氨基磺酸清洗成分復雜難溶水垢的實(shí)踐
發(fā)布時(shí)間：
2023-04-16 18:30
清洗成分復雜且難溶水垢有一定的技術(shù)難度，選擇適宜的清洗劑是關(guān)鍵。氨基磺酸是一種良好的化學(xué)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(chǎng)冷卻系統化學(xué)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(shí)踐，以供清洗同行參考。
關(guān)鍵詞：冷卻系統；氨基磺酸；化學(xué)清洗；難溶水垢
引言
熱交換系統通常用水作為介質(zhì)進(jìn)行工作，由于水中存在多種鹽類(lèi)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運行，系統中就會(huì )結垢，影響系統的工作效率，一般采用化學(xué)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(lèi)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(zhì)
氨基磺酸[1]英文名：sulfamic acid。
1.1 物理性質(zhì)
無(wú)色或白色斜方結晶，溶于水，水中溶解度：146.8 g/L （20 ℃）， 熔點(diǎn): 205 ℃，常溫下穩定性好，260 ℃時(shí)分解，工業(yè)品純度大于 98%。
1.2 化學(xué)性質(zhì)
可理解為硫酸分子中的一個(gè)氫離子被胺基取代而生成，是中強酸，具有酸的通性，其鹽類(lèi)易容于水，1%水溶液在 25 ℃時(shí) pH 值 1.18，分子量97.09，分子式為 NH2SO3H，工業(yè)是用發(fā)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(jìn)行。
2.1 氨基磺酸與弱酸鹽及金屬氧化物的化學(xué)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(lèi) MpRq 反應
主要是通過(guò)化學(xué)平衡的移動(dòng)及氨基磺酸鹽的較大溶解度來(lái)完成。MpRq + NH2SO3H→M (NH2SO3) p+ HqR當氨基磺酸濃度足夠大時(shí)，平衡向右移動(dòng)，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(huì )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(shí)踐某氧氣廠(chǎng)冷卻系統由冷卻塔、循環(huán)泵及管道等組成。經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的運行，系統結垢較多，冷卻效率下降，影響正常生產(chǎn)，決定進(jìn)行清洗除垢。
3.1 垢樣成分分析
對該氧氣廠(chǎng)冷卻系統采集的垢樣進(jìn)行鹽酸浸泡時(shí)發(fā)現，10%的鹽酸在 60 ℃下，毫無(wú)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(lèi)構成，于是對其進(jìn)行成分的定性和定量分析，結果證實(shí)，垢樣確實(shí)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(zhì)發(fā)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(zhì)，最適宜的是氨基磺酸，其經(jīng)濟優(yōu)勢，操作條件和安全性都優(yōu)于 EDTA。
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