗剂、制备方法及使用其的清洗方法具有如下有益效果：提供一种换热器的在线清洗方法及清洗剂，对水垢、金属腐蚀产物、污泥、微生物群体及其繁殖所产生的粘泥等有极强的清洗效果，清洗效率和清洗速度较高，方便快捷，减少拆开换热器内密封的板片，避免换热器板片损坏。采用本方案中的清洗剂对换热器板片的腐蚀性较低，延长了换热器的使用寿命。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
在本申请实施例中，一种清洗剂，包括预洗液和清洗液，按重量份计，所述预洗液包括0.4～1.5份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸和88-97份水；所述缓蚀剂为硫脲和乌洛托品，所述硫脲和所述乌洛托品的重量比为1：(0.75-3)；
按重量份计，所述清洗液包括0.4～0.9份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸、0.2～1.0份螯合剂、0.01～0.15份阴离子型表面活性剂、0.5～3.0份稳定剂、0.015～0.03份异塞唑啉酮和84-96份水；
所述螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种，所述稳定剂为聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸的至少一种，所述阴离子型表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠，所述盐酸的浓度为28-35％，所述柠檬酸的浓度为97-100％，所述乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠的浓度为93-100％，所述全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为97-100％；
所述聚环氧琥珀酸,聚天冬氨酸,聚丙烯酸的固体含量均为35-45％。
所述预洗液和所述清洗液的PH值均为1.5～3.0。温度50℃时，所述清洗液的表面张力为20.5～25.3达因/厘米。
除此之外，本发明还提出一种上述任一项清洗剂的制备工艺，所述清洗液的制备工艺包括如下步骤：
S1.按重量份，将1/4份水、盐酸、缓蚀剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将1/4份水、柠檬酸、乙二胺四乙酸四钠盐、阴离子型表面活性剂和稳定剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.015～0.03份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加1/2份水后得到所述清洗液；
所述预洗液的制备工艺包括如下步骤：
S01.按重量份，将水、盐酸、缓蚀剂和柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。
除此之外，本发明还提出一种上述任一项清洗剂的清洗方法，包括如下步骤：
S001.用清水对换热器板片进行冲洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片循环清洗20-30min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片循环清洗20-30min，再浸泡20-30min，继续开启清洗泵，用清洗液清洗15-20min，排出清洗废液，所述预洗液和所述清洗液的清洗温度均小于60℃；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗。
清洗剂配制操作：在配药桶中分别按照步骤S1-S3调配清洗液，按照步骤S01调配预洗液，搅匀使组分溶解完全。
将预洗液和清洗液置入换热器中，先用预洗液对换热器板片进行清洗，清洗20-30min后，用清洗洗净；之后再采用清洗液对换热器板片进行清洗，清洗20-30min后，静置浸泡20-30min，再次用清洗液对换热器板片清洗15-20Min，整个清洗过程需保证温度在60℃以下。本方案可增设控制系统，设置好清洗时间、温度和清洗pH，开启清洗泵对换热器板片进行自动清洗，当清洗时间、温度或清洗pH达到设定值时控制系统会控制清洗泵自动停止清洗，在其他实施例中，也可直接手动操控清洗泵的运行。
以下结合具体实施例对本申请的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例1
(1)制备预洗液：
S01.按重量份，将94.075份的水、0.7份盐酸、0.225份缓蚀剂(0.075份硫脲和0.15份乌洛托品)和5份柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。
(2)制备清洗液：
S1.按重量份，将水、0.6份盐酸、0.225缓蚀剂(0.075份硫脲和0.15份乌洛托品)置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将水、6份柠檬酸、0.5份乙二胺四甲叉膦酸、0.8份全氟壬烯氧基苯磺酸钠和0.8份稳定剂(聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸各一半)置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.02份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加水后得到所述清洗液。
盐酸的浓度为34％，柠檬酸的浓度为100％，乙二胺四甲叉膦酸浓度为96％，全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为99％；聚环氧琥珀酸的固体含量为40％、聚丙烯酸的固体含量为42％。
(3)清洗换热器：
S001.用清水对换热器板片进行清洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片清洗30min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片清洗25min，再浸泡20min，再继续用清洗液清洗20min，排出清洗废液；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗，上述清洗温度均为56℃。
实施例2
(1)制备预洗液：
S01.按重量份，将89.74份的水、0.9份盐酸、0.36份缓蚀剂(0.12份硫脲和0.24份乌洛托品)和9份柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。
(2)制备清洗液：
S1.按重量份，将1/4份水、0.35份盐酸、0.15份缓蚀剂(0.05份硫脲和0.10份乌洛托品)置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将1/4份水、10份柠檬酸、0.85份螯合剂(0.45份乙二胺四甲叉膦酸和0.40份乙二胺四甲叉膦酸钠)、0.01份全氟壬烯氧基苯磺酸钠和0.5份聚环氧琥珀酸置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.028份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加1/2份水后得到所述清洗液。
盐酸的浓度为30％，柠檬酸的浓度为99％，乙二胺四甲叉膦酸浓度为98％，全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为97％；聚环氧琥珀酸的固体含量为38％。
(3)清洗换热器：
S001.用清水对换热器板片进行冲洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片清洗27min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片清洗30min，再浸泡24min，再继续用清洗液清洗15min，排出清洗废液；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗，上述清洗温度均为56℃。
实施例3
(1)制备预洗液：
S01.按重量份，将95.18份的水、0.7份盐酸、0.12份缓蚀剂(0.04份硫脲和0.08份乌洛托品)和4份柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。
(2)制备清洗液：
S1.按重量份，将1/4份水、0.45份盐酸、0.15缓蚀剂(0.05份硫脲和0.10份乌洛托品)置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将1/4份水、3份柠檬酸、0.45份螯合剂(0.35份乙二胺四甲叉膦酸和0.1份乙二胺四甲叉膦酸钠)、0.09份阴离子型表面活性剂和0.6份稳定剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.022份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加1/2份水后得到所述清洗液。
盐酸的浓度为28％，柠檬酸的浓度为97％，乙二胺四甲叉膦酸浓度为100％，全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为99％；聚天冬氨酸的固体含量为40％；聚环氧琥珀酸的固体含量为36％，聚丙烯酸的固体含量为35％。
(3)清洗换热器：
S001.用清水对换热器板片进行清洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片清洗27min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片清洗30min，再浸泡24min，再继续用清洗液清洗15min，排出清洗废液；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗，上述清洗温度均为56℃。
对比例1
本对比例中各项条件与实施例1相同，不同之处在于：不制备预洗液，不进行预洗，清水清洗后直接用清洗液对换热器板片进行清洗。
对比例2
本对比例中各项条件与实施例2相同，不同之处在于：增大柠檬酸、盐酸和稳定剂的用量，使PH降低至0.8。
对比例3
本对比例中各项条件与实施例2相同，不同之处在于：减小柠檬酸、盐酸和稳定剂的用量，使PH增高至4。
对比例4
本对比例中各项条件与实施例1相同，不同之处在于：盐酸的浓度为25％，所述柠檬酸的浓度为95％，全氟壬烯氧基苯磺酸钠的浓度为95％。
对比例5
本对比例中各项条件与实施例1相同，不同之处在于：预洗和清洗温度均为68℃。
对比例6
本对比例中各项条件与实施例1相同，不同之处在于：阴离子表面活性剂磺化琥珀酸二辛酯钠盐。清洁效果不及实施例1-3。
对上述实施例及对比例进行性能测试，其性能检测参数图下表所示：
注：通过目测对换热器板片进行清洗力检测，若目测换热器板片表面无污染物则标记为“√”，若有少量污染物则标记为“◎”，若有大量无污染物(对比清洗前无较大变化)则标记为“×”。
储存稳定性测定方法：选取各清洗剂试样100ml加入透明容器中，常温放置15天，通过目测观察清洗剂的组分析出情况，是否有沉淀存在。
对换热器板片的腐蚀性测定方法：将换热器板片重复30次浸渍于各清洗剂中，每次浸渍时间为40min，观察换热器板片表面的腐蚀情况，记录腐蚀区域的最大尺寸。
从上表可以看出，与对比例相比，本申请的清洗剂对换热器板片具有较好的清洁力，并且对换热器板片的腐蚀影响较小，经过长期储存后清洗剂中的各组分仍可以稳定存在。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是在本申请的发明构思下，利用本申请说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种清洗剂，其特征在于，包括预洗液和清洗液，
按重量份计，所述预洗液包括0.4～1.5份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸和88-97份水；
按重量份计，所述清洗液包括0.4～0.9份盐酸、0.1-0.4份缓蚀剂、3～10份柠檬酸、0.2～1.0份螯合剂、0.01～0.15份阴离子型表面活性剂、0.5～3.0份稳定剂、0.015～0.03份异塞唑啉酮和84-96份水；
所述螯合剂为乙二胺四甲叉膦酸或乙二胺四甲叉膦酸钠中的至少一种。
2.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述预洗液和所述清洗液的PH值均为1.5～3.0。
3.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，温度50℃时，所述清洗液的表面张力为20.5～25.3达因/厘米。
4.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述缓蚀剂为硫脲和乌洛托品，所述硫脲和所述乌洛托品的重量比为1：(0.75-3)。
5.如权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述稳定剂为聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸的至少一种。
6.如权利要求5所述的清洗剂，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂为全氟壬烯氧基苯磺酸钠。
7.如权利要求6所述的清洗剂，其特征在于，所述盐酸的浓度为28-35％，所述柠檬酸的浓度为97-100％，所述螯合剂浓度为93-100％，所述全氟壬烯氧基苯磺酸钠浓度为97-100％；
所述聚环氧琥珀酸、所述聚天冬氨酸和所述聚丙烯酸的固体含量均为35-45％。
8.如权利要求1-7任一项所述清洗剂的制备工艺，其特征在于，所述清洗液的制备工艺包括如下步骤：
S1.按重量份，将1/4份水、盐酸、缓蚀剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液A；
S2.按重量份，将1/4份水、螯合剂、阴离子型表面活性剂和稳定剂置于容器中搅拌均匀，得到混合液B；
S3.将混合液A、混合液B和0.015～0.03份异塞唑啉酮混合后搅拌均匀，加1/2份水后得到所述清洗液；
所述预洗液的制备工艺包括如下步骤：
S01.按重量份，将水、盐酸、缓蚀剂和柠檬酸置于容器中搅拌均匀得到所述预洗液。
9.一种使用如权利要求1-7任一项所述清洗剂的清洗方法，其特征在于，包括如下步骤：
S001.用清水对换热器板片进行冲洗，排出清洗废液；
S002.开启清洗泵，用预洗液对换热器板片循环清洗20-30min，之后用清水冲洗，排出清洗废液；
S003.开启清洗泵，用清洗液对换热器板片循环清洗20-30min，再浸泡20-30min，继续开启清洗泵，用清洗液清洗15-20min，排出清洗废液；
S004.重复步骤S003，直至换热器板片完全洗净，再用清水冲洗。
10.如权利要求9所述的清洗方法，其特征在于，所述预洗液和所述清洗液的清洗温度均小于60℃。
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