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                      氨基磺酸清洗成分復雜難溶水垢的實踐

                      發布時間:

                      2023-04-16 18:30

                      清洗成分復雜且難溶水垢有一定的技術難度,選擇適宜的清洗劑是關鍵。氨基磺酸是一種良好的化學清洗劑,在常規條件下能溶解用鹽酸等難以溶解的多種水垢。闡述以某氧氣廠冷卻系統化學清洗為例,用氨基磺酸清洗含有硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等復雜難溶水垢成功實踐,以供清洗同行參考。
                      關鍵詞:冷卻系統;氨基磺酸;化學清洗;難溶水垢
                      引言
                      熱交換系統通常用水作為介質進行工作,由于水中存在多種鹽類,經過一段時間的運行,系統中就會結垢,影響系統的工作效率,一般采用化學清洗的辦法除垢。有些水垢,多種成分混雜其中,如硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等,這些鹽類組成的水垢,用鹽酸、硫酸等強酸,很難全部清洗。氨基磺酸對于這些成分復雜且難溶水垢有較強的溶解能力。
                      1 氨基磺酸的性質
                      氨基磺酸[1]英文名:sulfamic acid。
                      1.1 物理性質
                      無色或白色斜方結晶,溶于水,水中溶解度:146.8 g/L (20 ℃), 熔點: 205 ℃,常溫下穩定性好,260 ℃時分解,工業品純度大于 98%。
                      1.2 化學性質
                      可理解為硫酸分子中的一個氫離子被胺基取代而生成,是中強酸,具有酸的通性,其鹽類易容于水,1%水溶液在 25 ℃時 pH 值 1.18,分子量97.09,分子式為 NH2SO3H,工業是用發煙硫酸與尿素反應制取。
                      2 氨基磺酸溶垢機理
                      氨基磺酸的溶垢反應均在水溶液中進行。
                      2.1 氨基磺酸與弱酸鹽及金屬氧化物的化學反應
                      [2]大多為復分解反應,速度快,生成鹽和水。CaCO3+NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+H2O+CO2↑Fe2O3+NH2SO3H→(NH2SO3)3Fe+2(NH2SO3)2 Fe+H2O
                      2.2 氨基磺酸與難溶鹽類 MpRq 反應
                      主要是通過化學平衡的移動及氨基磺酸鹽的較大溶解度來完成。MpRq + NH2SO3H→M (NH2SO3) p+ HqR當氨基磺酸濃度足夠大時,平衡向右移動,即難溶鹽 MpRq 被溶解,生成氨基磺酸鹽和對應于MpRq 的酸 HqR。由于氨基磺酸鹽的溶解度較大,生成的氨基磺酸鹽溶于水中,垢被逐漸溶解掉,而 MpRq 則會分解或溶于水中。CaP04+NH2SO3H→(NH2SO32Ca+H3P04CaSO4+NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+H2SO4Ca(SiO3)2+ NH2SO3H→(NH2SO3)2Ca+SiO2+ H2O氨基磺酸清洗難溶水垢工程實踐某氧氣廠冷卻系統由冷卻塔、循環泵及管道等組成。經過長時間的運行,系統結垢較多,冷卻效率下降,影響正常生產,決定進行清洗除垢。
                      3.1 垢樣成分分析
                      對該氧氣廠冷卻系統采集的垢樣進行鹽酸浸泡時發現,10%的鹽酸在 60 ℃下,毫無反應。后考慮垢樣可能是由硫酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽等復雜難溶鹽類構成,于是對其進行成分的定性和定量分析,結果證實,垢樣確實如此。其成分含量如表 1 所示。
                      這種垢用鹽酸或硫酸是不能溶解的,試用了多種清洗介質發現,只有氨基磺酸和乙二胺四乙酸 EDTA (ethylene diamine tetraacetic acid) 可以較好地溶解垢樣。比較這兩種清洗介質,最適宜的是氨基磺酸,其經濟優勢,操作條件和安全性都優于 EDTA。


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