郭洪強(qiáng)
摘要:鍋爐化學(xué)清洗,就是采用化學(xué)藥劑水溶劑,在一定的工藝條件下來(lái)清除鍋爐動(dòng)力特種設(shè)備中水汽系統(tǒng)中的各種水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)物及油脂等污濁產(chǎn)物,使鍋爐受熱面清潔,并在金屬表面形成良好的金屬鈍化保護(hù)膜。本文選用標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液做參照試劑,乙酸—乙酸鈉作為緩沖溶液,二甲酚橙作為指示劑測(cè)定EDTA清洗液中游離EDTA濃度的測(cè)定。EDTA做參照試劑,磺基水楊酸鈉做指示劑測(cè)定清洗液中全鐵離子的測(cè)定。
關(guān)鍵詞:鍋爐;工業(yè)設(shè)備;化學(xué)清洗;EDTA清洗劑
1前言
鍋爐行過(guò)程中,會(huì)在鍋筒及管壁上粘附一層水垢。水垢的存在會(huì)使受熱面?zhèn)鳠釥顩r惡化,使排出氣體溫度增高,熱效率降低,增加物料消耗,并且會(huì)造成鍋爐超壓以及水冷壁管爆管等安全隱患,因此,如何避免鍋爐安全隱患,控制運(yùn)行時(shí)的成本是一個(gè)重要的課題,本文章重點(diǎn)研究鍋爐使用中清洗劑EDTA的效應(yīng),以及該清洗劑的優(yōu)勢(shì)和安全性。
2實(shí)驗(yàn)部分
2.1清洗流程
化學(xué)清洗可分為四個(gè)分項(xiàng):水沖洗、化學(xué)清洗、漂洗、鈍化。
化學(xué)清洗前首先進(jìn)行除鹽水沖洗,要求沖洗后水質(zhì)澄清,無(wú)大顆粒雜物,無(wú)大塊焊渣?;瘜W(xué)清洗時(shí)添加EDTA清洗劑,清洗時(shí)的添加緩蝕劑,防止腐蝕速率過(guò)快,損傷鍋爐爐本體金屬材料。漂洗鈍化階段,因?yàn)槭褂玫氖荅DTA二鈉進(jìn)行鍋爐化學(xué)清洗,所以可以添加氨水使之清洗液PH值升至9~10來(lái)進(jìn)行“一次加藥,一次成型”的目的,以形成良好鈍化膜。
清洗范圍主要包括:省煤器及清洗中的附屬管件、汽包內(nèi)壁及附屬管件、水冷壁管及爐前系統(tǒng)管道。
2.2 EDTA的清洗原理
EDTA是常用的絡(luò)合劑,不僅在分析化學(xué)中,常用作絡(luò)合滴定的標(biāo)準(zhǔn)溶液,而且廣泛用于電力,核工業(yè)、石油化工等工業(yè)設(shè)備的清洗。由于EDTA在水中溶解度較少,而在堿溶液中溶解度較大,并且與金屬離子絡(luò)合時(shí)通常以H2Y2-,HY3-,Y4-形式為主,因此用EDTA進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí),一般采用氫氧化鈉或氨來(lái)調(diào)節(jié)pH值,當(dāng)pH值在5~6.5之間時(shí)會(huì)形成鈉鹽與鐵離子垢絡(luò)合穩(wěn)定,當(dāng)pH值在9~10時(shí)形成銨鹽與鈣鎂等離子垢絡(luò)合穩(wěn)定。
EDTA電離反應(yīng):H4Y→H++H3Y-H3Y-→H++H2Y2-
H2Y2-→H++HY3-HY3-→H++Y4-
垢溶解反應(yīng):FeO+2H+→Fe2++H2O
Fe2O3+2H+→2Fe3++3H2O
CaCO3→Ca2++CO32-
MgCO3→Mg2++CO32-
EDTA與金屬離子的絡(luò)合反應(yīng):
Fe2++H2Y2-→FeY2-+2H+Fe3++H2Y2-→FeY-+2H+
Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+Mg2++H2Y2-→MgY2-+2H+
2.3鍋爐清洗時(shí)的化驗(yàn)方法
在較高的pH值條件下,EDTA清洗液中的鐵離子將因生成氫氧化鐵沉淀而從絡(luò)合物中釋放并分離出來(lái),過(guò)濾后的沉淀用酸溶解,便可測(cè)定溶液中的鐵離子含量。
EDTA濃度測(cè)定:量取1ml經(jīng)濾紙過(guò)濾的EDTA清洗液,倒入250ml的錐形瓶中,加入100ml純凈水,然后再往錐形瓶中加入10ml乙酸-乙酸鈉緩沖溶液,用PH計(jì)檢查被測(cè)液的pH值,若pH值不在5-6范圍內(nèi),用7%的稀鹽酸或5%的稀氨水調(diào)至PH=5-6范圍內(nèi)。調(diào)完P(guān)H后,向錐形瓶種加入10滴二甲酚橙指示劑,充分震蕩,此時(shí)該混合溶液應(yīng)為亮黃色,混合完畢后用0.05mol/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,隨時(shí)觀察溶液顏色變化,等溶液呈紅色或紫紅色時(shí),記下標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量。
EDTA全鐵離子的測(cè)定:在錐形瓶中放入1mlEDTA清洗液,然后加入100ml純化水,再加入25%(NH4)2S2O8溶液3ml,加熱至煮沸等待5分鐘,然后加入10%磺基水楊酸鈉1ml,用0.1mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,邊滴定邊觀察顏色變化,當(dāng)有紫紅色變淡紫色或橙黃色,記下消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量。
2.4實(shí)驗(yàn)試劑
EDTA清洗液;乙酸-乙酸鈉;1:4鹽酸;1:4氨水;25%(NH4)2S2O8;10%磺基水楊酸鈉溶液;EDTA標(biāo)準(zhǔn)液等。
2.5實(shí)驗(yàn)儀器
PH計(jì),電子調(diào)溫萬(wàn)用電爐。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
表3.1給出了70℃清洗液中EDTA濃度和全鐵含量存在以下關(guān)系。
結(jié)果表明清洗液中EDTA濃度在爐內(nèi)循環(huán)好后逐漸增強(qiáng),然后隨時(shí)間和水垢反應(yīng)增加逐步降低,最后趨于平穩(wěn),相應(yīng)的全鐵含量趨勢(shì)也是如此。
某企業(yè)清洗鍋爐汽包,清洗后表面呈現(xiàn)鋼灰色,沒(méi)有殘余氧化皮和焊渣,管件內(nèi)表面潔凈,無(wú)浮銹及二次銹蝕,所有清洗范圍內(nèi)的金屬表面均形成致密的鋼灰色鈍化膜。
4結(jié)論
實(shí)踐證明EDTA二鈉在清洗鍋爐時(shí),清洗液濃度在4-5%,清洗溫度在60-80℃,清洗時(shí)間在2小時(shí)時(shí)清洗效果最佳,因此EDTA二鈉適用于火力發(fā)電廠新建鍋爐的化學(xué)清洗。
參考文獻(xiàn):
[1]《蒸汽和熱水鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》GB/T 34355-2017
[2]《火力發(fā)電廠鍋爐清洗導(dǎo)則》DL/T 794-2012
[3]《鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)》/王嬌凌等編著.——北京:新華出版社,2011.8
[4]《火力發(fā)電廠凝汽器化學(xué)清洗及成膜導(dǎo)則》DL/T 975-2005
(淄博職業(yè)學(xué)院山東淄博 ?255000)
快樂(lè)學(xué)習(xí)報(bào)·教師周刊2021年6期