WO2016068525A1 - 스케일 제거 방법 - Google Patents

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WO2016068525A1
WO2016068525A1 PCT/KR2015/010870 KR2015010870W WO2016068525A1 WO 2016068525 A1 WO2016068525 A1 WO 2016068525A1 KR 2015010870 W KR2015010870 W KR 2015010870W WO 2016068525 A1 WO2016068525 A1 WO 2016068525A1
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WO
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sulfate
scale
fluoride
group
sodium
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/010870
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English (en)
French (fr)
Inventor
이기원
최승주
Original Assignee
이기원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 이기원 filed Critical 이기원
Publication of WO2016068525A1 publication Critical patent/WO2016068525A1/ko

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages

Definitions

  • the present invention relates to a descaling method, and more particularly to a descaling method for removing the scale accumulated in the flow path of the tube.
  • the scale is mainly removed using strong acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid and the like.
  • strong acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid and the like.
  • the scale is removed using the strong acid, a situation occurs in which the base tube itself is damaged due to metal corrosion due to the strong acid.
  • hydrogen embrittlement occurs a situation that even secondary pollution.
  • An object of the present invention is to provide a scale removal method that can be easily removed without damaging the base material to the scale accumulated in the flow path of the tube, as well as without disassembling the tube.
  • the descaling method for achieving the object of the present invention mentioned above is a descaling method for removing the scale accumulated in the flow path of the tube, accounting for 0.1 to 40.0% by weight, sulfonic acid and sulfonates, sulfates, and persulfates
  • a first component comprising at least any one selected from the group consisting of;
  • descaling the scale remover made of excess water by circulating or spraying the inside of the flow path of the tube to supply the inside of the flow path of the tube.
  • the sulfonic acid and sulfonic acid salts are sulfamic acid (NH 2 SO 3 H), sulfosalicylic acid dihydrate (HO 3 SC 6 H 3 (OH) COH 2 H 2 O), ammonium sulfo Group consisting of mate (NH 4 SO 3 NH 2 ), sulfonylamide ((NH 2 ) C 6 H 4 SO 2 ), and sodiumsulfosalicylate (NaO 3 SC 6 H 3 (OH) COOH 2 H 2 O) It may comprise at least any one selected from, and the sulfate may comprise at least any one selected from the group consisting of magnesium sulfate, manganese sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, and ammonium sulfate, wherein the persulfate is At least one selected from the group consisting of sodium sulfate (Na 2 S 2 O 8 ),
  • the descaling agent may further include a second component consisting of a fluoride salt while occupying 1.0 to 30.0% by weight.
  • the fluoride salt is acidic ammonium fluoride (NH 4 HF 2 ), ammonium fluoride (NH 4 F), sodium fluoride (NaF), acidic potassium fluoride (KHF 2 ), acidic sodium fluoride (NaHF 2), barium fluoride (BaF 2), has at least may include any one selected from the group consisting of potassium fluoride (KF), and boron fluoride, an ammonium (NH 4 BF 4).
  • the descaling agent comprises at least one selected from the group consisting of amine and amide compounds, surfactants, and citric acid and citrate, while occupying 0.05 to 10.0% by weight. It may further comprise three components.
  • the amine and amide compound is hexamethylenediamine, diethylamine, dimethylamine, diethylethanolamine, diethylthiourea, dimethylthiourea, diethylenediamine, cyclo Hexylamine, aminoguanidine sulfate, and at least one selected from the group consisting of ethanolamine
  • the surfactant is Lauryl Alcohol Ether, Alcohol C12-C13 ethoxylate, Polyoxyethylene Lauryl Ether, Polyoxyethylene Alkylether, Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Lauryl Sulfate, Ethylene Glycol, Alkyl Polyglycoside
  • the citric acid and citrate can be potassium citrate (C 6 H 5 K 3 O 7 ), sodium citrate (C 6 H 7 NaO 7) , ammonium citrate (C 6 H 14 N 2 O 7), iron cit
  • the descaling agent may be used at a temperature of 20 to 95 °C.
  • a tube is formed by circulating or spraying a descaling agent comprising at least one selected from the group consisting of sulfonic acid and sulfonic acid salts, sulfates, and persulfates into the flow path of the tube.
  • a descaling agent comprising at least one selected from the group consisting of sulfonic acid and sulfonic acid salts, sulfates, and persulfates into the flow path of the tube.
  • the scale removal method of the present invention can easily remove only the scale with little effect on the tube itself, which is the base material, because the descaling agent is used.
  • the aforementioned scale remover can be supplied into the flow path of the tube through circulation or spraying, the scale can be more easily removed without removing the tube itself.
  • 1 and 2 are schematic configuration diagrams for explaining a method for removing a scale according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a photograph showing a state in which scale is accumulated in the fin structure.
  • FIG. 4 is a photograph showing a state in which a scale accumulated in the fin structure of FIG. 3 is removed by applying a scale removing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a photograph showing a state in which scale is accumulated in a crude oil pipeline.
  • FIG. 6 is a photograph showing a state in which a scale accumulated in a crude oil pipeline of FIG. 5 is removed by applying a scale removing method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a photograph showing a state in which scale is accumulated inside the chiller.
  • FIG. 8 is a photograph showing a state in which a scale accumulated in the chiller is removed by applying a scale removing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • examples of the scale to be removed include mainly calcium compounds, iron oxide compounds, silica compounds and the like.
  • the tube which has a flow path, a heat exchanger, a cooling tower, an oil pipe, a mining pipe, a water pipe, a chemical supply piping, a boiler piping, etc. are mentioned. Therefore, the descaling method of the present invention is to remove calcium compounds, iron oxide compounds, silica compounds and the like that accumulate in the passages of the tubes mentioned.
  • a member such as a pump may be used in order to facilitate the supply when the descaling agent is supplied into the flow path of the tube.
  • the scale accumulated in the flow path of the tube can be more easily removed by circulating or spraying the scale remover into the flow path of the tube.
  • 1 and 2 are schematic configuration diagrams for explaining a method for removing a scale according to an embodiment of the present invention.
  • a pump 14 connected to the receiving portion 12 containing the descaling agent can be used to circulate the descaling agent into the flow path of the tube 10.
  • the descaling agent is supplied to the spraying unit 26 using a pump 24 connected to the receiving unit 22 containing the descaling agent, and the spraying unit 26 is used to supply the descaling agent to the tube ( 20) can be sprayed into the passage.
  • the spraying unit 26 is used to supply the descaling agent to the tube ( 20) can be sprayed into the passage.
  • the scale since the scale is removed in the descaling agent recovered to the receiving portion 22 may be further provided with a filler 28 for removing it.
  • the descaling agent when the descaling agent can be supplied to the inside of the flow path of the tube through circulation or spraying, it is not limited to the configuration in FIGS. 1 and 2.
  • the descaling agent may comprise a first component, a second component, a third component and water.
  • the first component may include sulfonic acid and sulfonic acid salts, sulfates, and persulfates. And these may be used alone or in combination of two or more.
  • the sulfonic acid and sulfonic acid salt are sulfamic acid (NH 2 SO 3 H), sulfosalicylic acid dihydrate (HO 3 SC 6 H 3 (OH) COH 2 H 2 O), ammonium sulfomate (NH 4 SO 3 NH 2 ), sulfonylamide ((NH 2 ) C 6 H 4 SO 2 ), sodiumsulfosalicylate (NaO 3 SC 6 H 3 (OH) COOH 2 H 2 O), and the like, which may be used alone or Two or more can be mixed and used.
  • the sulfate may include magnesium sulfate, manganese sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, ammonium sulfate, and the like, which may be used alone or in combination of two or more.
  • the persulfate may include sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ), ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 6 ), potassium persulfate, etc., which are used alone Or a mixture of two or more thereof.
  • the second component may consist of a fluoride salt
  • the fluoride salt may be acidic ammonium fluoride (NH 4 HF 2 ), ammonium fluoride (NH 4 F), sodium fluoride (NaF), acidic potassium fluoride (KHF 2 ), acidic and the like, sodium fluoride (NaHF 2), barium fluoride (BaF 2), potassium fluoride (KF), boron fluoride, an ammonium (NH 4 BF 4). These may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the third component may include an amine and an amide compound, a surfactant, and citric acid and citrate.
  • the amine and amide compound are hexamethylenediamine, diethylamine, dimethylamine, diethylethanolamine, diethylthiourea, dimethylthiourea, diethylenediamine, cyclohexylamine, aminoguanidine sulfate, Ethanolamine and the like, and these may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the surfactant may include Lauryl Alcohol Ether, Alcohol C12-C13 ethoxylate, Polyoxyethylene Lauryl Ether, Polyoxyethylene Alkylether, Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Lauryl Sulfate, Ethylene Glycol, Alkyl Polyglycoside, Fluorine-based surfactant, etc. These may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the citric acid and citrate are potassium citrate (C 6 H 5 K 3 O 7 ), sodium citrate (C 6 H 7 NaO 7 ), ammonium citrate (C 6 H 14 N 2 O 7 ), iron citrate (C 6 H 5 FeO 7 ), and the like, and these may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the descaling agent used in the descaling method of the present invention comprises a first component, a second component, a third component, water, and for example includes the first component and water, One component, a second component, and water, or, in another example, a first component, a third component, and water, or another, a second component, a third component, and water, or, in another embodiment, a first component. And a second component, a third component, and water.
  • the first component is primarily to remove the scale of calcium compounds have calcium and SO 4 2- ions can be dissolved as being used or the SO 4 2- ions to be changed to SO 4 2- ions Sulfonic acid and sulfonic acid salts, sulfates, persulfates, and the like, which may contain or be converted into SO 4 2- ions.
  • the second component is mainly used to remove the scale of the iron oxide compound or the scale of the silica compound, and includes a fluoride salt that can be dissolved with silica or iron oxide.
  • the amine and amide compounds are mainly used to suppress corrosion of metal materials, and the surfactant is used to smoothly dissolve and lower the surface tension between the scale and the scale remover.
  • the citric acid and citrate are used for a secondary role in the dissolution of the scale.
  • the first component may comprise about 0.1 to 40% by weight
  • the second component may comprise about 1.0 to 30.0% by weight
  • the third component may comprise about 0.01 to 10.0% by weight. And the rest can take up extra water.
  • the descaling agent can be used at a temperature of 20 to 95 ° C.
  • the descaling method of the present invention comprises a first component comprising at least one selected from the group consisting of sulfonic acid and sulfonic acid salts, sulfates, and persulfates, while occupying 0.1 to 40.0% by weight; And a descaling agent consisting of excess water, a descaling agent further comprising 1.0 to 30.0% by weight of fluoride salt, an amine and amide compound, a surfactant, and citric acid and a content of 0.05 to 10.0% by weight.
  • Sodium sulfate, sodium persulfate and sulfamic acid were selected from the first component, and citric acid and diethylthiourea were selected from the third component to prepare a first scale remover.
  • the sodium sulfate accounts for about 1.0% by weight
  • sodium persulfate accounts for about 5.0% by weight
  • the sulfamic acid accounts for about 5.0% by weight
  • the citric acid accounts for about 0.5% by weight
  • the diethylthiourea is about
  • the first scale remover was prepared so that 0.5% by weight and excess water made up about 88.0% by weight.
  • a second scale remover was prepared by selecting sodium sulfate, sodium persulfate and sulfamic acid among the first component, and citric acid and polyoxyethylene Alkylether among the third component.
  • the sodium sulfate accounts for about 1.0% by weight
  • sodium persulfate accounts for about 2.0% by weight
  • the sulfamic acid accounts for about 7.0% by weight
  • the citric acid accounts for about 1.0% by weight
  • the polyoxyethylene Alkylether is about 0.5% by weight
  • a second scale remover was prepared such that excess water accounted for about 88.5% by weight.
  • a third scale remover was prepared by selecting sodium persulfate and sulfamic acid among the first component, ammonium acid fluoride among the second component, and citric acid and ethanolamine among the third component.
  • the sodium persulfate occupies about 2.0% by weight
  • the sulfamic acid occupies about 2.0% by weight
  • the acidic ammonium fluoride occupies about 6.0% by weight
  • the citric acid occupies about 1.0% by weight
  • the ethanolamine was prepared so that about 0.5% by weight and excess water accounted for about 88.5% by weight.
  • FIG. 3 is a photograph showing a scale accumulated in the fin structure
  • FIG. 4 is a photograph showing a state in which the scale accumulated in the fin structure of FIG. 3 is removed by applying the scale removing method according to an embodiment of the present invention.
  • the first scale remover was adjusted to have a temperature of about 30 ° C. to supply the first scale remover to the fin structure in FIG. 3 by spraying as in FIG. 2. As a result, as shown in FIG. 4, the scale accumulated in the fin structure was sufficiently removed.
  • FIG. 5 is a photograph showing a scale accumulated in a crude oil pipeline
  • FIG. 6 is a photograph showing a state in which a scale accumulated in the crude oil pipeline of FIG. 5 is removed by applying a scale removing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the second descaling agent was adjusted to have a temperature of about 60 ° C. and the second descaling agent was circulated in the crude oil feed pipe in FIG. 5 for about 12 hours in a circulating manner as in FIG. 1. As a result, as shown in Figure 6 it was confirmed that the scale accumulated in the flow path of the crude oil pipeline is sufficiently removed.
  • FIG. 7 is a photograph showing a scale accumulated in the chiller
  • FIG. 8 is a photograph showing a state in which the scale accumulated in the chiller is removed by applying the scale removing method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the third descaling agent was adjusted to have a temperature of about 50 ° C., and the third descaling agent was circulated for about 8 hours inside the channel of the chiller in FIG. 7 in a circulating manner as shown in FIG. 1. As a result, it was confirmed that the scale accumulated in the channel of the chiller was sufficiently removed as shown in FIG. 8.
  • Carbon steel stainless Copper aluminum Inconel Hydrochloric acid 8.56 ⁇ m / h 0.3 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 837.0 ⁇ m / h 0.1 ⁇ m / h
  • First descaling agent 2.25 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.2 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h
  • Second scale remover 1.78 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h
  • Third scale remover 5.40 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h 4.1 ⁇ m / h 0.0 ⁇ m / h
  • the first to third scale remover has little effect on the base material compared to the hydrochloric acid.
  • the scale accumulated in the flow path of the tube can be easily removed by circulating or spraying the aforementioned descaling agent into the flow path of the tube.
  • the scale removing method of the present invention the scale accumulated in the tube can be easily removed without disassembling the tube, so that the scale can be easily removed within a short time without damaging the equipment itself. have.
  • the scale removing method of the present invention can more easily remove only the scale without affecting the tube itself, which is the base material.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)

Abstract

튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거 방법에 있어서, 0.1 내지 40.0 중량%를 차지하면서 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 성분; 및 여분의 물로 이루어지는 스케일 제거제를 상기 튜브의 유로 내부로 공급되도록 상기 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이(spray)시킴에 의해 상기 스케일을 제거할 수 있다.

Description

스케일 제거 방법
본 발명은 스케일 제거 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거 방법에 관한 것이다.
튜브를 계속적으로 사용함에 따라 튜브의 유로 내부에는 스케일이 축적된다. 그리고 상기 튜브의 유로 내부에 축적된 스케일은 상기 튜브로 제공되는 물질의 플로우(flow)에 대한 방해 요소로 작용한다. 이에, 상기 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 제거하는 작업을 주기적 또는 비주기적으로 행하고 있다.
종래에는 주로 상기 스케일을 염산, 황산, 질산, 불산 등과 같은 강산을 사용하여 제거하고 있다. 그러나 상기 강산을 사용하여 상기 스케일을 제거할 경우에는 강산으로 인한 금속 부식성으로 모재인 튜브 자체가 손상되는 상황이 발생한다. 아울러, 수소취성의 발생으로 인하여 2차 오염까지도 염려되는 상황이 발생한다.
그리고 상기 튜브의 경우에는 상기 튜브를 분해하지 않고는 상기 튜브의 유로 내부에 축적된 스케일을 제거하는 것이 용이하지 않다. 이에, 종래에는 상기 스케일을 제거하기 위하여 상기 튜브를 분해함에 의해 상기 튜브가 구비되는 설비 자체에 손상을 끼치는 상황이 발생할 수 있을 뿐만 아니라 상기 분해 및 이에 따른 조립으로 상기 스케일의 제거에 소요되는 시간이 길어지는 문제점이 있다.
이외에도, 종래에는 상기 튜브의 유로 내부로 고압의 물을 분사하여 상기 스케일을 제거하거나 또는 도구를 사용하여 상기 튜브의 유로 내부를 긁어내지만, 이들의 경우에도 상기 스케일을 완전히 제거하기에는 한계가 있다.
본 발명의 목적은 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 모재에 손상을 끼치지 않고도 용이하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라 튜브를 분해하지 않고도 용이하게 제거할 수 있는 스케일 제거 방법을 제공하는데 있다.
언급한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 스케일 제거 방법은 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거 방법에 있어서, 0.1 내지 40.0 중량%를 차지하면서 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 성분; 및 여분의 물로 이루어지는 스케일 제거제를 상기 튜브의 유로 내부로 공급되도록 상기 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이(spray)시킴에 의해 상기 스케일을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 술폰산 및 술폰산염은 술파믹산(NH2SO3H), 술포살리실산 디하이드레이트(HO3SC6H3(OH)COH2H2O), 암모늄술포메이트(NH4SO3NH2), 술포닐아미드((NH2)C6H4SO2), 및 소디움술포살리실레이트(NaO3SC6H3(OH)COOH2H2O)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 황산염은 황산마그네슘, 황산망간, 황산나트륨, 황산칼륨, 및 황산암모늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 과황산염은 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O6), 및 과황산칼륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 스케일 제거제는 1.0 내지 30.0 중량%를 차지하면서 불화물염으로 이루어지는 제2 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 불화물염은 산성불화암모늄(NH4HF2), 불화암모늄(NH4F), 불화나트륨(NaF), 산성불화칼륨(KHF2), 산성불화나트륨(NaHF2), 불화바륨(BaF2), 불화칼륨(KF), 및 붕불화암모늄(NH4BF4)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 스케일 제거제는 0.05 내지 10.0 중량%를 차지하면서 아민 및 아미드계 화합물, 계면활성제, 그리고 구연산 및 구연산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 제3 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 아민 및 아미드계 화합물은 헥사메틸렌디아민, 디에틸아민, 디메틸아민, 디에틸에탄올아민, 디에틸티오우레아, 디메틸티오우레아, 디에틸렌디아민, 시클로헥실아민, 황산아미노구아니딘, 및 에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 계면활성제는 Lauryl Alcohol Ether, Alcohol C12-C13 ethoxylate, Polyoxyethylene Lauryl Ether, Polyoxyethylene Alkylether, Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Lauryl Sulfate, Ethylene Glycol, Alkyl Polyglycoside, 및 불소계 계면활성제로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 구연산 및 구연산염은 구연산칼륨(C6H5K3O7), 구연산나트륨(C6H7NaO7), 구연산암모늄(C6H14N2O7), 및 구연산철(C6H5FeO7)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에서, 상기 스케일 제거제는 20 내지 95℃의 온도로 사용할 수 있다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 스케일 제거 방법에서는 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 스케일 제거제를 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이시킴에 의해 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 용이하게 제거할 수 있다.
이에, 본 발명의 스케일 제거 방법은 언급한 스케일 제거제를 사용하기 때문에 모재인 튜브 자체에 거의 영향을 끼치지 않으면서 스케일만을 보다 용이하게 제거할 수 있다. 또한, 언급한 스케일 제거제를 순환 또는 스프레이를 통하여 튜브의 유로 내부로 공급할 수 있기 때문에 튜브 자체를 분리하지 않고도 스케일을 보다 용이하게 제거할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에 대하여 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
도 3은 핀 구조물에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 3의 핀 구조물에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
도 5는 원유 송유관에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 5의 원유 송유관에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
도 7 칠러 내부에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이다.
도 8 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 7 칠러 내부에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 성분, 단계, 공정, 조성물 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 언급한 본 발명의 스케일 제거 방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명의 스케일 제거 방법에서, 제거해야할 스케일의 예로서는 주로 칼슘 화합물, 산화철 화합물, 실리카 화합물 등을 들 수 있다. 그리고 유로를 갖는 튜브의 예로서는 열교환기, 쿨링 타워, 송유관, 채굴관, 수도관, 케미컬 공급용 배관, 보일러 배관 등을 들 수 있다. 따라서 본 발명의 스케일 제거 방법은 언급한 튜브의 유로 내에 축적되는 칼슘 화합물, 산화철 화합물, 실리카 화합물 등을 제거하는 것이다.
그리고 본 발명의 스케일 제거 방법에서, 상기 튜브의 유로 내부로 스케일 제거제를 공급할 때 공급의 용이성을 도모하기 위하여 펌프 등과 같은 부재를 사용할 수 있다.
이에, 본 발명에서는 상기 스케일 제거제를 상기 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이시킴에 의해 상기 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 보다 용이하게 제거할 수 있는 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법에 대하여 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
언급한 바와 같이, 도 1에서는 상기 스케일 제거제를 수용하는 수용부(12)와 연결되는 펌프(14)를 사용하여 상기 튜브(10)의 유로 내부로 상기 스케일 제거제를 순환시킬 수 있고, 도 2에서는 상기 스케일 제거제를 수용하는 수용부(22)와 연결되는 펌프(24)를 사용하여 상기 스케일 제거제를 분사부(26)로 공급하고, 그리고 분사부(26)를 사용하여 상기 스케일 제거제를 상기 튜브(20)의 유로 내부로 스프레이시킬 수 있다. 아울러 상기 스케일 제거제를 스프레이시킨 후, 상기 수용부(22)로 회수되는 상기 스케일 제거제에 제거가 이루어진 스케일이 포함될 수 있기 때문에 이를 제거하기 위한 필러(28) 등을 더 구비할 수 있다.
그리고 본 발명의 스케일 제거 방법에서는 상기 튜브의 유로 내부에 상기 스케일 제거제를 순환 또는 스프레이를 통하여 공급할 수 있을 경우에는 도 1 및 도 2에서의 구성에 한정되지 않는다.
상기 스케일 제거제는 제1 성분, 제2 성분, 제3 성분 및 물을 포함할 수 있다.
상기 제1 성분은 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염 등을 포함할 수 있다. 그리고 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제1 성분에서, 상기 술폰산 및 술폰산염은 술파믹산(NH2SO3H), 술포살리실산 디하이드레이트(HO3SC6H3(OH)COH2H2O), 암모늄술포메이트(NH4SO3NH2), 술포닐아미드((NH2)C6H4SO2), 소디움술포살리실레이트(NaO3SC6H3(OH)COOH2H2O) 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제1 성분에서, 상기 황산염은 황산마그네슘, 황산망간, 황산나트륨, 황산칼륨, 황산암모늄 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제1 성분에서, 상기 과황산염은 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O6), 과황산칼륨 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제2 성분은 불화물염으로 이루어질 수 있고, 그리고 상기 불화물염은 산성불화암모늄(NH4HF2), 불화암모늄(NH4F), 불화나트륨(NaF), 산성불화칼륨(KHF2), 산성불화나트륨(NaHF2), 불화바륨(BaF2), 불화칼륨(KF), 붕불화암모늄(NH4BF4) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제3 성분은 아민 및 아미드계 화합물, 계면활성제, 그리고 구연산 및 구연산염 등을 포함할 수 있다.
상기 제3 성분에서, 상기 아민 및 아미드계 화합물은 헥사메틸렌디아민, 디에틸아민, 디메틸아민, 디에틸에탄올아민, 디에틸티오우레아, 디메틸티오우레아, 디에틸렌디아민, 시클로헥실아민, 황산아미노구아니딘, 에탄올아민 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제3 성분에서, 상기 계면활성제는 Lauryl Alcohol Ether, Alcohol C12-C13 ethoxylate, Polyoxyethylene Lauryl Ether, Polyoxyethylene Alkylether, Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Lauryl Sulfate, Ethylene Glycol, Alkyl Polyglycoside, 불소계 계면활성제 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 제3 성분에서, 상기 구연산 및 구연산염은 구연산칼륨(C6H5K3O7), 구연산나트륨(C6H7NaO7), 구연산암모늄(C6H14N2O7), 구연산철(C6H5FeO7) 등을 포함할 수 있고, 이들은 단독으로 사용하거나 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 스케일 제거 방법에 사용되는 스케일 제거제는 제1 성분, 제2 성분, 제3 성분, 물을 포함하는 것으로써, 일예로 제1 성분과 물을 포함하거나, 다른 예로 제1 성분과 제2 성분과 물을 포함하거나, 또 다른 예로 제1 성분과 제3 성분과 물을 포함하거나, 또 다른 예로 제2 성분과 제3 성분과 물을 포함하거나, 또 다른 예로 제1 성분과 제2 성분과 제3 성분과 물을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 성분은 주로 칼슘 화합물의 스케일을 제거할 때 사용되는 것으로써 칼슘과 용해할 수 있는 SO4 2-이온을 가지고 있거나 SO4 2-이온으로 변화될 수 있도록 상기 SO4 2-이온을 함유하고 있거나 SO4 2-이온으로 변화될 수 있는 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 과황산염 등을 포함하는 것이다.
상기 제2 성분은 주로 산화철 화합물의 스케일 또는 실리카 화합물의 스케일을 제거할 때 사용되는 것으로써, 실리카 또는 산화철과 용해할 수 있는 불화물염을 포함하는 것이다.
상기 제3 성분에서, 상기 아민 및 아미드계 화합물은 주로 금속 소재의 부식을 억제하기 위해서 사용되는 것이고, 상기 계면 활성제는 상기 스케일과 상기 스케일 제거제 사이에서의 표면 장력을 낮추어 원활하게 용해시키기 위해서 사용되는 것이고, 상기 구연산 및 구연산염은 상기 스케일의 용해에 보조적 역할을 위해서 사용되는 것이다.
상기 스케일 제거제에서, 상기 제1 성분은 약 0.1 내지 40 중량%를 차지할 수 있고, 상기 제2 성분은 약 1.0 내지 30.0 중량%를 차지할 수 있고, 상기 제3 성분은 약 0.01 내지 10.0 중량%를 차지할 수 있고, 그리고 나머지는 여분의 물이 차지할 수 있다.
본 발명의 스케일 제거 방법에서는 상기 스케일 제거제를 20 내지 95℃의 온도로 사용할 수 있다.
언급한 바와 같이, 본 발명의 스케일 제거 방법은 0.1 내지 40.0 중량%를 차지하면서 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 성분; 및 여분의 물로 이루어지는 스케일 제거제, 1.0 내지 30.0 중량%를 차지하면서 불화물염으로 이루어지는 제2 성분을 더 포함하는 스케일 제거제, 0.05 내지 10.0 중량%를 차지하면서 아민 및 아미드계 화합물, 계면활성제, 그리고 구연산 및 구연산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 제3 성분을 더 포함하는 스케일 제거제 등을 20 내지 95℃의 온도로 조정하여 상기 튜브의 유로 내부로 공급되도록 상기 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이(spray)시킴에 의해 상기 스케일을 제거할 수 있다.
제1 스케일 제거제
제1 성분 중에서 황산나트륨, 과황산나트륨 및 술파믹산을 선택하고, 제3 성분 중에서 구연산 및 디에틸티오우레아를 선택하여 제1 스케일 제거제를 제조하였다. 특히, 상기 황산나트륨은 약 1.0 중량%를 차지하고, 과황산나트륨은 약 5.0 중량%를 차지하고, 상기 술파믹산은 약 5.0 중량%를 차지하고, 상기 구연산은 약 0.5 중량%를 차지하고, 상기 디에틸티오우레아는 약 0.5 중량%를 차지하고, 그리고 여분의 물이 약 88.0 중량%를 차지하도록 상기 제1 스케일 제거제를 제조하였다.
제2 스케일 제거제
제1 성분 중에서 황산나트륨, 과황산나트륨 및 술파믹산을 선택하고, 제3 성분 중에서 구연산 및 polyoxyethylene Alkylether를 선택하여 제2 스케일 제거제를 제조하였다. 특히, 상기 황산나트륨은 약 1.0 중량%를 차지하고, 과황산나트륨은 약 2.0 중량%를 차지하고, 상기 술파믹산은 약 7.0 중량%를 차지하고, 상기 구연산은 약 1.0 중량%를 차지하고, 상기 polyoxyethylene Alkylether는 약 0.5 중량%를 차지하고, 그리고 여분의 물이 약 88.5 중량%를 차지하도록 상기 제2 스케일 제거제를 제조하였다.
제3 스케일 제거제
제1 성분 중에서 과황산나트륨 및 술파믹산을 선택하고, 제2 성분 중에서 산성불화암모늄을 선택하고, 제3 성분 중에서 구연산 및 에탄올아민을 선택하여 제3 스케일 제거제를 제조하였다. 특히, 상기 과황산나트륨은 약 2.0 중량%를 차지하고, 상기 술파믹산은 약 2.0 중량%를 차지하고, 상기 산성불화암모늄은 약 6.0 중량%를 차지하고, 상기 구연산은 약 1.0 중량%를 차지하고, 상기 에탄올아민은 약 0.5 중량%를 차지하고, 그리고 여분의 물이 약 88.5 중량%를 차지하도록 상기 제3 스케일 제거제를 제조하였다.
스케일 제거 방법 1
도 3은 핀 구조물에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 3의 핀 구조물에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
상기 제1 스케일 제거제를 약 30℃의 온도를 갖도록 조정하여 도 2에서와 같이 스프레이 방식으로 상기 제1 스케일 제거제를 도 3에서의 핀 구조물에 공급하였다. 그 결과 도 4에서와 같이 상기 핀 구조물에 축적된 스케일이 충분하게 제거되는 것을 확인할 수 있었다.
스케일 제거 방법 2
도 5는 원유 송유관에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 5의 원유 송유관에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
상기 제2 스케일 제거제를 약 60℃의 온도를 갖도록 조정하여 도 1에서와 같이 순환 방식으로 상기 제2 스케일 제거제를 도 5에서의 원유 송유관에 약 12시간 동안 순환시켰다. 그 결과 도 6에서와 같이 상기 원유 송유관의 유로 내부에 축적된 스케일이 충분하게 제거되는 것을 확인할 수 있었다.
스케일 제거 방법 3
도 7 칠러 내부에 스케일이 축적된 상태를 나타내는 사진이고, 도 8 본 발명의 일 실시예에 따른 스케일 제거 방법을 적용하여 도 7 칠러 내부에 축적된 스케일을 제거한 상태를 나타내는 사진이다.
상기 제3 스케일 제거제를 약 50℃의 온도를 갖도록 조정하여 도 1에서와 같이 순환 방식으로 상기 제3 스케일 제거제를 도 7에서의 칠러의 유로 내부에 약 8시간 동안 순환시켰다. 그 결과 도 8에서와 같이 상기 칠러의 유로 내부에 축적된 스케일이 충분하게 제거되는 것을 확인할 수 있었다.
모재 손상에 대한 비교
카본 스틸 스테인레스 구리 알루미늄 인코넬
염산 8.56㎛/h 0.3㎛/h 0.0㎛/h 837.0㎛/h 0.1㎛/h
제1 스케일 제거제 2.25㎛/h 0.0㎛/h 0.0㎛/h 0.2㎛/h 0.0㎛/h
제2 스케일 제거제 1.78㎛/h 0.0㎛/h 0.0㎛/h 0.0㎛/h 0.0㎛/h
제3 스케일 제거제 5.40㎛/h 0.0㎛/h 0.0㎛/h 4.1㎛/h 0.0㎛/h
표 1에서와 같이, 염산, 제1 스케일 제거제, 제2 스케일 제거제, 제3 스케일 제거제 각각각에 대하여 본 발명의 튜브로 사용될 수 있는 모재인 카본 스틸, 스테인레스, 구리, 알루미늄, 및 인코넬 각각에 대한 시간당 손상 정도를 측정해 보았다. 여기서, 염산의 경우에는 약 15%로 희석 및 약 25℃로 조정된 상태로 사용하였고, 상기 제1 내지 제3 스케일 제거제는 약 40℃로 조정된 상태로 사용하였다.
상기 모재의 손상 정도에 대한 확인 결과, 상기 염산에 비해 상기 제1 내지 제3 스케일 제거제가 상기 모재에 끼치는 영향이 거의 없음을 확인할 수 있었다.
본 발명의 스케일 제거 방법에서는 언급한 스케일 제거제를 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이시킴에 의해 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 용이하게 제거할 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 스케일 제거 방법에서는 튜브를 분해하지 않고도 튜브 내부에 축적되는 스케일을 용이하게 제거할 수 있기 때문에 설비 자체에 손상을 끼치지 않으면서도 짧은 시간 내에 스케일의 용이한 제거를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 스케일 제거 방법은 모재인 튜브 자체에 거의 영향을 끼치지 않으면서 스케일만을 보다 용이하게 제거할 수 있다.
따라서 튜브의 유로 내부에 축적된 스케일의 제거시 본 발명의 스케일 제거 방법을 적용할 경우 설비의 사용 수명을 연장시킬 수 있음과 아울러 유지 보수의 편의성을 확보할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
* 부호의 설명
10, 20 : 튜브
12, 22 : 수용부
14, 24 : 펌프
26 : 분사부
28 : 필러

Claims (7)

  1. 튜브의 유로 내부에 축적되는 스케일을 제거하기 위한 스케일 제거 방법에 있어서,
    0.1 내지 40.0 중량%를 차지하면서 술폰산 및 술폰산염, 황산염, 그리고 과황산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 제1 성분; 및 여분의 물로 이루어지는 스케일 제거제를 상기 튜브의 유로 내부로 공급되도록 상기 튜브의 유로 내부로 순환 또는 스프레이(spray)시킴에 의해 상기 스케일을 제거하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 술폰산 및 술폰산염은 술파믹산(NH2SO3H), 술포살리실산 디하이드레이트(HO3SC6H3(OH)COH2H2O), 암모늄술포메이트(NH4SO3NH2), 술포닐아미드((NH2)C6H4SO2), 및 소디움술포살리실레이트(NaO3SC6H3(OH)COOH2H2O)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 황산염은 황산마그네슘, 황산망간, 황산나트륨, 황산칼륨, 및 황산암모늄으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 과황산염은 과황산나트륨(Na2S2O8), 과황산암모늄((NH4)2S2O6), 및 과황산칼륨으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 스케일 제거제는 1.0 내지 30.0 중량%를 차지하면서 불화물염으로 이루어지는 제2 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 불화물염은 산성불화암모늄(NH4HF2), 불화암모늄(NH4F), 불화나트륨(NaF), 산성불화칼륨(KHF2), 산성불화나트륨(NaHF2), 불화바륨(BaF2), 불화칼륨(KF), 및 붕불화암모늄(NH4BF4)으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 스케일 제거제는 0.05 내지 10.0 중량%를 차지하면서 아민 및 아미드계 화합물, 계면활성제, 그리고 구연산 및 구연산염으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나로 이루어지는 제3 성분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 아민 및 아미드계 화합물은 헥사메틸렌디아민, 디에틸아민, 디메틸아민, 디에틸에탄올아민, 디에틸티오우레아, 디메틸티오우레아, 디에틸렌디아민, 시클로헥실아민, 황산아미노구아니딘, 및 에탄올아민으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 계면활성제는 Lauryl Alcohol Ether, Alcohol C12-C13 ethoxylate, Polyoxyethylene Lauryl Ether, Polyoxyethylene Alkylether, Sodium Lauryl Ether Sulfate, Sodium Lauryl Sulfate, Ethylene Glycol, Alkyl Polyglycoside, 및 불소계 계면활성제로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하고, 상기 구연산 및 구연산염은 구연산칼륨(C6H5K3O7), 구연산나트륨(C6H7NaO7), 구연산암모늄(C6H14N2O7), 및 구연산철(C6H5FeO7)로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 스케일 제거제는 20 내지 95℃의 온도로 사용하는 것을 특징으로 하는 스케일 제거 방법.
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