Основните видове реагенти, използвани при химическо почистване, Състав и сила на измиване
Основните видове реагенти, използвани при химическо почистване
а) Алкално почистване
Алкалите рядко се използват за почистване на енергийно оборудване като основен реагент. В по-голямата си част те се използват за подготовка на утайки за действието на основния реагент и неутрализиране на остатъците от последния [4].
Алкално почистване като основен реагент се използва в следните случаи:
1) предварително почистване на нови котли, обикновено средно и ниско налягане, сравнително малка мощност, замърсени главно със смазочни материали и малко количество свободна ръжда. Като реактиви се използват сода каустик и тринатриев фосфат.
2) почистване на котли от тежки експлоатационни отлагания от сулфатна скала, например в котли, захранвани с морска вода, или отлагания от силикатна скала. Тези люспи не се атакуват от киселини или изискват прекалено висока консумация на скъпи комплексообразуващи реагенти. В този случай се използва сода или тринатриев фосфат.
Химическото почистване с алкали се извършва при доста висока температура, което е възможно поради неагресивността на реагентите по отношение на метала на котела при обичайно използвани концентрации. Повишените температури засилват химическото почистване и съкращават продължителността му.
б) Почистване с минерални киселини
Използването на минерални киселини се основава на използването на първия, а в някои случаи и на четвъртия и петия принцип на химическата обработка. Най-разпространеният и дълго използван реактив е солната киселина. Много по-рядко се използват сярна, фосфорна и хромна киселина. Основното предимство на солната киселина е високата скорост на взаимодействие с отлаганията. Солната киселина напълно разтваря карбонатите и фосфатитедепозити; отлаганията на железен оксид със солна киселина са до голяма степен разтворени и частично диспергирани. Солната киселина има малък ефект върху силикатните отлагания и практически не разтваря сулфатните люспи. Недостатъците на солната киселина включват високата й агресивност по отношение на метали и сплави и недопустимостта на използването й при наличие на елементи от аустенитни стомани в почистваното оборудване, които са много чувствителни към "хлорно" корозионно напукване при последваща работа на котела, в което остават дори много малки количества хлориди.
Сярната киселина е безопасна по отношение на корозионното напукване на аустенитни стомани, но практически не разтваря карбонатни, сулфатни и силикатни скали, а по време на промиване преди стартиране оставя значителна част от котлен камък и ръжда неразтворени. Поради тези причини сярната киселина почти никога не се използва като основен реагент при киселинното почистване. Използва се сярна киселина, за да се спести по-скъпа и оскъдна солна киселина при разтварянето на карбонатния котлен камък. Спестяванията са постигнати чрез постепенно добавяне на сярна киселина към отработения разтвор за измиване и утаяване на калциев сулфат с "регенериране" на солна киселина за нейната повторна употреба:
Използвано е и предпусково почистване на котли с фосфорна киселина. Основните предимства на тази киселина са безопасността срещу вторична ръжда на почистената метална повърхност и липсата на агресивни изпарения, както при солната киселина. При почистване с фосфорна киселина не се изисква операция по пасивиране на метала на котела, чиято повърхност е покрита със защитен филм от железен фосфат. Недостатъците на фосфорната киселина са ниската интензивност на разтварянеотлага се, в резултат на което почистването трябва да се извърши със задължително кипене на разтвора (), както и голям разход на реагента, тъй като само монофосфатите и други тежки метали имат достатъчно висока разтворимост, т.е. от трите Н-йона на молекулата на фосфорната киселина се използва само един:
Фосфорната киселина, подобно на други минерални киселини, е много агресивна към стоманата; приложението му изисква добавяне на ефективни инхибитори към измиващия разтвор. За почистване на еднократни котли използването на фосфорна киселина е неприемливо.
Сулфаминова киселина () е намерила известно приложение за химическо почистване. Неговото действие е много подобно на това на другите минерални киселини, до които е много близко по степен на дисоциация. Сулфаминовата киселина е твърд кристален продукт, поради което е много по-удобна за работа от солната киселина и се използва в редица случаи при оперативно почистване на малки котли.
в) Почистване с органични киселини
От този клас основни реагенти за химическо почистване на оборудване лимонената киселина е получила най-голямо практическо приложение. Това се дължи на високата ефективност на лимонената киселина, нейните по-изразени комплексообразуващи свойства, както и съображения за по-голяма защита на метала от корозия в сравнение с други органични киселини. В допълнение, лимонената киселина като твърд продукт, много лесно разтворим във вода (до 40%), е лесна за обработка.
Желанието да се използват органични киселини, въпреки че те премахват отлаганията много по-бавно от солната киселина, се дължи главно на нежелателността на използването на минерални киселини (особено солна) за почистване на котли с елементи, изработени от аустенитни стомани, предимно прави [4]. органични киселиниимат и предимството, че техните остатъци в котела при висока температура се разлагат напълно с образуването на летливи съединения (и т.н.), а това позволява по-малко цялостно измиване на промивния разтвор, което е особено важно за еднопроточните котли. Лимонената киселина с добавка на инхибитори е най-широко използвана за химическо почистване, предимно на проточни котли с високо и свръхвисоко налягане с част от нагревателните повърхности от аустенитни стомани. Почистването на оборудването с лимонена киселина се основава както на директно разтваряне, така и на нейното свързване на железни йони в силни комплекси. Лимонената киселина ефективно отстранява котлен камък и отлагания от магнетит, но не действа върху силикатите и медта. Отлаганията на калциеви съединения се отстраняват с лимонена киселина в ограничена степен. При почистване с лимонена киселина е необходимо стриктно спазване на технологичния режим, в противен случай е възможно изпадане на железни цитрати от разтвора и повишена корозия на метала на котела. Повишаване на pH на разтвора чрез добавяне на амоняк, т.е. използването на амониеви цитрати, например моноамониев цитрат, за измиване, а не на самата лимонена киселина, до голяма степен премахва тези затруднения и повишава ефективността на почистване. Използването на моноамониев цитрат вместо лимонена киселина също премахва медните отлагания.
Лимонената киселина се използва при химическо почистване на котли като спомагателен реагент. Например, лимонената киселина се използва за почистване на котли след изместване на основната част от промивния разтвор на минерална киселина, за да се избегне утаяването на железни оксиди в резултат на повишаване на pH на средата. По-малко ефективни от лимонената киселина са адипиновата, малеиновата, оксаловата и янтарната киселина, но те могат да заменят лимонената киселинав състави на базата на комплексони.
г) Почистване с комплексони
Най-разпространеният комплексон за почистване на отлагания е EDTA и неговите соли. По-малко ефективна нитрил триоцетна киселина (NTA). Агресивността на такива почистващи разтвори е много по-малка от солната киселина, дори инхибирана, което ги прави особено подходящи за многократни оперативни почиствания.
Състав и сила на миещи разтвори за химическо почистване на парни котли
Препоръките за състава и концентрацията на миещите разтвори са дадени в таблица 2.2.
Изборът на реагент зависи от състава на отлаганията