专利名称：一种清洗碳酸钙垢的方法
技术领域：
本发明属于除垢的方法，确切地说是一种清洗碳酸钙垢的方法。
在设备管道，尤其是热交换器的冷却水侧壁上经常沉积水垢，其主要成分是碳酸钙。现有技术用于清除水垢的化合物主要是无机酸和有机酸两大类。其中无机酸有盐酸、硫酸、硝酸等，使用最多的是盐酸。无机酸清洗剂的优点是费用低、见效快，特别是对层状的铜-四氧化三铁积垢和含有复杂硅酸盐硫化物的硬垢效果更好，但是无机酸对设备的腐蚀严重，使其应用受到限制。常见的有机酸有氨基磺酸、EDTA、聚马来酸、柠檬酸等。有机酸对设备的腐蚀相对较小，但是它对一些硬垢如碳酸钙垢的清洗效果不理想，而且有机酸清洗时间长，一般不停车清洗往往需要半个月至一个月。
国内外文献中公开了多种除垢的方法，如，CN1049033A公开了一种硫酸铵、膨润土复配的清洗剂，用于清洗新铁锅表面的石墨、松烟灰等污物。CN1130599A公开了一种清洗剂，是由有机酸(如氨基磺酸、柠檬酸、丙烯酸)、铵盐(如硝酸铵、氯化铵)和氯化钠等复配而成，用于清洗工业锅炉和冷却设备。JP4120286公开了一种用于清除腐蚀产物和垢层的清洗剂，其中的铵盐组分为氯化铵。
本发明的目的在于提供一种对设备腐蚀性小、清洗速度快的清洗碳酸钙垢的方法。
本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法包括将由100～10000ppm选自硫酸铵、硫酸氢铵或过硫酸铵中的一种铵盐或其混合物、0～200ppm缓蚀剂和0～200ppm分散剂组成的铵盐加入到含有碳酸钙垢的水中，搅拌均匀即可。
具体地说，本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法是在含有碳酸钙垢的水中加入铵盐。所说铵盐可以是硫酸铵、硫酸氢铵或过硫酸铵，也可以是其中两种或两种以上的混合物，优选硫酸铵或硫酸氢铵，或二者的混合物。铵盐在水中的加入量可以是100～10000ppm，优选200～5000ppm，最优选500～2500ppm。
本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法还包括在水中加入缓蚀剂，可以是本领域通用的缓蚀剂，如六偏磷酸钠、2-膦基丁烷-1，2，4三羧酸(PBTCA)、2-羟基膦基乙酸(HPAA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、钼酸铵、硅酸钠、亚硝酸钠等，优选氧化型缓蚀剂硅酸钠和钼酸铵。缓蚀剂在水中的加入量可以是0～200ppm，优选1～150ppm。
本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法还可以在水中加入分散剂，所说分散剂可以是本领域通用的一些有机聚合物，如丙烯酸、马来酸和丙磺酸的共聚物，或丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物等。分散剂在水中的加入量可以是0～200ppm，优选10～150ppm。
本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法具有以下优点(1)由于清洗剂为无机铵盐，对系统PH值影响不大，对设备腐蚀小，而且费用低；(2)清洗速度快，一般只需5至7天就能达到很好的除垢效果。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
溶钙量和腐蚀速率的测试方法参见《冷却水分析和试验方法》(中国石化总公司生产部编)。腐蚀速率的单位是毫克/分米2.天(mdd)。
实例1～4说明本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法的溶钙效果。实例1在40℃的北京自来水中(含钙离子100ppm)，加入1000ppm的碳酸钙粉末，搅拌均匀，加入800ppm硫酸铵，溶钙量的测试结果见表1。实例2在40℃的北京自来水中，加入1000ppm的碳酸钙粉末，搅拌均匀，分次加入1500ppm硫酸氢铵，溶钙量的测试结果见表1。实例3在40℃的北京自来水中，加入1000ppm的碳酸钙粉末，搅拌均匀，加入500ppm的硫酸铵、分多次加入1000ppm硫酸氢铵，溶钙量的测试结果见表1。实例4在40℃的北京自来水中，加入1000ppm的碳酸钙粉末，搅拌均匀，加入1500ppm的硫酸铵，分多次加入500ppm硫酸氢铵，溶钙量的测试结果见表1。
实例5～6说明本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法的溶钙及缓蚀情况。实例5在常温下用六偏磷酸钠和氯化锌对20#标准I型碳钢片进行预膜，放入2000mL北京自来水中，在自来水中加入1000ppm的碳酸钙粉末，搅拌均匀，加入硫酸铵900ppm，硅酸钠50ppm，丙烯酸、马来酸和丙磺酸的共聚物(北京林华水质稳定剂厂产品)50ppm。控制温度为40℃，在旋转搅拌的情况下，运行5天。试验结果见表2。实例6按照实例5的条件进行实验，不同的是，加入硫酸氢铵800ppm、钼酸铵80ppm、丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物(北京林华水质稳定剂厂产品)40ppm，试验结果见表2。实例7本实例为动态模拟实验，实验方法参见《冷却水分析和试验方法》第三部分“循环冷却水系统模拟试验”。
实验中，先在常温下对20#碳钢管用六偏磷酸钠和氯化锌预膜，控制pH在6.5～7.0，一天后加入丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物300ppm继续运转一天；然后换新鲜北京自来水并加入碳酸钠和氯化钙，加热控制温差10℃左右，运转5天，使碳钢管内部结垢；再加入1000ppm的硫酸铵、分次加入1000ppm硫酸氢铵、50ppm硅酸钠、有效浓度为30ppm的丙烯酸、马来酸和丙磺酸的共聚物进行5天不停车清洗。
权利要求
1.一种清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于按如下方式进行将由100～10000ppm选自硫酸铵、硫酸氢铵或过硫酸铵中的一种铵盐或其混合物、0～200ppm缓蚀剂和0～200ppm分散剂加入到含有碳酸钙垢的水中，搅拌均匀。
2.按照权利要求1所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说铵盐选自硫酸铵或硫酸氢铵或二者的混合物。
3.按照权利要求1或2所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说铵盐在水中的用量为200～5000ppm。
4.按照权利要求3所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说铵盐在水中的用量为500～2500ppm。
5.按照权利要求1所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说缓蚀剂选自硅酸钠或钼酸铵。
6.按照权利要求1或5所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说缓蚀剂的用量为10～150ppm。
7.按照权利要求1所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说分散剂选自丙烯酸、马来酸和丙磺酸的共聚物，或丙烯酸和甲基丙烯酸乙酯的共聚物。
8.按照权利要求1或7所述的清洗碳酸钙垢的方法，其特征在于所说分散剂的用量为10～150ppm。
全文摘要
本发明涉及一种清洗碳酸钙垢的方法,是将由100—10000ppm选自硫酸铵、硫酸氢铵或过硫酸铵中的一种铵盐或其混合物、0—200ppm缓蚀剂和0—200ppm分散剂加入到含有碳酸钙垢的水中,搅拌均匀即可。本发明提供的清洗碳酸钙垢的方法对设备腐蚀小,费用低,清洗速度快,一般只需5至7天就能达到很好的除垢效果。
文档编号C02F5/08GK1246548SQ9811781
公开日2000年3月8日 申请日期1998年8月27日 优先权日1998年8月27日
发明者李本高, 张利强, 王征, 马欣 申请人:中国石油化工集团公司, 中国石油化工总公司石油化工科学研究院