RU2203463C1 - Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces - Google Patents
Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203463C1 RU2203463C1 RU2002109432A RU2002109432A RU2203463C1 RU 2203463 C1 RU2203463 C1 RU 2203463C1 RU 2002109432 A RU2002109432 A RU 2002109432A RU 2002109432 A RU2002109432 A RU 2002109432A RU 2203463 C1 RU2203463 C1 RU 2203463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cleaning
- scale
- composition
- water
- product
- Prior art date
Links
Landscapes
- Detergent Compositions (AREA)
- Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к способам растворения смешанной накипи, состоящей из оксидов магния, кальция и железа, силикатов, карбонатов, сульфатов этих металлов, а также органических веществ. The invention relates to the chemical industry, in particular to methods for dissolving mixed scale, consisting of oxides of magnesium, calcium and iron, silicates, carbonates, sulfates of these metals, as well as organic substances.
Известны многочисленные составы и способы, применяемые для очистки теплообменных поверхностей от накипи, предотвращения образования накипи и защиты их от коррозии. В основном используются растворы щелочей и/или кислот при определенных температурных режимах. Numerous compositions and methods are known that are used to clean scale from heat exchange surfaces, to prevent scale formation and to protect them from corrosion. Basically, solutions of alkalis and / or acids are used under certain temperature conditions.
Известен способ удаления отложений сульфата кальция путем обработки раствором щелочи (SU, А, 265003) [1] сначала с концентрацией 35-40%, затем с концентрацией 10-20% при температуре от -1 до +10oС, при этом следует выдерживать четкий температурный режим, причем данным способом хорошо растворяются сульфаты кальция и менее хорошо - силикаты. Кроме того, поскольку используется весьма агрессивное средство - щелочь, встает вопрос об экологической опасности данного реактива и способа его применения как с точки зрения охраны окружающей среды, так и с точки зрения защиты персонала.There is a method of removing deposits of calcium sulfate by treatment with an alkali solution (SU, A, 265003) [1] first with a concentration of 35-40%, then with a concentration of 10-20% at a temperature of from -1 to + 10 o C, while a clear temperature regime, and this method dissolves calcium sulfates well and silicates less well. In addition, since a very aggressive alkali is used, the question arises of the environmental hazard of this reagent and the method of its use both from the point of view of environmental protection and from the point of view of personnel protection.
Известен способ очистки поверхности теплопередачи от накипи путем обработки их кислотсодержащим агентом (SU, А, 286617) [2]. В качестве кислотсодержащего агента применяют водный конденсат, образующийся при производстве синтетических жирных кислот окислением парафинов кислородом воздуха, но данным способом растворяется накипь, содержащая кальциевые и магниевые отложения и не растворяются силикатные отложения и окись кремния. Как и в описанном выше способе, применяемые реактивы представляют опасность с точки зрения загрязнения окружающей среды окружающей среды и отрицательного воздействия на человека. A known method of cleaning the heat transfer surface from scale by treating them with an acid-containing agent (SU, A, 286617) [2]. As an acid-containing agent, water condensate is used, which is formed during the production of synthetic fatty acids by oxidizing paraffins with atmospheric oxygen, but this method dissolves scale containing calcium and magnesium deposits and does not dissolve silicate deposits and silicon oxide. As in the method described above, the reagents used are dangerous from the point of view of environmental pollution and negative effects on humans.
Известен способ удаления и предотвращения образования накипи путем обработки ее раствором смеси минеральных кислот - азотной и фосфорной (SU, А, 317219) [3] , но при данном способе удаления накипи происходит значительная коррозия металла, способ трудоемкий, азотная кислота берется концентрированной, что также связано с определенной степенью опасности, растворение происходит медленно и силикатные отложения при этом растворяются не до конца. There is a method of removing and preventing the formation of scale by treating it with a solution of a mixture of mineral acids - nitric and phosphoric (SU, A, 317219) [3], but with this method of descaling, significant metal corrosion occurs, the method is laborious, nitric acid is taken concentrated, which is also It is associated with a certain degree of danger, dissolution occurs slowly and silicate deposits do not dissolve completely.
В настоящее время все более часто находят применение комплексоны, содержащие фосфоновые группы РО(ОН)2-. Эти соединения характеризуются высокой реакционной способностью, взаимодействуют с большим числом катионов в широком диапазоне рН, образуют прочные комплексные соединения. Особенностью этих комплексонатов является способность влиять на кристаллизацию карбоната кальция, одновременно препятствуя росту кристаллов и предотвращая образование карбонатной накипи. Одним из представителей этой группы является цинкат оксиэтилендифосфоновой кислоты (Zn-ОЭДФ).Nowadays, complexones containing phosphonic groups of PO (OH) 2- find their use more and more often. These compounds are characterized by high reactivity, interact with a large number of cations in a wide pH range, and form strong complex compounds. A feature of these complexonates is the ability to influence the crystallization of calcium carbonate, while preventing the growth of crystals and preventing the formation of carbonate scale. One of the representatives of this group is hydroxyethylene diphosphonic acid zincate (Zn-OEDP).
Известна целая группа составов, в которых используется это соединение, в первую очередь для предотвращения образования накипи (RU, А, 2146232) [4], (RU, А, 2158714) [5]. Механизм защитного действия Zn-фосфонатов объясняется образованием смешанных труднорастворимых комплексных соединений Zn, Fe с ОЭДФ и частичным осаждением Zn(OH)2 на поверхности металла.A whole group of compositions is known in which this compound is used, primarily to prevent the formation of scale (RU, A, 2146232) [4], (RU, A, 2158714) [5]. The protective mechanism of Zn phosphonates is explained by the formation of mixed sparingly soluble complex compounds of Zn, Fe with HEDP and partial deposition of Zn (OH) 2 on the metal surface.
Комплексонаты цинка ингибируют коррозию черных металлов, латуни, алюминия и его сплавов, оказывают защитное действие на цинк и оцинкованную сталь в воде с высокой коррозионной активностью. Однако защитный эффект снижается при наличии железа в воде и продуктов коррозии на поверхности металла. Также следует отметить, что эффективность комплексоната цинка существенным образом зависит от гидродинамических условий применения. Удаление уже образовавшейся накипи происходит трудно, необходимо выдерживать режимы (проходимости, температуры режима и качества подпиточной воды). Zinc complexonates inhibit the corrosion of ferrous metals, brass, aluminum and its alloys, have a protective effect on zinc and galvanized steel in water with high corrosion activity. However, the protective effect is reduced in the presence of iron in water and corrosion products on the metal surface. It should also be noted that the effectiveness of zinc complexonate substantially depends on the hydrodynamic conditions of use. It is difficult to remove the scale that has already formed; it is necessary to withstand the modes (throughput, temperature of the regime and quality of make-up water).
Описанный в [4] состав для ингибирования солеотложения в системах оборотного водоснабжения, включающий действующее вещество и воду, в качестве действующего вещества содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ), соединения цинка, лигносульфонат натрия (ЛСТ) при следующем соотношении компонентов, мас. %: ОЭДФ 15-40 соединение цинка 0,1-7,0 ЛСТ 10-30 вода - остальное. The composition for inhibiting scaling described in [4] for inhibiting scavenging in water recycling systems, including the active substance and water, contains hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP), zinc compounds, sodium lignosulfonate (LST) in the following ratio of components, wt. %: OEDP 15-40 zinc compound 0.1-7.0 LST 10-30 water - the rest.
Описанный в [5] состав отличается включением сульфонат-порошка. The composition described in [5] is distinguished by the inclusion of a sulfonate powder.
Особенностью обоих составов является эффективная работа в части предотвращения отложений, разрушения карбонатных солей на тепломассопередающих поверхностях и в части ингибирования коррозии. При этом состав композиции препятствует ионному обмену железа с кислотной частью реагента. A feature of both compositions is the effective work in terms of preventing deposits, the destruction of carbonate salts on heat and mass transfer surfaces and in terms of corrosion inhibition. Moreover, the composition prevents the ion exchange of iron with the acid part of the reagent.
Наиболее спорным представляется использование составов на основе ОЭДФ, отнесенного к третьему классу опасности по ГОСТ 12.1.007-76, и использующих высокое содержание соединений цинка, с точки зрения экологической безопасности окружающей среды и человека.. The most controversial is the use of compounds based on OEDF, classified in the third hazard class according to GOST 12.1.007-76, and using a high content of zinc compounds, from the point of view of environmental safety of the environment and humans ..
При длительном поступлении в организм ОЭДФ продукт способен вызывать понижение артериального давления и антитоксической функции печени, повышать активность холинэстеразы крови, изменять белковообразовательную функцию печени. Вызывает глубокое поражение кожи вплоть до изъязвления, воспаление слизистой и помутнение роговицы глаза. Не проявляет сенсибилизационных свойств, обладает умеренно выраженной способностью к кумуляции. Опасность острых отравлений продуктом в условиях производства маловероятна. With prolonged intake of OEDP into the body, the product can cause a decrease in blood pressure and antitoxic function of the liver, increase the activity of blood cholinesterase, and change the protein-forming function of the liver. Causes deep skin damage up to ulceration, inflammation of the mucous membrane and clouding of the cornea of the eye. It does not exhibit sensitization properties, has a moderately pronounced ability to cumulate. The danger of acute product poisoning under production conditions is unlikely.
Цинковый комплекс ОЭДФ токсичен при попадании вовнутрь, слабо раздражает кожу и слизистую оболочку глаз. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 5 мг/м3, класс опасности - IV по ГОСТ 12.1.007 (малоопасное вещество). ПДК в воде культурно-бытового и хозяйственно-питьевого пользования - 5 мг/дм3, в воде рыбохозяйственного назначения - 1 мг/дм3.OEDP zinc complex is toxic when ingested, slightly irritates the skin and mucous membranes of the eyes. The maximum permissible concentration in the air of the working area is 5 mg / m 3 , hazard class IV according to GOST 12.1.007 (low-hazard substance). MPC in water for cultural, domestic and drinking water use is 5 mg / dm 3 , in fishery water - 1 mg / dm 3 .
Во втором известном составе [5], который также содержит действующее вещество и воду, несколько снижено процентное содержание ОЭДФ и соединений цинка, однако описанные выше недостатки полностью не устранены. In the second known composition [5], which also contains the active substance and water, the percentage of HEDP and zinc compounds is slightly reduced, however, the disadvantages described above are not completely eliminated.
Оба состава в части их использования и хранения относится к категории умеренно опасных. Пролитый продукт нейтрализуется гашеной известью, поташом или содой с последующим смывом его водой в канализацию. Утилизация продукта не требуется. В процессе окисления в воде оборотных циклов образуются нерастворимые в воде фосфаты кальция, органические вещества окисляются в анаэробном процессе биоокисления до СО2 (углекислоты). Количество образующихся в воде оборотного цикла продуктов деструкции 1 кг продукта (нерастворимых фосфатов кальция) - 0,13 кг. Фосфаты кальция утилизируются совместно с технологическими шламами, выделенными в отстойниках водооборотных циклов.Both compounds regarding their use and storage are classified as moderately hazardous. Spilled product is neutralized with slaked lime, potash or soda, followed by flushing it with water into the sewer. Product disposal is not required. In the process of oxidation in water of reverse cycles, calcium phosphates insoluble in water are formed, organic substances are oxidized in the anaerobic process of biooxidation to CO 2 (carbon dioxide). The amount of degradation products formed in the water of the reverse cycle of 1 kg of product (insoluble calcium phosphates) is 0.13 kg. Calcium phosphates are disposed of together with the technological sludge released in the sumps of the water cycle.
Известен способ химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования (RU, А, 2166718) [6], заключающийся в определении количественного и качественного состава отложений, времени полной очистки tп для выбранной моющей композиции и подаче ее в тракты. В тракте моющую композицию выдерживают в течение (0,4-0,6) времени полной очистки и затем удаляют ее с растворенными в ней отложениями. После этого тракт промывают водой с нейтрализацией, а после нейтрализации в тракты подают водную эмульсию поверхностно-активного вещества и выдерживают, контролируя при этом концентрацию поверхностно-активного вещества. При снижении ее до установившегося значения водную эмульсию поверхностно-активного вещества удаляют.A known method of chemical cleaning from deposits of surfaces of thermal power equipment (RU, A, 2166718) [6], which consists in determining the quantitative and qualitative composition of deposits, the time of complete cleaning t p for the selected detergent composition and its supply to the tracts. In the tract, the detergent composition is kept for (0.4-0.6) time for complete cleaning and then it is removed with deposits dissolved in it. After that, the tract is washed with water with neutralization, and after neutralization, an aqueous emulsion of a surfactant is fed into the tracts and maintained, while controlling the concentration of the surfactant. By reducing it to a steady state, the aqueous emulsion of a surfactant is removed.
Этот способ предполагает многоступенчатую процедуру очистки с использованием не только моющего раствора, но и воды для дополнительной промывки, нейтрализации и обработки эмульсией поверхностно-активного вещества, что определяет его относительно высокую стоимость и трудоемкость. Кроме того, промывка производится в статическом режиме, а при каждой новой операции тракт должен очищаться и затем вновь заполняться соответствующей рабочей жидкостью, что ведет к значительным затратам времени и, следовательно, длительному простою оборудования. This method involves a multi-stage cleaning procedure using not only a washing solution, but also water for additional washing, neutralizing and treating a surfactant with emulsion, which determines its relatively high cost and laboriousness. In addition, the flushing is carried out in a static mode, and with each new operation, the path must be cleaned and then refilled with the appropriate working fluid, which leads to a significant investment of time and, therefore, long downtime of the equipment.
Известен способ очистки паровых котлов от отложений (RU, А, 2150645) [7] путем разрыхления накипи щелочным раствором при 90oС, отмывки щелочи водой, промывки 5%-ной соляной кислотой при 50oС, содержащей ингибиторы коррозии, отмывки водой и пассивации, отличающийся тем, что щелочной раствор содержит 5% Nа3РО4 и 5% Nа2СО3, кислота ингибирована 1,0% уротропина, 0,02% каптакса и 0,1-0,2% В2 и включает 5%-ный раствор хлористого аммония. Промывку кислотой проводят посредством циркуляции по трубному пространству со скоростью 1 м/с. Для отмывки используется обессоленная вода.A known method of cleaning steam boilers from deposits (RU, A, 2150645) [7] by loosening scale with an alkaline solution at 90 ° C, washing alkali with water, washing with 5% hydrochloric acid at 50 ° C, containing corrosion inhibitors, washing with water and passivation, characterized in that the alkaline solution contains 5% Na 3 PO 4 and 5% Na 2 CO 3 , the acid is inhibited by 1.0% urotropin, 0.02% Captax and 0.1-0.2% B2 and includes 5% ammonium chloride solution. The acid washing is carried out by circulation through the pipe space at a speed of 1 m / s. Desalted water is used for washing.
Этот способ, как и описанный выше [6], включает многоступенчатый процесс очистки с использованием щелочи, кислоты и обессоленной воды при повышенных температурах на некоторых операциях очистки, причем промывку кислотой проводят при циркуляции раствора по трубопроводу с фиксированной скоростью. This method, as described above [6], involves a multi-stage purification process using alkali, acid and demineralized water at elevated temperatures in some cleaning operations, and washing with acid is carried out by circulating the solution through a pipeline at a fixed speed.
Можно предположить, что суммарное время очистки будет несколько ниже, чем при использовании описанного выше способа [6] со статичным режимом очистки. Однако указанная в [7] фиксированная скорость не обеспечивает наиболее эффективного использования этого способа, поскольку скорость протекания жидкости по трубопроводу зависит от рабочего диаметра труб и толщины слоя накипи. Кроме того, от динамики процесса очистки и состава накипи зависит время операции. Обеспечение и поддержание указанной скорости в продолжении всей операции, например при относительно толстом слое легкорастворимой накипи и относительно небольшом диаметре труб, может вызвать в некоторых случаях необоснованно большой расход энергии. В тех случаях, когда слой накипи относительно тонкий, а диаметры труб относительно большие, скорость протекания жидкости, также с точки зрения энергозатрат на ее обеспечение, может указаться чрезмерной. В то же время, если очистку желательно провести в относительно короткие сроки, может потребоваться и увеличение скорости. It can be assumed that the total cleaning time will be slightly lower than when using the method described above [6] with a static cleaning mode. However, the fixed speed indicated in [7] does not provide the most efficient use of this method, since the rate of fluid flow through the pipeline depends on the working diameter of the pipes and the thickness of the scale layer. In addition, the operation time depends on the dynamics of the cleaning process and the composition of the scale. Ensuring and maintaining the indicated speed throughout the entire operation, for example, with a relatively thick layer of easily soluble scale and a relatively small pipe diameter, can in some cases cause unreasonably high energy consumption. In cases where the scale layer is relatively thin, and the diameters of the pipes are relatively large, the flow rate of the liquid, also from the point of view of energy consumption for its provision, may be excessive. At the same time, if cleaning is desired in a relatively short time, an increase in speed may be required.
Задачей настоящего изобретения является создание такого состава для удаления накипи, который бы не вызывал коррозии металла и являлся бы безопасным при использовании, хранении и утилизации как для окружающей среды, так и для персонала. Другой задачей настоящего изобретения является создание способа, обеспечивающего возможность выбора наиболее эффективного режима удаления накипи при использовании выбранного состава. The present invention is the creation of such a composition for removing scale, which would not cause corrosion of the metal and would be safe to use, store and dispose of both the environment and personnel. Another objective of the present invention is to provide a method that allows you to select the most effective mode of descaling using the selected composition.
Поставленная задача решается тем, что состав для удаления накипи с внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования, включающий действующее вещество и воду, в соответствии с изобретением в качестве действующего вещества содержит продукт окислительно-гидролитической деструкции (ОГД) биогенных отходов, содержащий гуминовые вещества, при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Продукт ОГД биогенных отходов - 0,2-1,0
Вода - Остальное
В результате окислительно-гидролитической деструкции биогенных отходов получают продукт, который представляет собой гуминовые вещества. Гуминовые вещества обладают свойствами поверхностно-активных веществ и способностью образовывать внутрикомплексные соединения. Эти свойства использовались, например, в составе для удаления продуктов коррозии с поверхности металлических изделий (RU, А, 2063480) [8]. Однако в известном составе гуминовые вещества играли только вспомогательную роль, а основная отводилась таким традиционным для технологий очистки веществам, как ортофосфорная кислота.The problem is solved in that the composition for descaling from the inner surfaces of thermal power equipment, including the active substance and water, in accordance with the invention as the active substance contains the product of oxidative-hydrolytic degradation (OGD) of biogenic waste containing humic substances, in the following ratio of components , weight.%:
Product OGD biogenic waste - 0.2-1.0
Water - Else
As a result of the oxidative-hydrolytic destruction of biogenic waste, a product is obtained that is a humic substance. Humic substances possess the properties of surface-active substances and the ability to form intra-complex compounds. These properties were used, for example, in the composition for removing corrosion products from the surface of metal products (RU, A, 2063480) [8]. However, in the known composition, humic substances played only an auxiliary role, and the main part was assigned to such substances traditional for cleaning technologies as phosphoric acid.
Концентрация продукта ОГД выбрана экспериментально. При концентрациях как превышающих 1,0%, так и меньших 0,5% эффективность действия заявленного состава снижается, а время, необходимое для полной очистки оборудования от накипи, увеличивается. The concentration of the OGD product was chosen experimentally. At concentrations both exceeding 1.0% and less than 0.5%, the effectiveness of the claimed composition decreases, and the time required for complete descaling of the equipment increases.
Авторы заявляемого изобретения обнаружили неожиданный эффект, заключающийся в том, что при относительно низкой концентрации продукта ОГД биогенных веществ, содержащем гуминовые вещества в водном растворе, заявленный состав обладает высокой эффективностью при удалении накипи с внутренних поверхностей теплоэнергетического оборудования. При этом заявленный состав с указанной низкой концентрацией продукта ОГД, содержащего гуминовые вещества, обладает чрезвычайно низкой токсичностью, не пожароопасен, не требует специальных условий хранения, не обладает кожно-раздражающим действием. Отработанный состав не требует специальных мер по утилизации. The inventors of the claimed invention found an unexpected effect, namely, that at a relatively low concentration of the product of the OGD of nutrients containing humic substances in an aqueous solution, the claimed composition is highly effective in removing scale from the inner surfaces of thermal power equipment. Moreover, the claimed composition with the indicated low concentration of the OGD product containing humic substances has extremely low toxicity, is not fire hazardous, does not require special storage conditions, and does not have a skin-irritating effect. The waste composition does not require special disposal measures.
Гуминовые вещества представляют собой дифильные соединения, что обуславливает их поверхностно-активные свойства. Поэтому, находясь в растворе, гуминовые вещества распределяются по границам фаз, т.е. по поверхности накипи, и образуют мономолекулярный слой, в котором гуминовые вещества ориентируются таким образом, что гидрофильная часть гуминовых веществ оказывается обращена к поверхности накипи. Гидрофильная часть гуминовых веществ обусловлена наличием комплекса функциональных групп. Сочетание кислородсодержащих групп (карбоксильных, фенольных и пр.) и основных групп (аминных, амидных и пр.) определяет комплексонообразующую способность гуминовых веществ. Humic substances are diphilic compounds, which determines their surface-active properties. Therefore, being in solution, humic substances are distributed along phase boundaries, i.e. on the surface of the scale, and form a monomolecular layer in which the humic substances are oriented in such a way that the hydrophilic part of the humic substances is facing the surface of the scale. The hydrophilic part of humic substances is due to the presence of a complex of functional groups. The combination of oxygen-containing groups (carboxyl, phenolic, etc.) and basic groups (amine, amide, etc.) determines the complexing ability of humic substances.
Как уже упоминалось, предлагаемый состав наиболее эффективен при указанных концентрациях продукта ОГД, содержащего гуминовые вещества. Механизм действия этого явления недостаточно ясен, однако авторы предполагают, что он определяется поверхностно-активными свойствами гуминовых веществ. При уменьшении концентрации гуминовых веществ ниже указанного предела на поверхности слоя накипи не образуется мономолекулярный слой гуминовых веществ, а при повышении концентрации выше верхнего предела образуются структурированные коллоидные мицеллы. В обоих случаях снижается количество образующихся комплексов и тем самым снижается эффективность процесса. As already mentioned, the proposed composition is most effective at the indicated concentrations of the OGD product containing humic substances. The mechanism of action of this phenomenon is not clear enough, however, the authors suggest that it is determined by the surface-active properties of humic substances. With a decrease in the concentration of humic substances below the specified limit, a monomolecular layer of humic substances does not form on the surface of the scum layer, and with an increase in concentration above the upper limit, structured colloidal micelles are formed. In both cases, the number of complexes formed decreases and, thereby, the efficiency of the process decreases.
Другая поставленная задача решается тем, что в способе химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования составом для удаления накипи, включающем определение времени полной очистки для выбранного состава, в соответствии с изобретением очистку проводят при соблюдении гидродинамического режима, параметры которого для исходного диаметра промываемых труб определяют перед промывкой, а очистку осуществляют при температуре промывной жидкости 70±10oС при постоянной циркуляции в течение указанного времени полной очистки.Another task is solved in that in the method of chemical cleaning of deposits of surfaces of thermal power equipment with a descaling composition, including determining the time of complete cleaning for the selected composition, in accordance with the invention, the cleaning is carried out subject to the hydrodynamic regime, the parameters of which for the initial diameter of the washed pipes are determined before washing, and cleaning is carried out at a temperature of the washing liquid 70 ± 10 o With constant circulation for the specified time oh cleaning.
Благодаря тому, что перед началом очистки проводят определение параметров гидродинамического режима для конкретного состава накипи, ее количества, свободного диаметра очищаемых труб на начало процесса очистки, обеспечивается возможность выбора наиболее эффективных для конкретных условий режимов процесса очистки. Как показали проведенные эксперименты, в указанном диапазоне температур при постоянной циркуляции очистной жидкости происходит растворение и/или разрушение большинства известных видов накипи. В том случае, если температура промывной жидкости ниже указанного нижнего предела, резко снижается эффективность растворения и/или разрушения слоя накипи и соответственно повышается время, необходимое для полной очистки. Повышение температуры выше верхнего предела нецелесообразно с точки зрения необоснованного увеличения энергозатрат и, кроме того, вызывает инактивацию гуминовых веществ. Due to the fact that before the start of cleaning, the hydrodynamic regime parameters are determined for a specific scale composition, its quantity, free diameter of the pipes to be cleaned at the beginning of the cleaning process, it is possible to select the most effective cleaning process modes for specific conditions. As the experiments showed, in the indicated temperature range with constant circulation of the treatment liquid, most of the known scale types are dissolved and / or destroyed. In the event that the temperature of the washing liquid is lower than the specified lower limit, the efficiency of dissolution and / or destruction of the scale layer decreases sharply and, accordingly, the time required for complete cleaning increases. Raising the temperature above the upper limit is impractical from the point of view of an unreasonable increase in energy consumption and, in addition, causes the inactivation of humic substances.
Как указано выше, в соответствии с заявляемым изобретением для получения состава для удаления накипи используется продукт окислительно-гидролитической деструкции биогенных отходов, содержащий гуминовые вещества. В качестве биогенных отходов могут использоваться: сапропель и другие донные отложения (илы), осадки очистных сооружений, лигнин (отход гидролизной промышленности), отходы животноводства и птицеводства, предварительно гидролизованные в кислой среде растительные отходы сельского и лесного хозяйства и отходы пищеперерабатывающей промышленности. As indicated above, in accordance with the claimed invention, a product of oxidative-hydrolytic degradation of biogenic waste containing humic substances is used to obtain a descaling composition. The following can be used as biogenic waste: sapropel and other bottom sediments (silts), sewage treatment plants, lignin (waste from the hydrolysis industry), livestock and poultry waste, plant and agricultural waste previously hydrolyzed in an acidic environment, and food processing industry waste.
Продукт окислительно-гидролитической деструкции (далее продукт ОГД) биогенных отходов, содержащий гуминовые вещества, может быть получен любым известным способом. The product of oxidative-hydrolytic degradation (hereinafter the product of OGD) of biogenic waste containing humic substances can be obtained by any known method.
Например, при использовании им в качестве источника сырья иловых осадков сточных вод может быть использован способ, описанный в (RU,A, 2081857) [9]. В этом случае предварительно сгущенные иловые осадки вначале подвергают тепловой обработке, а потом обрабатывают щелочью и кислородосодержащим газом, например компримированным воздухом. For example, when he uses sewage sludge as a source of raw materials, the method described in (RU, A, 2081857) can be used [9]. In this case, the pre-thickened sludge sludge is first subjected to heat treatment, and then treated with alkali and oxygen-containing gas, for example compressed air.
При использовании в качестве источника сырья природных веществ (сапропеля, торфа, донных отложений и др.) может быть использован способ, описанный в (RU, А, 2178777) [10]. В этом случае гумифицированный материал обрабатывают щелочным раствором в нормальных условиях в присутствии комплексона, а затем проводят окисление кислородом воздуха путем перемешивания реакционной массы в течение установленного времени. When using natural substances (sapropel, peat, bottom sediments, etc.) as a source of raw materials, the method described in (RU, A, 2178777) can be used [10]. In this case, the humified material is treated with an alkaline solution under normal conditions in the presence of complexon, and then oxidation with oxygen by air is carried out by stirring the reaction mass for a specified time.
Затем полученные тем или иным способом продукты ОГД подвергают сушке. Then the products of OGD obtained in one way or another are subjected to drying.
При использовании в качестве сырья биогенных отходов в составе продукта ОГД получают гуминовые вещества с развитой алифатической частью, которые, как показали опыты, наиболее эффективны для использования в составе для удаления накипи. When biogenic waste is used as a raw material in the OGD product, humic substances with a developed aliphatic part are obtained, which, as shown by experiments, are most effective for use in the descaling composition.
Для получения состава для удаления накипи продукт ОГД растворяют в воде в количестве 0,2-1,0 вес.%. To obtain a composition for descaling, the OGD product is dissolved in water in an amount of 0.2-1.0 wt.%.
Затем определяют гидродинамический режим и время очистки. Для этого отобранный с очищаемой поверхности образец накипи помещают в лабораторный сосуд. Образец изготавливают путем прессования порошка, отобранного с очищаемой поверхности. Наиболее достоверными получаются результаты, если порошок спрессован, например, внутри металлического кольца. Затем образец заливают заявленным составом для удаления накипи и перемешивают с помощью механической мешалки в течение установленного времени при заданной температуре. При этом фиксируют скорость перемешивания. Гидродинамический режим определяют с помощью критериев Рейнольдса, используя для определения гидродинамического режима промывки теорию гидродинамического подобия. При расчете скорости истечения жидкости в качестве исходного значения диаметра трубы применяют значение диаметра свободного отверстия, т.е. используемая при расчете величина представляет собой номинальный внутренний диаметр трубы минус двойная толщина слоя накипи. Как показали проведенные эксперименты, расчетная скорость истечения оказывается в пределах 3-6 м/с. Then determine the hydrodynamic regime and the cleaning time. To do this, the scale sample taken from the surface to be cleaned is placed in a laboratory vessel. A sample is made by pressing a powder taken from a surface to be cleaned. The most reliable results are obtained if the powder is compressed, for example, inside a metal ring. Then the sample is poured with the declared composition for descaling and mixed using a mechanical stirrer for a set time at a given temperature. In this case, the mixing speed is fixed. The hydrodynamic regime is determined using the Reynolds criteria, using the theory of hydrodynamic similarity to determine the hydrodynamic washing regime. When calculating the flow rate of the liquid, the value of the diameter of the free hole, i.e. the value used in the calculation is the nominal internal diameter of the pipe minus the double thickness of the scale layer. As the experiments showed, the calculated flow velocity is in the range of 3-6 m / s.
После этого промываемую систему заполняют раствором для удаления накипи, нагревают до температуры 70±10oС, и промывают путем непрерывной замкнутой циркуляции раствора при выбранной скорости в течение выбранного времени.After that, the washed system is filled with a descaling solution, heated to a temperature of 70 ± 10 o C, and washed by continuous closed circulation of the solution at a selected speed for a selected time.
Как уже упоминалось, гуминовые вещества обладают способностью образовывать внутрикомплексные соединения с металлами. При этом гуминовые вещества образуют с кальцием, магнием и железом растворимые соединения, которые переходят в раствор, а прочность слоя накипи резко уменьшается. Благодаря поверхностно-активным свойствам гуминовых веществ они всегда будут образовывать мономолекулярный слой на поверхности накипи, в силу чего скорость разрушения накипи будет относительно высокой. Под действием потока жидкости будет происходить механическое разрушение разрыхленного слоя накипи. Отделившиеся от слоя накипи или поверхности трубы крупные частицы нерастворенных или нерастворимых образований подхватываются потоком жидкости и выносятся из трубопровода. После выхода из системы очищающая жидкость с частицами накипи попадает в сборник-отстойник, в котором крупные частицы оседают на дно. Из верхней части отстойника раствор отбирается и вновь направляется в систему для промывки. As already mentioned, humic substances have the ability to form complex compounds with metals. In this case, humic substances form soluble compounds with calcium, magnesium and iron, which pass into solution, and the strength of the scale layer decreases sharply. Due to the surface-active properties of humic substances, they will always form a monomolecular layer on the scale surface, due to which the rate of scale destruction will be relatively high. Under the action of the fluid flow, mechanical destruction of the loosened scale layer will occur. Large particles of insoluble or insoluble formations separated from the scale layer or the pipe surface are picked up by the fluid stream and carried out of the pipeline. After exiting the system, the cleaning liquid with scale particles enters the collection tank, in which large particles settle to the bottom. From the upper part of the sump, the solution is collected and re-routed to the flushing system.
Следует отметить, что, поскольку заявленный раствор не только не обладает коррозионными свойствами, но и в некоторой степени обладает пассивирующими и ингибирующими коррозию свойствами, после окончания очистки труб не требуется промывки чистой водой. It should be noted that, since the claimed solution not only does not have corrosive properties, but also to some extent possesses passivating and corrosion inhibiting properties, after the pipe has been cleaned, washing with clean water is not required.
По окончании установленного времени полной очистки целесообразно дополнительно проконтролировать качество очистки. Это можно сделать как визуально, так и, например, путем контроля давления на выходе из циркуляционного насоса. Давление по сравнению с начальным периодом очистки должно быть ниже и в течение некоторого времени должно оставаться неизменным. At the end of the set time for complete cleaning, it is advisable to additionally monitor the quality of cleaning. This can be done both visually and, for example, by controlling the pressure at the outlet of the circulation pump. Compared to the initial cleaning period, the pressure should be lower and should remain unchanged for some time.
Отработанный раствор не представляет опасности для окружающей среды и не требует особых мер по утилизации. Отработанный раствор относится к легкоокисляемым "биологически мягким" продуктам (биоразлагаемость более 70%) и может при разбавлении до содержания 0,05% продукта ОГД сбрасываться в водоемы рыбохозяйственного и питьевого назначения. The spent solution is not harmful to the environment and does not require special disposal measures. The spent solution refers to easily oxidizable “biologically soft” products (biodegradability of more than 70%) and can, when diluted to a content of 0.05% of the OGD product, be discharged into fishery and drinking water bodies.
В процессе опытов при составе накипи 15% - СаSiO3, 60% - СаСО3, 20% - МgСО3, 5% - Fе2О3 и толщине слоя накипи около 4,5 мм, внутреннем диаметре труб 18,75 мм и скорости истечения 3,5 м/с промывку проводили в течение 72 часов. Для сравнения: при отмывке кислотой с учетом последующей промывки процесс очистки труб занимает около 168 часов.During the experiments, with a scale composition of 15% - CaSiO 3 , 60% - CaCO 3 , 20% - MgCO 3 , 5% - Fe 2 O 3 and a scale layer thickness of about 4.5 mm, the inner diameter of the pipes 18.75 mm and speed after 3.5 m / s, washing was performed for 72 hours. For comparison: when washing with acid, taking into account the subsequent washing, the process of cleaning the pipes takes about 168 hours.
Следует отметить, что при визуальном контроле после проведения очистки на поверхности труб заметно появление пленки гуминовых веществ, что, по мнению заявителя, свидетельствует о выраженных свойствах заявленного состава предохранять металлические поверхности от образования накипи и коррозии. Таким образом, заявленный состав может применяться для обработки теплоагрегатов до начала их использования с целью предотвращения образования накипи в процессе эксплуатации. It should be noted that during visual inspection after cleaning, a film of humic substances is noticeable on the pipe surface, which, according to the applicant, indicates the pronounced properties of the claimed composition to protect metal surfaces from scale formation and corrosion. Thus, the claimed composition can be used for processing heat units prior to their use in order to prevent the formation of scale during operation.
Claims (1)
Продукт ОГД биогенных отходов - 0,2 - 1,0
Вода - Остальное
2. Способ химической очистки от отложений поверхностей теплоэнергетического оборудования составом для удаления накипи, включающий определение времени полной очистки для выбранного состава, отличающийся тем, что очистку проводят при соблюдении гидродинамического режима, параметры которого для исходного диаметра промываемых труб определяют перед промывкой, а очистку осуществляют при температуре промывной жидкости 70±10oС при постоянной циркуляции в течение указанного времени полной очистки.1. The composition for removing scale from the inner surfaces of thermal power equipment, including the active substance and water, characterized in that the active substance contains the product of oxidative-hydrolytic degradation (OGD) of biogenic waste containing humic substances, in the following ratio, wt.% :
Product OGD biogenic waste - 0.2 - 1.0
Water - Else
2. The method of chemical cleaning from deposits of surfaces of thermal power equipment with a descaling composition, including determining the time of complete cleaning for the selected composition, characterized in that the cleaning is carried out in compliance with the hydrodynamic regime, the parameters of which for the initial diameter of the washed pipes are determined before washing, and cleaning is carried out at the temperature of the washing liquid 70 ± 10 o With constant circulation during the specified time for complete cleaning.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002109432A RU2203463C1 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002109432A RU2203463C1 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2203463C1 true RU2203463C1 (en) | 2003-04-27 |
Family
ID=20255567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002109432A RU2203463C1 (en) | 2002-04-08 | 2002-04-08 | Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2203463C1 (en) |
-
2002
- 2002-04-08 RU RU2002109432A patent/RU2203463C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3879288A (en) | Process of inhibiting scale formation on walls of structures containing an aqueous system | |
| US8668779B2 (en) | Method of simultaneously cleaning and disinfecting industrial water systems | |
| CA2035207C (en) | Methods of controlling scale formation in aqueous systems | |
| US4443340A (en) | Control of iron induced fouling in water systems | |
| US4589925A (en) | Methods for cleaning materials | |
| CA2162313C (en) | Methods for controlling scale formation in aqueous systems | |
| US3766077A (en) | Compositions and method for inhibiting scaling in aqueous systems | |
| CN101955863B (en) | Neutral calcium sulfate scale cleaning agent | |
| CA2537808C (en) | Use of cerium salts to inhibit manganese deposition in water systems | |
| CA2083453A1 (en) | Methods of controlling scale formation in aqueous systems | |
| EP0077187B1 (en) | Method of inhibiting corrosion and controlling deposition in an aqueous medium | |
| IL29457A (en) | Control of scaling in saline water evaporators | |
| JPH0387599A (en) | Cleaning of heat-transfer tube of heat exchanger | |
| JPH05230676A (en) | Synergistic combination of sodium silicate and orthophosphate for inhibiting corrosion of carbon steel | |
| CN102534641A (en) | Organic acid cleaning agent and manufacture method thereof | |
| CA2125224C (en) | Methods and composition for controlling scale formation in aqueous systems | |
| JP2003267811A (en) | Slime peeling agent, slime peeling agent composition and slime peeling method | |
| RU2203463C1 (en) | Compound and method for removing scale from heat-transfer surfaces | |
| CN114477479A (en) | Online scale preventing and removing agent for circulating water | |
| Golovin et al. | Reduction of scale deposited in heat exchange equipment | |
| Perez et al. | Scale prevention at high LSI, high cycles, and high pH without the need for acid feed | |
| WO2016049737A1 (en) | Synthetic acid compositions and uses thereof | |
| Boffardi | Corrosion inhibitors in the water treatment industry | |
| RU2378562C1 (en) | Protection method of inner surface of steam boiler | |
| JPH0160553B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070409 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080410 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190409 |