化学清洗系统确定之后,应做好各项准备工作,包括清洗用药、清洗用水、热源、电源、备用泵、废液的排放等准备工作,并落实好各项安全措施。准备工作做好之后,便可进行化学清洗。除EDTA洗炉工艺外,其他清洗剂洗炉的步骤一般有:水冲洗—碱洗—酸洗—漂洗—钝化等步骤。一、水冲洗在化学清洗前,应先用清水将清洗系统进行冲洗,其目的是为了除去某些可被水冲掉的附着物。此外,水冲洗还可以检验清洗系统有无漏水之处。水冲洗的流速越大越好,但往往受现场条件(如泵的出力)的限制,但水冲洗的流速一般应保持大于0.6m/s。当清洗系统复杂时,可考虑分组进行。冲洗时,可先用清水冲至透明后再用除盐水置换。二、碱洗或碱煮碱洗的目的主要是为了清除锅炉内表面的油污或硅的化合物,以改善被清洗表面的润湿性,为下一步的酸洗创造有利条件。
碱洗液常用以下两种配方。(1)浓度为0.2%-0.5%的Na3PO4和0.1%-0.2%的Na2HPO4混合液。
(2)浓度为0.5%-1.0%的NaOH和0.5%-1.0%的Na3PO4混合液。另外,为了提高去污效果,通常还向碱液中添加少量的洗涤剂(如601、401洗涤剂)。
碱洗时流速一般应大于0.3m/s,碱液循环流动的时间为8-24h,温度一般控制在90-98℃。碱洗结束后,应放尽清洗系统内的碱洗废液,然后用除盐水(或软化水)冲洗回路,至出水PH≤8.4,水质清澈为止。在大多数情况下采用碱洗,但当锅内油脂较多或沉积物中含硅化合物较多时,可考虑碱煮。碱煮的目的,一是除油污;二是除二氧化硅和松动沉积物,以提高清洗效果。碱煮使用的药品主要是NaOH和Na3PO4的混合液,两者总的浓度为1%-2%左右,有时还加少量的合成洗涤剂(如烷基磺酸钠等)。碱煮的方法是,当锅内加入碱液以后,锅炉点火升温,使汽压至0.98-1.96MPa,并维持4h,随后进行排污,排污量为额定蒸发量的5%-10%。排污后再补水,然后升压碱煮、排污,如此反复几次,直至洗净为止。当药液浓度降到开始浓度的一半时,应适当添加药剂。最后当水温降到70-80℃时即可排出全部废液,并用水清洗。冲洗的要求和碱洗一样。三、酸洗
酸洗是化学清洗的主要步骤。用盐酸或柠檬酸清洗时,通常采用闭式循环方式,加入清洗液的方法有两种:一种是边循环边加药,即用碱洗后留在系统中的合格冲洗水来配制。首先使除盐水在系统中循环,并加热到所需的温度,然后在循环过程中慢慢加入事先配好的浓药液。其顺序是先加缓蚀剂,循环均匀后再加清洗剂,此法一般用于高参数锅炉;另一种是在清洗溶液箱中配置成一定浓度的溶液,并加热到所需温度,然后泵入清洗系统,此法常用于低压或中压小容量锅炉。 在酸洗过程中,应经常测定清洗液的温度,并在各取样点取样测定含铁量和酸浓度。用柠檬酸清洗时,还应测定其PH值。当循环到预定时间或清洗液中含铁量趋于稳定或检查监视管认为清洗干净时便可结束酸洗。酸洗结束后,不能用放空的方法排废酸,以免进入空气造成严重腐蚀,而必须用除盐水或软化水排挤酸液并进行冲洗。冲洗到排除水的PH值为5-6,含铁量小于20-50mg/L为止。四、漂洗
在酸洗结束,用除盐水冲洗后,还需要用稀柠檬酸进行一次漂洗。其目的是利用柠檬酸与铁离子的络合性,除去系统内残留的铁离子以及冲洗时可能产生的二次铁锈,为钝化处理提供更有利的条件。此过程可缩短酸洗后的冲洗时间,节省水耗。 漂洗时一般采用浓度为0.1%-0.2%的柠檬酸并添加适量的添加剂,用氨水调节PH值为3.5-4.0,温度维持在60-90℃,循环冲洗2-3h,漂洗即可结束。漂洗结束后,不再进行水冲洗,直接加氨迅速将洗液的PH调节到9-10,即可按下述方法进行NaNO2钝化处理。五、钝化
这是对酸洗后的锅炉所采取的一种保护性措施。因酸洗后的金属表面较活泼,暴露于大气中时非常容易受到腐蚀,所以应立即进行防腐处理,使金属表面上生成保护膜。这种处理通常称为钝化。目前钝化有以下几种方法。1.亚硝酸钠钝化法
此法通常用浓度为0.5%-2.0%的NaNO2溶液,PH值调节在9-10(氨水调节),温度维持在60-90℃,循环6-10h,然后排去钝化液用除盐水冲洗。此法能在金属表面上形成致密的呈钢灰色(或银灰色)的保护膜。2.联氨钝化法
此法是在漂洗后将漂洗液放掉,立即注入200-500mg/L的联氨溶液,并加氨调节PH到9.5-10,温度维持在90-100℃,循环钝化12-24h。此法能在金属表面生成棕红色或棕褐色的保护膜。3.磷酸盐钝化
此法是采用浓度为2%-3%的Na3PO4溶液,在70-90℃的温度下循环8-12h。此法能在金属表面上生成黑色的保护膜,此保护膜在高温下易溶解,一般只用于中、低压汽包锅炉。 除上述各步骤外,如果运行锅炉内沉积物的含铜量较高时,还应考虑化学清洗除铜步骤。因为,清洗含铜较多的沉积物时,清洗液含CU2+高,CU2+能使钢铁遭到腐蚀。CU会在钢铁表面析出,使金属表面不均匀地镀上了金属铜,由于铜、铁电极电位不同,所以铜和铁接触后,就形成了腐蚀电池,会造成被清洗金属严重的点蚀。当锅内沉积物中CUO的含量低于5%时,可在清洗液中加掩蔽剂除铜,如在盐酸清洗液中加硫脲,硫脲与铜离子会发生络合反应。当沉积物中CUO的含量大于5%时,可考虑增加氨洗步骤,其工艺条件为在浓度为1.5%-3.0%的氨液中,加入浓度为0.2%-0.75%的过硫酸铵,温度维持在35-70℃,处理4-6h。氨洗除铜的原理主要在于,铜离子在氨水中能生成稳定的铜氨络合离子,过硫酸铵能促进沉积物中铜的溶解。氨洗除铜按酸洗、氨洗的顺序不同分以下三种。(1)氨洗-酸洗。这种方案是先进行氨洗除铜,然后酸洗。由于铜铁沉积物往往混杂在一起,所以氨洗可能使沉积物内层的铜残留下来,影响除铜效果。
(2)酸洗-氨洗。它是先酸洗,然后氨洗。该法除铜效果好,但在酸洗时可能出现的CU2+的附加腐蚀。
(3)氨洗-酸洗-氨洗。它兼有两者的优点,但工艺过程较复杂。