专利名称：钙垢的循环清除方法及清除剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及到钙垢的清除，尤其是制糖工业中糖垢的清除方法及清除剂。
糖垢是困扰制糖行业的一个难题，为了有效地去除糖垢，人们做了大量的研究工作，《甜菜糖业》制糖分册1980年第1期40页刊登“硝酸铵除垢的尝试”系采用8-10%的纯碱煮16个小时，使蒸发罐糖垢疏松，然后用水将残碱冲洗干净，再加入约为积垢重量的3-4倍的硝酸铵煮16个小时，该种方法由于清洗时间长，需32个小时，不能在蒸发罐轮洗时间(24小时)内完成，在实际的工业应用中会影响生产的正常进行，能耗大(蒸汽加热煮32小时)，且仅为一次试验，未形成工业化生产。美国专利US3，651，868公开了一种“钙垢的清除”是关于从固定表面清除钙垢，特别是那些发生在油井、气井的钻孔区以及与之连接的流体收集设备上的钙沉积物，也关系到某些工业设备中与流体接触表面上的垢层的清除，如锅炉、冷却塔等，其清除过程为a、将无水氨、二氧化碳和水混合在一起，形成碳酸铵、氨和二氧化碳的水溶液;b、用上述溶液与固定表面的硫酸钙相接触，将垢层转化为碳酸钙和硫酸铵;c、用水或酸性水与上述表面接触以溶解碳酸钙和硫酸铵。该法主要的目的是在加压下去除硫酸钙，而未提及其它钙盐的去除。
此外，《甘蔗糖业》制糖分册1981年第3期第44-46页报道了“蒸发罐积垢的预防和消除”(译自《法国糖业》1977年第5期)，《甜菜糖业》制糖分册1980年第1期第57-59页报道了“法国糖厂蒸发罐的防垢试验”(译自《法国糖业》1977年第5期)，上述两文的主要内容为在制糖工艺中添加防垢剂-聚合电解质如聚丙烯酸及盐类或有机磷酸盐，以达到少积垢或不积垢的目的。美国专利US4，264，463揭示了一种“去除草酸钙垢的方法”，其主要目的是去除亚硫酸盐制纸浆法、化学磨木纸浆法或半化学纸浆法、甘蔗或甜菜糖制造工业、啤洒发酵过程或葡萄洒发酵过程、威士忌蒸馏过程或纸浆漂白过程中所用设备的内壁积垢，其清洗方法为将草酸钙积垢和含有a.Al+3或Fe+3;b.酸根阴离子如盐酸、硝酸、氨基磺酸、甲酸、乙酸、丙酸、草酸、乙醇酸、丙二酸、苹果酸、乳酸、酒石酸和柠檬酸的水溶液发生化学反应，以达到使垢溶解的目的。
本发明的目的是提供一种简单、易行并能在20小时内有效地循环清除钙垢尤其是制糖设备积垢的方法和除垢剂。
制糖工业的蒸发过程主要是传热过程，在此过程中，糖汁发生了一系列化学及物理化学变化，而最主要的是有大量沉淀析出，而附着于金属加热面上成为糖垢，糖垢的成份为部分有机物和无机物。并随着甘蔗的品种、地区、生长条件、地质地貌以及灌溉水的不同而有差异，但其主要成份为钙的碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、草酸盐和磷酸盐，本发明所述的钙垢的清除方法即要清除上述积垢，其步骤为一、予处理阶段用予清除剂在温度为80-95℃、流速为0-0.5m/s的条件下处理2-6小时;
二、排液，水冲洗，使冲洗水的PH值降至8-9;
三、处理阶段用清除剂在温度为35-45℃、流速为0.5-0.8m/s的条件下循环清洗4-8小时;
四、排液，水冲洗，使冲洗水的PH值为5-7。
本发明所述的清除剂包括予清除剂和清除剂，予清除剂为NaOH0.8-1%、Na2CO30.5-1%、X0.2-0.6%(X＝Na3PO4、Na2HPO4、NaH2PO4中的至少一种)，清除剂为HCl0.05-1%、Y0.3-0.5%(Y＝HF、H2SiF6中的任意一种)、缓蚀剂0.3-0.5%、表面活性剂0.5-1%、添加剂1-2%(重量百分比)。
本发明所述的予处理阶段主要是使予清除剂与糖垢反应，使糖垢疏松，继而与金属表面剥离，反应机理如下
上面出现的大量碳酸钙，呈微粒的可从废液中排出，若形成沉淀并附着于糖垢上，有待于处理阶段进行清洗。予清除剂中的磷酸盐既可参加反应，又有使金属表面磷化的作用，使设备不遭受腐蚀。予处理阶段的目的主要是除去积垢中的酸不溶物(主要为硅类物)，使垢成为蜂窝状，便于处理阶段的化学反应的进行，在该阶段中，可不必循环，由汽鼓送入蒸汽使予清除剂在蒸发器内沸腾，靠其沸腾达到对流运行(或加热后加快分子运动)。
处理过程机理如下
从上式中可以看出，大量的铁参与了反应，也就是说除锈迹等被清除外，容器的金属也被反应，即产生了腐蚀，所以在本发明所述的清除剂中加入了缓蚀剂，其缓蚀剂可为石油副产物中堤取的喹啉、吡啶、咪唑啉等。本发明所述的清除剂中的活性剂表面为阴离子型表面活性剂，如OP15、十二烷基苯磺酸钠等，添加物为NH4F、NH4NO3、NH4Cl。
本发明所述的钙垢的循环清除方法及清除剂可适用于制糖工业蒸发设备，造纸蒸发设备、酒类发酵设备以及轻化工中的热交换器，本发明所述方法由于采用了循环清洗，使整工艺在较短的时间内得以完成，而且能耗低(仅予处理阶段需要较高温度，且时间短)，在工业应用中有非常好的经济效益，并且在清除剂中采用了缓蚀剂，缓蚀率高达99%以上，也即在整个酸洗过程中的腐蚀问题可以忽略不计，清洗后的设备呈黑色氧化膜保护层，使新生垢不易附着，沉积，在清除剂中采用了表面活性剂，使顽固的积垢能顺利地被清除。
附图
为本发明所述方法循环清洗管路图。
图中1-蒸发罐2-循环槽3-循环泵4-采样阀5-测温阀6-测压阀7-加液管实施例在蒸发罐中加入水至正常蒸发液位，加入NaOH、Na2CO3、Na2HPO4，使其浓度分别为0.5%、0.6%、0.2%，由汽鼓送入蒸汽煮沸4小时，打开入孔，排出废液，进行人工清扫剥落的泥浆，特别是U型圈内的沉积物，用2kg/cm2的工业水冲洗，使水溶液PH＝7左右，再加水至蒸发罐中正常蒸发液位，加入HCl、HF、吡啶、OP15、NH4NO3使其浓度分别为0.1%、0.3%、0.4%、0.7%、1%，按附图所示接通管线，温度控制在40-45℃，流速为0.5m/s，循环清洗直至积垢溶解完(约6小时)，打开入手孔，用2kg/cm2水冲洗管道及容器，将积存的垢块特别是U型圈内的废液清除干净，冲洗水PH为7左右，即可拆出清洗管线，使设备投入生产运行。
对于部分特殊糖垢，仍有一些酸碱不溶物呈泡松状附着于管内壁上，此时，可用人工捅刷一次，再用水冲洗，即可达到满意的清洗效果。
权利要求
1.一种钙垢的循环清除方法，包括予处理阶段、水冲洗、处理阶段、水冲洗，其特征在于予处理阶段系采用予清除剂在温度为80-95℃、流速为0-0.5m/s的条件下处理2-6小时，处理阶段采用清除剂在温度为35-45℃、流速为0.5-0.8m/s的条件下循环清洗4-8小时。
2.一种钙垢清除剂，包括予清除剂和清除剂，其特征在于予清除剂为NaOH0.8-1%、Na2CO30.5-1%、X0.2-0.6%(X＝Na3PO4、Na2HOP4、NaH2PO4中至少一种)，清除剂为HC10.05-1%、Y0.3-0.5%(Y＝HF、H2SiF6中的任意一种)、缓蚀剂0.3-0.5%、表面活性剂0.5-1%、添加剂1-2%(重量百分比)。
3.按照权利要求2所述的清除剂，其特征在于表成活性剂为OP15、十二烷基苯磺酸钠。
4.按照权利要求2所述的清除剂，其特征在于添加剂为NH4F、NH4NO3、NH4Cl。
全文摘要
本发明涉及到钙垢的清除，尤其是制糖工业中糖垢的清除方法及清除剂。本发明所述方法的步骤为一、预处理阶段；用预清除剂在温度为80-95℃、流速为0-0.5m/s的条件下处理2-6小时，二、排液，水冲洗，使冲洗水的pH值降至8-9；三、处理阶段；用清除剂在温度为35-45℃、流速为0.5-0.8m/s的条件下循环清洗4-8小时；四、排液、水冲洗，使冲洗水的pH值为5-7。
文档编号C02F5/08GK1069296SQ9110547
公开日1993年2月24日 申请日期1991年8月12日 优先权日1991年8月12日
发明者刘沣 申请人:刘沣