工廠保潔之化學清洗概（gài）述（shù）

（一）化（huà）學清洗現狀

化學清洗是一門新型（xíng）技術，在工業生產中發揮著重要作用。它的（de）研究內容包括:積垢的形成機理與性能（néng）；化學清洗劑及助劑；緩蝕劑作（zuò）用（yòng）機（jī）理；化學清洗工藝技術；化（huà）學清洗設（shè）備研製；清洗過程廢液處理及監測技術等。

在國（guó）外，如美（měi）國、日本、新加坡等工業發達國家的化學清洗業發展較（jiào）早，已有專（zhuān）業化程（chéng）度（dù）很（hěn）高的化學清洗（xǐ）體係。我國在20世紀80年代以後成立了第一家化學清洗公司，在全國有300多家分公司，初步形成了我（wǒ）國（guó）新興的（de）清洗產業網絡，成功地清洗（xǐ）了揚子30萬噸合成氨、90萬噸氮磷複肥裝置（zhì）等幾（jǐ）十套大型引進裝置和（hé）1萬多台單元設備，技術已經達到了國際先進水平，打破了外（wài）商壟斷大型設備係統清洗的（de）局麵。

（二）化學清洗的工（gōng）業應用

隨著近代工業的（de）迅速（sù）發展和生產需要，化學清洗的應用領域越來越廣泛（fàn）。

1.化學工業（yè）的化學（xué）清（qīng）洗

化學工業的化學清洗主要包括如下幾個方麵：

（1）新建裝置投產前的清洗。主要去除軋製氧化皮、防鏽油、保溫（wēn）材料碎屑等。

（2）設備垢層的清洗。化工裝置的垢型多（duō）種多樣，十（shí）分複雜，如各類油垢、積炭、各種催化劑、粉塵、副反應沉（chén）積（jī）物、聚合物，需設計特殊的清洗工藝（yì）除垢，保證化工裝置的正常使用。

（3）水冷係統（tǒng）的清洗。主要去除各類水垢、設備腐蝕積垢（gòu）、其他係統帶入的沉積（jī）物等。

2.金屬加工工業的（de）化學清（qīng）洗

金（jīn）屬加工（gōng）前和（hé）加工過程（chéng）中往往需要除去表麵的油垢、氧化物等。電鍍、塗漆、搪玻璃、冷（lěng）軋熱軋鋼板、塑性（xìng）加（jiā）工（gōng）等工（gōng）藝，都要進行表麵處理和化學清洗，提高鍍層、塗層、搪玻璃等附著（zhe）力（lì）。

3.輕工業的化學（xué）清（qīng）洗

包括家（jiā）用器（qì）皿、織物（wù）、皮革、衛生（shēng）設（shè）備、家具、裝飾品等（děng）的去（qù）汙、去（qù）油（yóu）、去灰、脫臭、脫脂等。

4.動力工業的化學清洗

主要是發電廠和工業、民用鍋爐的清洗。鍋爐的清洗具有普遍性:一（yī）是清除水處理（lǐ）不妥（tuǒ）而生（shēng）成的水垢；二是（shì）清除由於停爐（lú）保護不夠（gòu）造成的腐蝕產物。電廠的（de）清洗包括整個水（shuǐ）汽係統、水係統、蒸（zhēng）汽係統及冷卻循環係統的清洗。對於核電（diàn）廠，主要是清洗原子能反應堆。

5.醫藥衛生和食品工業的化（huà）學清洗

主要是以保持衛生為目的的消毒（dú）、滅菌、洗淨。包（bāo）括生產車間、設備（bèi）、容器、器具、產（chǎn）品等，都需要進行清洗（xǐ）。

6.建築工業（yè）的化（huà）學清（qīng）洗

建築（zhù）工業中（zhōng）的清（qīng）洗（xǐ）包括建築物內部、外部、建築材料的化學（xué）清洗。

7.車（chē）輛工業的化學清（qīng）洗

車輛工業的化（huà）學清（qīng）洗主要包括以下幾個方（fāng）麵：

（1）鐵路車輛的清洗，主（zhǔ）要是機車的水汽係（xì）統的清洗和車輛外表麵鐵粉（fěn）、銅粉、炭粉、砂石油汙垢的清洗。

（2）汽車的化學清洗，包括汽車水箱、燃燒氣係統和外表麵的清（qīng）洗。

（3）鋁製拖車的化學清洗（xǐ）。

（4）車輛零件的清洗。

8.船舶工業的（de）化學清洗

包括油艙、深艙、船體、發動機、部件等的化學清洗。

9.航空（kōng）工業的化學清洗

主要是為了防腐蝕和美觀而進行的（de）機（jī）身外部和內（nèi）部的清洗、發動機清洗，以及飛機外部老化塗料（liào）的剝離。

10.宇航（háng）工業的化學清洗

從宇航、外星係返回地球的（de）座艙、器械、衣服、人體等要進行消（xiāo）毒（dú）、滅（miè）菌（jun1）、去除宇宙汙染等特殊（shū）清洗（xǐ）。

11.軍事工業的化學清（qīng）洗

軍事工業中的清洗包葫槍械、炮、火箭發射台、飛機、坦克、汽車（chē）、軍艦、核潛艇的運（yùn）轉零部件（jiàn）及殼體的清（qīng）洗，核汙染的清洗，以及化學和細菌玷汙的清洗。

12.其他領域的化學清洗

化（huà）學清洗在（zài）園林、農（nóng）業、生活等各方麵有著廣泛的應用。如穀物、蔬菜、果品的殺菌去黴、去汙物等的清洗，樹木綠化的殺蟲清洗，動物園脫臭清（qīng）洗，橋梁、隧道的清洗，家用（yòng）熱水器的（de）清洗，等等。化學清洗的（de）應用越來越廣泛，已成為生產生（shēng）活（huó）中必不可少的重要（yào）環節。

（三）化學清洗注意事項

1.要了解被清洗設備

化學清洗前首先要了解被清洗設（shè）備的材質、結構、適用時（shí）間、工藝介質、溫度、介質流速、結垢情況、曆次化學清洗情況分析等。

2.進行（háng）垢樣（yàng）分析

取垢樣分析，確定垢的成分、組成，通過溶垢、腐蝕試驗，選定清洗劑及清洗工藝條（tiáo）件，確定（dìng）方案。

3.清洗劑對材質的影響

特別注意清洗劑對某些材質應力腐蝕破（pò）壞的敏感性，如不鏽鋼不能用鹽酸清洗，銅材質不能用氨及氨類清洗劑，鋁設備不能用強堿清洗。

4.正確選（xuǎn）擇清洗主劑

一般碳鋼設備，碳酸鹽垢、鐵垢可選用鹽酸（suān）、硝酸清洗，個別含矽垢20%以上，可加HF、NaF補助（zhù）清洗劑。對貴（guì）重（chóng）設備如電廠銅凝汽器、鍋爐（lú）使用多年，又經過幾次化學清洗，為安全起見用1%以上氨基磺酸（suān）清（qīng）洗。此外，貴重（chóng）設備（bèi）最好用有機（jī）酸清洗，清洗（xǐ）效果好又安全，但價（jià）格比無機酸貴（guì）。

5.選擇優質緩蝕劑

化學清洗（xǐ）時為防止金屬基體（tǐ）被（bèi）腐蝕，要加入緩蝕劑。緩蝕劑能（néng）吸附或（huò）沉積在金屬表麵而有效地防止氫離子、氧化性離（lí）子（zǐ）對金180

屬的腐蝕。緩蝕劑選擇不當，如不鏽鋼常用（yòng）HNO，加HF清洗，用吸附性緩蝕（shí）劑可使不鏽鋼產生腐蝕；又如若丁緩蝕劑（jì）中含有（yǒu）NaCl，不能用於清洗（xǐ）不鏽鋼。清洗溫度過高會使緩蝕（shí）劑分（fèn）解失效造（zào）成腐蝕。因此，要選用優質緩蝕劑，尤其（qí）是異材組合設備應選擇多種材質均（jun1）適用的複合緩蝕劑，加入（rù）足夠量後混勻。

6.加入一定量的還原劑

清洗液中Fe*會加速（sù）鋼鐵的腐蝕而產生點蝕（shí）。因此，為了防止Fe3+的累積，應預先加入一定量的還原劑，要經常分析Fe3+的含量，當達到500mg/L時要補加還原劑。還原劑（jì）如亞硫酸鈉、氯化亞錫或聯氨（ān）等（děng），用來抑製腐蝕。當Fe*含量超（chāo）過lOOOmg/L時，就會出現點蝕（shí）。此時應立即采取有效措施，將（jiāng）清洗液排空（kōng），重新更換清洗液清洗。

7.慎用溶垢促進劑

對溶垢促進劑HF、氟化氫錢應慎用，除非清（qīng）洗含矽垢，否則一般清洗不（bú）加（jiā）入。

8.清洗溫（wēn）度

用無機酸清洗（xǐ）盡可能在常溫進行。如HNO3清洗劑對水垢（除矽垢之外）及氧化鐵垢有較高的清洗能力，加入高效（xiào）緩蝕劑特別適用於碳鋼、不鏽鋼、銅、鋁、鈦等異種材料（liào）混合結（jié）構（gòu）清洗，但濃度過高，溫度過高，對設備材質具有一定的危險性。又（yòu）如氨基磺（huáng）酸做清洗劑，腐蝕性（xìng）能比其他無機酸小，對碳鋼腐蝕速率僅（jǐn）為鹽酸的1/10，不含（hán）鹵素離子，不會造成應力腐蝕破壞，除垢速度較快，除鐵垢（gòu）也有一定能力。10%氨基磺酸應用於清洗工業水（shuǐ）冷設備及中央空調，溫度不超過（guò）50咒。因為高溫時會水解生成硫酸鍍（dù），除了失去除（chú）垢能力之外，還會腐蝕銅部件（jiàn）。

9.清洗時間

達到終（zhōng）點後，應排放廢液，總清洗（xǐ）時間不宜太（tài）長。

10.清洗流速

一般（bān）控製在0.5m/s為宜，流（liú）速過低清洗劑不能及時更新，溶解（jiě）氧、緩蝕劑消耗來不及補（bǔ）充（chōng），易產生濃差電池腐蝕；流速太（tài）快溶垢快，但（dàn）容易造成衝蝕破壞。

（四）垢的形成和分析

化學清洗前隻有弄清垢的形成原因、形成（chéng）條件和性質（zhì），才能正確（què）選擇清洗（xǐ）劑及工藝條件，清除積垢，同（tóng）時還（hái）有助於防止或減輕（qīng）結垢（gòu）。工業設備（bèi）中最常見的積（jī）垢類（lèi）型有水（shuǐ）垢、腐（fǔ）蝕積垢、生物黏泥、有機質垢及其他積垢。垢的形成大都起因於沉澱、結晶、化學反應、腐蝕和微生物的（de）生成等因素，結垢過程（chéng）複雜。

1.固（gù）體顆粒的沉澱（diàn）

流體係統中所夾帶的固體顆粒如沙粒、灰塵、炭黑，在設備表麵（miàn）沉積而形成垢。這種垢在冷卻水係（xì）統中的換熱器表（biǎo）麵最容易出現。這種垢（gòu）較為疏鬆，易於除去。例如翅片式換熱器、開放（fàng）式冷卻係統、冷卻塔，工業粉塵、炭（tàn）粒容易沉積結垢。

2.由（yóu）結（jié）晶造成的結垢

由結（jié）晶引起的結垢（gòu）是經常遇到的（de）。比如在蒸發時（shí）鹽濃度不斷提高，直至溶液（yè）飽和或過飽和（hé），晶粒析出（chū），沉積於換熱器表麵，結垢主要取決於物質的溶解度。如果溶液（yè）中主要（yào）是單鹽，則垢層較厚，結垢致密（mì），與壁麵的結合較牢固；若是複鹽，則垢層薄，易清洗（xǐ），易（yì）脫落。在冷卻水循環係統中析出的CaCO3和CaSO4就（jiù）屬於此類，常稱為水垢。

水垢是工業設備中（zhōng）最常見的積垢，因鍋爐、換熱器等係統大（dà）都是以水（shuǐ）為介質。水垢的成（chéng）分相當複雜，有碳酸鹽、硫（liú）酸鹽、矽酸鹽及其混合物等。它們的形態（tài）也各不一樣，有的堅硬，有的鬆軟，有的是粉末（mò）狀，有的呈鱗片狀。熱導（dǎo）率比（bǐ）金屬低（dī）很多，一般為0.058-5.8W/（m3）。金屬鋼管的熱導率比水垢的熱導率大6-10000倍，也就是對同（tóng）樣的傳熱麵積，水垢的熱阻要（yào）比金屬（shǔ）大6-10000倍。

3.由化學反應生成的垢

物體與加熱表麵接（jiē）觸（chù）時，由於自身氧（yǎng）化和聚合反應而生（shēng）成汙（wū）垢，牢固附著設備表麵。設備表麵金屬腐蝕有助於（yú）氧化，當溫度（dù）高時還會導致（zhì）結焦，這種（zhǒng）垢層（céng）硬（yìng）而韌（rèn），不易清除。

4.由腐蝕形成的垢

由金屬表麵的化學或電化學（xué）腐蝕引起，例如通過表麵的均（jun1）勻腐蝕或孔（kǒng）蝕使（shǐ）金屬受損，產生金屬腐蝕產物。這種（zhǒng）腐（fǔ）蝕產物一方麵造成換熱器表麵上大的熱（rè）阻，同時又可起到催化作用，有利於其他結垢過程；另一方（fāng）麵腐（fǔ）蝕後增加（jiā）了金（jīn）屬表麵的粗糙度，而有利於沉積結垢（gòu）和增（zēng）強表麵晶核附著能力。

金屬腐蝕形（xíng）成了垢，同時也增加物料的汙損（sǔn）。冷卻水的pH值對金屬腐蝕的形態（tài）極有影響。低的（de）pH值（zhí）易引起均（jun1）勻片狀的腐蝕產物，而中性或堿性的冷卻水易導致（zhì）孔蝕。

金屬暴露於大氣中與介質接觸產生腐蝕，產物主要有金屬氫氧化物、氧（yǎng）化物、碳酸鹽、硫化物（wù）等。

5.生物黏泥

在石油、化工、冶金等工（gōng）業冷卻水係統中，設備（bèi）的冷卻裝（zhuāng）置及其（qí）他管道由於微生物大（dà）量繁殖而形成（chéng）的生物黏泥，同樣威脅著設備正（zhèng）常安全運行，也要清（qīng）洗。

由（yóu）微生物群體及其排泄物與化（huà）學汙（wū）染物、泥漿等組分黏附在換（huàn）熱器、管道、冷卻塔、水（shuǐ）槽（cáo）等壁上的膠黏狀沉積物，稱生物（wù）黏泥或軟泥、軟垢。與其他垢（gòu）的區（qū）別是:在成（chéng）分上（shàng），黏泥的有機物占40%-60%，灼燒後減量在20%以上（shàng），而其他垢的灼燒減量一（yī）般都低於20%；黏泥形成速度較快，在短時內就能形成；黏泥可以（yǐ）有效地黏附在任何設備（bèi）表麵，而（ér）其他垢的黏附性能不強。生物黏泥（ní）是由（yóu）細菌、真菌、藻類等微生物引起的，但主要是細菌。它（tā）繁殖速度是非常快的，如果條件適宜，經（jīng）過1小時就可繁殖近億個。循環冷（lěng）卻水是一個特殊的生態環境，水溫25~40咒和pH值6.5-&5，恰好是多種微生物生長的最佳環境，而且循環濃（nóng）縮營養源和氧均豐富。在生物黏泥的下方形成局部氧濃差電池，鐵不斷被溶解，引起嚴重的局部（bù）腐蝕。

生物黏泥附著速度快，一個月（yuè）就可（kě）達數毫米，它比腐蝕產（chǎn）物和垢的附著所引起換熱器效率的降低還要嚴重。因（yīn）此，應適時地采用（yòng）生化清洗方法投加具有殺滅、溶解、剝離、清洗作（zuò）用的生（shēng）化藥劑，消除微生物的種（zhǒng）種危害。

6.有機質垢

有機質垢有結焦的積炭、有機物（wù）黏附和人為的藥劑塗料（liào）等，多數積炭是瀝青質、焦油（yóu）質（zhì）等的混合物。

有機碳常用混合酚、苯、二氯甲烷清除，這種方法除碳（tàn）能力強（qiáng），常溫對有色（sè）金（jīn）屬無腐蝕（shí）現象，但成本高，有毒。

無機碳常用NaOH，Na3PO4，Na2CO3清除。毒性小（xiǎo），成本低。但除碳效果差，對（duì）某些有色金屬有腐蝕作（zuò）用。多數除碳劑由溶劑、稀釋劑、活性劑和緩蝕劑組成。

有機物黏附是以有（yǒu）機物、油類（lèi）、脂類為主體，混有（yǒu）固體塵（chén）粒或一些親水性物質。如煤（méi）焦油垢、原油輸送（sòng）管線、儲罐、煤（méi）氣管（guǎn）線（xiàn）的垢（gòu）體等屬於（yú）此類。有機黏附物（wù）的化學清洗主要用（yòng）有機（jī）溶劑溶解。有機塗層可用（yòng）高壓水射流衝洗清（qīng）除（chú）。

7.其他積垢

其他積垢如（rú）大氣中塵（chén）埃（āi）積垢、催化（huà）劑粉塵積垢、有機（jī）物聚合結垢以及化工設備中各類反應所造成的特殊結垢。

8.垢（gòu）的分析

垢（gòu）的分析有定性分析和定量分析之分，前者用於鑒別，後者用於仔細分析結垢形態和機製。

（1）采樣。從受熱麵上直（zhí）接采集垢樣，經過破碎、縮分、研磨等過程製（zhì）成分析試樣。

（2）垢的定性分析。包括對鐵（tiě）垢、碳酸（suān）鹽水垢、硫酸鹽水垢、矽酸鹽水垢、磷酸鹽垢、銅垢、油垢、有機物垢、鋁垢、垢樣中氯離子和pH值的（de）測定（dìng）。

（3）垢樣的分解。垢樣分解的目的在於將試樣製成便於分析的溶液，常用的方法（fǎ）有酸（suān）溶樣法、氫氧化鈉熔融（róng）法和碳酸鈉（nà）熔融法。

（4）垢樣的化學定量分析。包括（kuò）水分的測定、灼燒減（增）量的（de）測定、氧化鐵的測定、鈣和鎂（měi）氧化物的測定、二氧化（huà）矽的測定、硫酸鹽的測定（硫（liú）酸規光度法）等（děng）。

（5）垢（gòu）樣的儀器分析方法。主（zhǔ）要有分光光度（dù）法、原子吸收光譜法、電子能譜（pǔ）法、極譜（pǔ）分（fèn）析法等。