CN114540822A - 一种除垢组合物及其应用 - Google Patents

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陈益锋
张惠文
姚永丽
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Abstract

本发明属于除垢剂技术领域，特别涉及一种除垢组合物及其应用。本发明提供了一种除垢组合物，以质量份数计，包括以下组分：非挥发性酸10～50份，缓蚀剂0.5～5份，非离子表面活性剂0.5～3份；所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。本发明采用的非挥发性酸对金属腐蚀性弱，同时对金属离子具有络合作用，能促进污垢的溶解，而且非挥发性酸在溶解水垢的过程中会产生二氧化碳气体，能让污垢松动，结合循环水的机械力作用，清洁力度强且清洁效率高；缓蚀剂能延缓非挥发性酸对金属的腐蚀；非离子表面活性剂能提供润湿渗透作用，加速工作液渗透到污垢的内部，增大和污垢的接触面积，加快污垢的溶解。

Description

一种除垢组合物及其应用
技术领域
本发明属于除垢剂技术领域，特别涉及一种除垢组合物及其应用。
背景技术
板式换热器里的工作介质在长期流动的过程中容易结垢，常见的污垢有：钙镁离子形成的水垢，工作介质中含有的灰尘、泥沙和铁锈，有机微生物滋长形成的微生物粘泥等。这些污垢沉积在板式换热器表面，会阻碍介质流动，增大换热器压降，降低换热效率，因此需要定时的对板式换热器进行除垢清洗。
板式换热器整机涉及多种材质，不同材质的除垢清洗使用的试剂不同。例如板式换热器的板片通常采用奥氏体不锈钢、钛及钛合金、镍及镍合金等材料，整机管道的连接部分通常为铜及铜合金。因此，目前的板式换热器除垢清洗通常需要对板式换热器进行拆解，然后依据材质的不同再采用不同的除垢剂分别进行除垢清洗。但即便如此，现有板式换热器清洗技术多采用挥发性的强酸(如盐酸)，虽然除锈除垢迅速，但是对板式换热器的金属材质(如不锈钢)有较强的腐蚀，除垢清洗后重新组装的板式换热器容易产生渗漏，甚至穿孔报废。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种除垢组合物，本发明提供的除垢组合物可针对未拆解的板式换热器整机直接进行除垢清洗，而且对板式换热器腐蚀小、清洁度高。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种除垢组合物，以质量份数计，包括以下组分：
非挥发性酸 10～50份，
缓蚀剂 0.5～5份，
非离子表面活性剂 0.5～3份；
所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。
优选的，所述缓蚀剂包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑、环烷酸咪唑啉和脂肪胺中的一种或多种。
优选的，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、嵌段聚醚、脂肪胺氧化物和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或多种。
优选的，以质量份数计，包括：甲基磺酸40份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪胺聚氧乙烯醚2份。
优选的，以质量份数计，包括：磷酸25.5份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
优选的，以质量份数计，包括：柠檬酸35份，甲基苯并三氮唑0.5份，脂肪胺1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
本发明还提供了上述技术方案所述除垢组合物作为除垢剂在板式换热器清洗中的应用。
优选的，所述应用中，板式换热器清洗时无需进行板式换热器的拆解。
本发明提供了一种除垢组合物，以质量份数计，包括以下组分：非挥发性酸10～50份，缓蚀剂0.5～5份，非离子表面活性剂0.5～3份；所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。
本发明采用的非挥发性酸对金属腐蚀性弱，同时对金属离子具有络合作用，能促进污垢的溶解，而且酸能溶剂锈垢、水垢，在溶解水垢的过程中会产生二氧化碳气体，气体释放能让污垢松动，在循环水的机械力作用下，不溶的泥沙从管壁剥离，清洁力度强且清洁效率高；缓蚀剂能在清洗的时候延缓酸对金属的腐蚀；非离子表面活性剂能提供润湿渗透作用，加速工作液渗透到污垢的内部，增大和污垢的接触面积，加快污垢的溶解。
此外，由于本发明提供的除垢组合物对金属腐蚀性弱，普适性强，清洁力度强且清洁效率高，因此采用本发明提供的除垢组合物进行板式换热器的除垢清洗工作时，无需对板式换热器进行拆解，大大提高了除垢清洗效率、降低了除垢清洗成本。
实施例测试结果表明，本发明提供的除垢组合物清洁力度强、清洁效率高，对金属均基本上无腐蚀。
附图说明
图1为实施例1稀释液的除垢测试效果图；
图2为实施例1稀释液的除垢测试效果图；
图3为实施例1稀释液和250mg/kg硬水按照体积比1：5混合的腐蚀测试效果图；
图4为实施例1稀释液和250mg/kg硬水按照体积比1：10混合的腐蚀测试效果图。
具体实施方式
本发明提供了一种除垢组合物，以质量份数计，包括以下组分：
非挥发性酸 10～50份，
缓蚀剂 0.5～5份，
非离子表面活性剂 0.5～3份；
所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。
在本发明中，若无特殊说明，所述各组分均为本领域技术人员熟知的市售商品。
以质量份数计，本发明提供的除垢组合物包括10～50份非挥发性酸，优选为15～48份，更优选为20～45份，再优选为25～40份。在本发明中，所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。在本发明的实施例中，所述柠檬酸优选为一水柠檬酸。
以非挥发性酸的质量份为基准，本发明提供的除垢组合物包括0.5～5份缓蚀剂，优选为0.6～4份，更优选为0.7～3份，再优选为0.7～2份。在本发明中，所述缓蚀剂优选包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑、环烷酸咪唑啉和脂肪胺中的一种或多种。
以非挥发性酸的质量份为基准，本发明提供的除垢组合物包括0.5～3份非离子表面活性剂，优选为0.6～2.8份，更优选为0.8～2.5份，再优选为1～2份。在本发明中，所述非离子表面活性剂优选包括脂肪醇聚氧乙烯醚、嵌段聚醚、脂肪胺氧化物和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或多种。在本发明的实施例中，所述嵌段聚醚优选为脂肪醇EO-PO嵌段聚醚(脂肪醇环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚醚，商品名为LF221)。
以质量份数计，本发明所述除垢组合物优选包括组分：甲基磺酸40份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪胺聚氧乙烯醚2份。
以质量份数计，本发明所述除垢组合物优选包括组分：磷酸25.5份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
以质量份数计，本发明所述除垢组合物优选包括组分：柠檬酸35份，甲基苯并三氮唑0.5份，脂肪胺1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
本发明还提供了上述技术方案所述除垢组合物作为除垢剂在板式换热器清洗中的应用。
在本发明中，所述应用优选包括：
将所述除垢组合物和水混合，将所得的稀释液进行板式换热器的除垢清洗。
在本发明中，所述除垢组合物和水的体积比优选为1：(1～100)。在本发明中，所述除垢组合物和水的体积比优选根据污垢的严重程度确定，污垢严重程度越高，除垢组合物的含量越高。在本发明中，所述水优选为去离子水和/或硬水。
在本发明中，对板式换热器的除垢清洗优选为无需进行拆解，直接对板式换热器进行整机除垢清洗。
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种除垢组合物及其应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例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。
实施例1
以质量份数计，除垢组合物包括组分：甲基磺酸40份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪胺聚氧乙烯醚2份；其中，采用70wt.％的甲基磺酸水溶液提供甲基磺酸。
以甲基磺酸的质量份为基准，将除垢组合物和56.3份去离子水混合，得到稀释液。
1、除垢测试：将待清洗工件浸没于稀释液中，40℃浸泡30min，清洗效果图见图1，图1中，a为清洗前，b为清洗后。由图1可见，以稀释液在40℃下对工件进行浸泡清洗，可以有效去除工件表面的锈斑。
将待清洗工件浸没于稀释液中，40℃浸泡2h，清洗效果图见图2，图2中，a为清洗前，b为清洗后。由图2可见，以稀释液在40℃下对工件进行浸泡清洗，可以有效去除工件表面的锈斑和污垢。
2、腐蚀测试：将稀释液和250mg/kg硬水(按照GB/T 13174-2008第7.1配制)按照体积比1：5混合，得到二次稀释液；选用304不锈钢、紫铜T2和黄铜H-62为测试金属；将30℃的二次稀释液以0.2m/s的速率分别流过待测金属24h，观察测试金属腐蚀情况，腐蚀情况见图3，图3的左图为304不锈钢，中图为紫铜T2，右图为黄铜H-62，每片测试金属的左侧为腐蚀测试结果后的表面，右侧为腐蚀测试结束后以无水乙醇擦拭后的表面。由图3可见，含本发明提供的除垢组合物的二次稀释液对该三种金属基本无腐蚀。
将稀释液和250mg/kg硬水(按照GB/T 13174-2008第7.1配制)按照体积比1：10混合，得到二次稀释液；选用304不锈钢、紫铜T2和黄铜H-62为测试金属；将30℃的二次稀释液以0.2m/s的速率分别流过待测金属24h，观察测试金属腐蚀情况，腐蚀情况见图4，图4的左图为304不锈钢，中图为紫铜T2，右图为黄铜H-62。由图4可见，含本发明提供的除垢组合物的二次稀释液对该三种金属基本无腐蚀。
将腐蚀测试后的测试金属试片用无水乙醇擦拭，去除表面的缓蚀膜，进行称重；稀释液和250mg/kg硬水在不同体积比下腐蚀失重测试数据见表1。
表1稀释液和250mg/kg硬水在不同体积比下腐蚀失重测试结果
Figure BDA0003517749700000051
由表1可见，采用本发明提供的除垢组合物进行金属(304不锈钢、紫铜T2和黄铜H-62)清洗，对金属基本无腐蚀，推测失重率的变化是由仪器误差造成。
实施例2
以质量份数计，除垢组合物包括组分：磷酸30份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，LF2211份；其中，磷酸由质量百分比浓度为85％的磷酸溶液提供。
实施例3
以质量份数计，除垢组合物包括组分：一水柠檬酸35份，甲基苯并三氮唑1份，脂肪胺1份，LF2211份；其中，甲基苯并三氮唑由质量百分比浓度为50％的甲基苯并三氮唑溶液提供。
按照实施例1的方法，实施例2和实施例3所得除垢组合物进行除垢测试和腐蚀测试，测试结果与实施例1的测试结果类似，清洁力度强、清洁效率高，对金属均基本上无腐蚀。
对比例1
以质量份数计，除垢组合物包括组分：一水柠檬酸5份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，LF2211份；其中，磷酸由质量百分比浓度为85％的磷酸溶液提供。
该对比例中一水柠檬酸添加量太少，导致除垢能力不足，对重垢板式换热器清洗不彻底。
对比例2
以质量份数计，除垢组合物包括组分：一水柠檬酸35份，苯并三氮唑0.1份，环烷酸咪唑啉1份，LF2211份；其中，磷酸由质量百分比浓度为85％的磷酸溶液提供。
该对比例中苯并三氮唑的添加量太少，对金属铜的保护不足，导致腐蚀发生。
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 (8)

1.一种除垢组合物，其特征在于，以质量份数计，包括以下组分：
非挥发性酸10～50份，
缓蚀剂0.5～5份，
非离子表面活性剂0.5～3份；
所述非挥发性酸包括磷酸、氨基磺酸、巯基乙酸、柠檬酸和甲基磺酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的除垢组合物，其特征在于，所述缓蚀剂包括苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑、环烷酸咪唑啉和脂肪胺中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的除垢组合物，其特征在于，所述非离子表面活性剂包括脂肪醇聚氧乙烯醚、嵌段聚醚、脂肪胺氧化物和脂肪胺聚氧乙烯醚中的一种或多种。
4.根据权利要求1～3任一项所述的除垢组合物，其特征在于，以质量份数计，包括：甲基磺酸40份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪胺聚氧乙烯醚2份。
5.根据权利要求1～3任一项所述的除垢组合物，其特征在于，以质量份数计，包括：磷酸25.5份，苯并三氮唑0.7份，环烷酸咪唑啉1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
6.根据权利要求1～3任一项所述的除垢组合物，其特征在于，以质量份数计，包括：柠檬酸35份，甲基苯并三氮唑0.5份，脂肪胺1份，脂肪醇EO-PO嵌段聚醚1份。
7.权利要求1～6任一项所述除垢组合物作为除垢剂在板式换热器清洗中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用中，板式换热器清洗时无需进行板式换热器的拆解。
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