化工設備清洗技術進展

盛文廣 李雙 門書琴（山東華魯恒升化工股份有限公司 山東 253024）

一、前言

在很多工業(yè)制造業(yè)中，化工設備作為其生產的重要物質條件，成為了重點關注的對象。這些化工設備由于長年累月的進行生產，所以，會受到各種因素的污染，因而出現了污垢。在機械設備出現了污垢后，就需要及時的進行污垢的清理工作。由于設備出現污垢后需要花費的清理費用巨大，所以，盡早發(fā)現污垢，就能夠減少污垢清洗費用支出。確保污垢從機械設備中去除，保證化工生產中的機械設備能夠穩(wěn)定高效的運轉，提高運行效率。同時，這個清洗污垢的過程，其實也是一個節(jié)能減排的過程。

二、污垢的形成過程

每一個化工生產過程中，其產生的化學和物理反應都是不一樣的。所以，污垢形成的條件和過程也是不一樣的。具體來說，溫度、壓力、物品等因素的不同都會形成不同的污垢。污垢的種類主要包括了：

1.固體顆粒在壁面積累而成的污垢

這些顆粒的污垢主要是機械設備在運轉的過程中，其中的固體顆粒不斷的凝結聚集在設備的表面。比如流動的液體中也可能會有一些的固體的顆粒，這些顆粒就會聚集在機械設備的壁面上。一般來說，某些冷卻系統(tǒng)的表面比較容易出現這種情況的污垢。

2.結晶過程形成的污垢

在溫度不斷的變化過程中，由于水溫的變化引起蒸發(fā)，從而使微溶鹽在過飽和狀態(tài)下結晶析出,沉積在設備表面。一般來說，機械設備上的 CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2、MgCO3、Mg(OH)2都是屬于這類型的污垢。

3.化學反應所形成的污垢

這種污垢出現的主要原因是化學反應。主要的過程是，某些流體的物質經過高溫的機械表面的時候，就會出現各種氧化反應，從而出現了污垢。例如，一些單體烴的物質，在處于溫度比較高的機械的時候，就會化學反應，導致聚合物的出現。這些物質都會長期的凝結在設備的表面上，更嚴重的時候還會出現結焦。

4.腐蝕產物形成的污垢

腐蝕出現的原因也是化學反應，不同的是，它是由于金屬出現了各種化學反應才形成的污垢。此外，這些金屬表面被腐蝕后，它不單單只形成污垢。還有可能會導致設備的電阻變大，影響設備的正常運行。如鍋爐、換熱器在傳熱層上形成腐蝕和氧化的積累污垢。

5.生物形成垢面

這種生物污垢主要存在于一些冷卻水系統(tǒng)里。由于這些開放型的冷卻水系統(tǒng)中有很多的微生物，當這些微生物和其他的物質結合的時候，就會出現各種的化學污垢，從而導致機械設備的運行受到影響。

三、消除污垢的方法

污垢的清洗不可以一成不變，因為不同的機械設備的材質不一樣，需要選擇的清洗方式也不一樣。同時，出現污垢的原因不同，也要選擇不同的清洗方式。具體來說，現在主要有物理清洗法和化學清洗法兩種清洗方式。

1.方法一：物理清洗

物理清洗主要指的是，在污垢形成的地方，通過物理作用進行脫垢處理。物理清洗主要可以有以下幾種的方法：第一，使用水汽來清洗污垢；第二，噴丸清洗方法，第三，利用高壓水噴水來清洗。

（1）水汽清洗技術

這種物理清洗方式，其關鍵環(huán)節(jié)是依靠壓縮后的空氣的巨大能量。在清洗之前，把壓縮好的空氣添加到水中。從而起到增加水流壓力的效果，從而使水與空氣產生的混合流進行污垢的去除。在使用對象上，主要適用于管道的清洗，缺點在在清洗過程中，對于表層形狀比較復雜的設備的清洗，達不到均勻的程度。

（2）高壓水射流清洗技術

高壓水射流的方式主要依靠高壓泵的功能。高壓泵可以快速的形成高壓水,這些高壓水又通過噴咀，形成一種流速很快，壓力很高的水流。而后采取正向或者是側向，使其沖擊被清洗的表層,運用低壓高流速的水射流，把結垢物從表層剝離。這種清洗技術的主要優(yōu)點是，它沒有任何的破壞性，也不會污染設備，可以提高清洗的效果和節(jié)約成本。

（3）噴丸清洗技術

噴丸清洗方式依靠的是高速的水流和彈丸。首先，依靠高速的水流來提高彈丸的運動速度，進而保證彈丸可以對機械設備的表面進行撞擊，從而導致污垢和設備表面分離。其中進行撞擊的彈丸材質，大多采用塑料制品制成。這種噴丸技術，是屬于表層處理技術的一種，優(yōu)點是噴丸機進行工作的過程中，不產生其他物質，不會對水和空氣造成影響，對也不會導致機械設備出現各種的化學反應。這種清洗技術對于鋼材表層的清洗，尤其是對表層大面積進行清理的情況下，是一處十分有效的手段，這種方式主要用于材質是鋼的設備，包括一些比較比較大體積的船體和罐體，都可以使用這個方法，也可以應用于管道內壁的清洗。

2.方法二：化學清洗

化學清洗技術，指的是通過化學藥劑的溶解作用，使垢物從表面去除的方法，在實際操作中，通過使用化學藥劑與垢物進行化學反應，產生可以溶解的鹽類或者是化合物,在放出清洗液的時候，化學反應后的物質具有破壞污垢結構，使其去除的效果，這種方式能夠加快垢物從表面清除。按照所使用的清洗劑里面的化學物質的不同，這種化學的清洗技術主要有堿洗和酸洗兩種方式。

（1）堿清洗方法

堿液對于油脂性的污垢去除的效果較好,堿液可以作為脫脂劑。堿本身具有較強的化學活性,也可以對鋼鐵的表層產生比較緩慢的侵蝕作用,在使用中，去除污垢的效果較好，比較容易溶解并消除。經常使用的堿清洗的技術包括了強堿、弱堿和熔融堿清洗。一是強堿清洗，這種方式主要應用于鋼鐵設備的清洗。強堿清洗液的原材料包括了NaOH、Na2CO3、Na2SiCO3等。它的水溶液中還要放入一定比例的洗滌劑來提高其活性，以提升去油的效力；需要注意的是，當污垢比較復雜的時候，比如污垢是植物的油類物質的時候。必須要使用苛性鈉(NaOH)這種類型的強堿來進行清洗。促使污垢變成水溶性的脂肪酸鈉和甘油；如果形成污垢的主要成份是礦物性中性油脂性的情況下，要同時使用強堿以及硅酸鹽、聚磷酸鹽幾種物質。通過同時使用幾種物質的辦法來達到脫脂清洗的效果。二是弱堿清洗，這種弱堿清洗液中的物質包括了：磷酸三鈉、磷酸鈉、以及硅酸鈉。如果有必要，適當在其中添加合成洗滌劑，調節(jié)pH酸堿度在8—11.5之間。這種弱堿清洗液主要用于銅、鋅、鋁等金屬和合金的清洗。三是熔融堿法清洗，這種清洗方式主要是在苛性鈉熔融槽中，加入適量的金屬鈉,并注入氫氣，進行氧化物的還原?？偟膩碚f，此種清洗技術被廣泛的使用在耐熱鋼、工具鋼、不銹鋼以及鑄鋼、銅合金等的氧化皮的消除，這種方式不利于設備內壁的清洗。

（2）酸清洗的方法

設備在酸洗的過程中,經過酸以及污垢的反應，來進行污垢的消除的方法。其中酸容易給設備帶來腐蝕，為了減輕酸對設備的腐蝕程序,在使用的時候，必須要加入緩蝕劑。酸清洗劑的主要成份是由酸、緩蝕劑以及表層活性劑等組成。具體的物質選擇還應該考慮污垢的成分、特性、設施的材料和技術媒介等要素決定。酸清洗選擇的比較常見的酸溶液有硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、氨基磺酸、有機酸等等。金屬設備經過酸洗后還要進行沖洗、中和及鈍化處理，鈍化溶液在金屬表面形成一層保護膜，避免設備再生銹。通用的鈍化劑有亞硝酸鈉、聯(lián)氨、純堿、燒堿、磷酸鹽等。

結束語

本文主要論述了我國清洗技術的一些發(fā)展概況。通過本文的介紹和研究，我們可以知道，清洗技術發(fā)展過程,依然有許多難題需要解決。探索和開發(fā)無污染的清洗技術,包涵開發(fā)新型化學清洗技術,實施清洗過程的高效、低成本和低污染；同時，要不斷的配備更好、更科學的設備，采用更好、更科學的技術手段,盡量朝著在線清洗或者免洗的方向發(fā)展。這些新技術的運用不但可以提升生產效率，取得很大的經濟效益,并且還可以獲取較大的環(huán)境效益。

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