循環冷卻水系統化學清洗詳解

化學清洗是通過化學藥劑的作用使被清洗設備中的沉積物溶解、疏松、脫落或剝離的一大類清洗方法。

一、分類

人們往往從不同的角度對化學清洗進行分類。

（一）按清洗方式分

按清洗方式，化學清洗可以分為:

（1）浸泡法：它適用于小型冷卻設備以及被沉積物堵死而無法將清洗液進行循環的設備；

（2）噴淋法：它適用于大型容器的內外壁清洗；

（3）泡沫法：將發泡劑加入清洗液中，再吹入空氣、氮氣等氣體，使藥劑充滿整個容器，以便用少量的清洗劑去清洗一個大容器的內壁；

（4）循環法：這是一種普遍使用的方法。單臺設備清洗時，通常是在清洗液貯槽和被清洗的設備之間接上循環泵和管道，形成一個閉合回路，使清洗液不斷循環，沉積物層不斷受到新鮮清洗液的化學作用和沖刷作用而溶解和脫落。

（二）按使用的清洗劑分

按使用的清洗劑，化學清洗可以分為：

（1）堿清洗；

（2）酸清洗；

（3）絡合劑清洗；

（4）聚電解質清洗；

（5）表面活性劑清洗；

（6）殺生劑清洗；

（7）有機溶劑清洗。

（三）按清洗的對象分

按清洗的對象，化學清洗可以分為：

（1）單臺設備清洗；

（2）全系統清洗。

（四）按是否停車分

按清洗時生產裝置是否停車，則可分為：

（1）不停車清洗；

（2）停車清洗。

二、化學清洗的方法

隨著清洗技術的發展，出現了許多化學清洗方法。它們使用不同的清洗劑和緩蝕劑，去清洗不同金屬的換熱器中不同的沉積物?，F按所使用的清洗劑扼要介紹幾種主要的化學清洗方法。

（一）堿清洗

堿清洗又簡稱為堿洗。堿清洗是以強堿性或堿性的化學藥劑作為清洗劑去疏松、乳化和分散金屬設備內沉積物的一類方法。

常用的堿清洗藥劑有氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸氫二鈉和硅酸鈉。堿清洗時要同時添加表面活性劑去潤濕油脂、塵埃和生物物質，以提高清洗效果。

堿清洗常用于：

①除去系統或設備中的油脂和安裝時遺留的碎屑；

②與酸清洗交替使用，以除去諸如硅酸鹽等酸清洗難于除去的沉積物；

③堿清洗也用于酸清洗之后，以中和水中或設備中殘留的酸，降低其腐蝕性。

如果冷卻水系統中有鋁或鍍鋅鋼件，則堿清洗時應特別慎重，因為這些兩性金屬既能溶于酸中，也能溶于堿中。

（二）酸清洗

酸清洗常被簡稱為酸洗。

許多年來，冷卻水系統的化學清洗主要是采用某些酸或酸式鹽進行的。這些酸或酸式鹽是鹽酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸、氟化氫銨等。其中以鹽酸使用得多。

酸能有效地清洗掉金屬設備中由堿土金屬碳酸鹽組成的硬垢和由金屬氧化物組成的腐蝕產物。這些酸與金屬的碳酸鹽或氧化物反應，使之轉變為可溶性的金屬鹽類。

酸能溶解碳酸鈣、磷酸鈣、硫化鐵以及金屬的氧化物。但酸(除了氫氟酸)對硅酸鹽則無效。對于油脂、懸浮物和微生物生長形成的沉積物，酸洗的效果則很差。

許多酸對金屬設備有很強的腐蝕性，因此，酸洗前需要向酸洗液中加入一些專用的高效酸洗緩蝕劑，以減輕酸對被清洗設備金屬基體的腐蝕。為了除去酸洗不易除去的一些物質、減少酸的消耗量和使酸能與沉積物反應，在酸洗之前，往往需要對被清洗的設備進行吹掃、水沖洗和堿洗(或除油)處理。

在酸洗結束時，為了除去設備中的殘酸，需要進行中和、水沖洗和漂洗。

酸洗后的金屬設備表面非常活潑，極易生銹或腐蝕。為此，需要對它進行鈍化或預膜處理。

（三）絡合劑清洗

絡合劑又稱配體。絡合劑清洗是利用各種絡合劑(其中包括螯合劑)對各種成垢離子(例如鈣離子、鎂離子和鐵離子)的絡合作用（配位作用）或螯合作用，使之生成可溶性的絡合物(配位化合物)或螯合物而進行的清洗。

絡合劑清洗具有溶垢效率高、對基體金屬和水泥設施的侵蝕性小、無氫脆和無晶間腐蝕等優點，故常被應用于循環冷卻水系統的不停車清洗中，但絡合劑清洗也具有價格高，并要在較高溫度下才有效的缺點。

（四）表面活性劑清洗

表面活性劑和潤濕劑通常使用于清洗冷卻水系統中含油的或膠狀物質的沉積物。它們能分散冷卻水中的油類、脂類和微生物產生的沉積物，然后通過排放把這些物質從冷卻水系統中除去。

冷卻水系統中通常所添加的表面活性劑是一些低泡的、非離子型的表面活性劑。添加的濃度取決于冷卻水系統中存在含油沉積物的情況，一般為10-100mg/L(以活性物質計)。

（五）殺生劑清洗

當冷卻水系統中有微生物粘泥和含油沉積物時，可采用低泡型非離子型表面活性劑和非氧化性殺生劑(例如二硫氰基甲烷)，同時通入氯氣，水的pH值保持在6-7，對冷卻水系統進行循環清洗。

從以上的討論中可知，不同組成的沉積物需要不同的清洗劑才能進行有效的清洗。例如，清洗金屬設備上的油脂需要使用表面活性劑、氫氧化鈉或有機溶劑；除去碳鋼換熱器表面的水垢或腐蝕產物需要使用鹽酸、氨基磺酸或硝酸，而除去二氧化硅垢時，則需要在鹽酸中添加氟化物。