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鍋爐煮爐除垢清洗過程中的化學反應

發表日期:2014-10-30??? [0人閱讀]

煮爐是利用難溶化合物轉化的原理除垢。在煮爐化學反應中,使用較高濃度的轉化溶液,在相當高的溫度下,對水垢進行液固兩相間的化學反應,經過相當長的時間,使垢變得松軟而脫落,再輔以人工的清理鏟刮,可達到80%以上的除垢效果,這是在鍋爐制造工藝為鉚接和脹接時代的安全快速(和人工除垢相比)清洗方法。鍋爐采取全焊接工藝后,煮爐壓力降為常壓,溫度小于等于95℃ ,使水垢能浸潤和疏松,有利于酸洗的進行。

常規的煮爐是對3.8MPa及以下的采暖鍋爐和工業鍋爐進行的投產前清洗。它利用堿的皂化除污作用,洗去制造、運輸和存放中的油脂、灰塵和沙粒。煮爐還有使金屬表面鈍化的作用。

化學實際方程式

煮爐中的化學反應可分為以下四個種類

(1)除油污煮爐反應

以油酸為代表的煮爐皂化反應為:

C17H33COOH+NaOH→C17H33COONa+H2O

C17H33COOH+Na3PO4→C17H33COONa+Na2HPO4

以二氧化硅為代表的塵埃污物的煮爐反應為

SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O

(2)表面膜轉化的鈍化反應

鋼鐵的表層是氧化亞鐵和氧化鐵,在大氣環境中和水中是氫氧化亞鐵和氫氧化鐵,它們在煮爐中和磷酸三鈉作用形成磷酸鐵轉化膜。

4Fe(OH)2+O2+2H2O+4Na3PO4→4FePO4+12NaOH

Fe(OH)3+Na3PO4→FePO4+3NaOH

磷酸鹽鈍化膜的形成機制較復雜,其成分也不僅是磷酸鐵,在成膜過程中存在著鋼鐵表層的腐蝕和氧化膜的轉化以及磷酸鐵膜的形成。

(3)低壓鍋爐水垢的轉化和再酸溶清洗

硅酸鹽垢極難溶解,依靠煮爐溶液的較高濃度和達250℃ 的高溫度,使用氫氧化鈉處理,可使其轉化松散脫落;硫酸鈣不能用酸溶解,可借助其較高的溶度積,用碳酸鈉轉化為碳酸鈣,用鹽酸可將其溶解。硫酸鈣也能和磷酸鈉作用使其變得疏松易除。以上煮爐反應式如下:

SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O

CaSiO3+2NaOH→Ca(OH)2+Na2SiO3

Mg3Si2O7+4NaOH+H2O→3Mg(OH)2+2Na2SiO3

CaSO4+Na2CO3→CaCO3+Na2SO4

CaCO3+2HCL→CaCL2+CO2↑+H2O

3CaSO4+2Na2PO4→Ca3(PO4)2+3Na2SO4

Ca3(PO4)2+6HCL→3CaCL2+2H3PO4

煮爐使難以酸溶的垢種變得可溶,是清洗硅酸鹽垢和硫酸鈣垢的主要方法。煮爐還使硬質水垢變得松散,無需進行酸溶,可用壓力水從受熱面上沖除。

(4)栲膠(單寧)煮爐反應

小于0.8MPa的低壓小容量鍋爐,結垢后常采取栲膠煮爐除垢。栲膠也稱單寧,是鞣酸,主要成分是沒食子酸,它對碳酸鈣垢有酸溶和絡合雙重作用。單寧與碳酸鈣的反應可以沒食子酸為代表,寫作如下:

2C6H2(OH)3COOH+4CaCO3→(2C6H2)O6Ca3(COO)2Ca+4CO2+4H2O

單寧煮爐不是將碳酸鈣溶解,而是使之變得松軟。煮爐后必須輔以人工清理殘垢。

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