工业锅炉硅铁混合垢化学清洗及缓蚀

工业锅炉作为化学及工业生产中重要设备，参与到化学工业生产的全过程当中，直接关系并影响着工业生产质量与效率的好坏。硅铁混合垢作为严重影响工业锅炉正常运行的一种沉积物质，对其进行的化学清洗与缓蚀具有相当重要的经济价值与社会意义。
一、工业锅炉硅铁混合垢的形成原因与危害分析
一般而言，在处理较好的工业锅炉用水中，其水体水质的含盐量比较低，再加上水体中人为投放有高效的阻垢剂，因而在工业锅炉中碳酸盐积垢的形成可能性比较小。但是目前技术条件支持下，水体水质中的二氧化硅与微量氧难以做到彻底的清除，这使得工业锅炉在遭遇高温高压技术处理下，二氧化硅容易在工业锅炉金属表面发生沉积；与此同时，微量氧受热发生溶解后能够与工业锅炉的金属表面发生化学反应，并形成铁氧化物物质。这两种物质最终会在工业锅炉的表面形成一层硅铁混合垢物质。
大量的实践研究结果表明，这种混合垢虽然形成周期比较长，但其导热系数非常小，工业锅炉正常运行所需的热能量在这层中间物质的影响下，难以得到满足，整个化工企业的生产建设也会因此受到影响。此外，这种混合垢能够影响到垢表面与工业锅炉间微电池 的腐蚀程度，进而大大降低工业锅炉的寿命周期。
二、工业锅炉硅铁混合垢化学清洗及缓蚀的实验研究分析
笔者对我市一化工厂的工业锅炉进行了取样调查，以该工业锅炉当中的沉积垢元素构成情况为研究对象，从化学清洗实验与缓蚀实验两个方面对一种新型的
复配化学清洗剂及复合型缓蚀剂的应用效果进行了实验研究。具体而言，可以划分为以下几个方面。
（一）研究数据分析。通过对本文所选取的化工厂工业锅炉进行垢样扫描测试，可以将该工业锅炉中几种沉积垢形态表现较为突出的积垢元素列式出来，并用质量分数及摩尔分数两个指标对其在工业锅炉沉积垢中所占比例进行表述（见表1）。

表1：某化工厂工业锅炉中积垢元素分析
由表我们不难得出：本文所选取的化工厂工业锅炉当中，沉积垢的最主要构成元素为氧化硅与氧化铁物质，这也是硅铁混合垢的最典型表现模式。这也就意味着，对硅铁混合垢沉积物质是当前该化工厂在工业锅炉建设与维护过程中首要解决的问题之一。
（二）化学清洗实验研究。传统的硅铁混合垢化学清洗试剂无非是盐酸、氢氟酸、盐酸氢氟酸混合物以及硝酸氢氟酸混合物这几种，虽然能够达到一定的除垢功效，但除垢并不彻底、除垢速度也不够快捷，本文使用一种将盐酸、氢氟酸以及硝酸成分按一定比例混合而成的新型复配化学清洗剂对该化工厂的工业锅炉进行了实验，并与传统的化学清洗试剂除垢效果从质量分数、运行温度以及溶垢速度三个方面进行了对比，详情可见下表（表2）。

表2：新型化学清洗试剂与传统清洗试剂的溶垢效果对比
由表可以得知，这种将几种传统化学清洗试剂有效结合在一起的新型复配化学清洗试剂在工业锅炉硅铁混合垢的去除过程中，锅炉结垢表现为2mm作用，并且在8h样管范围内，这种化学清洗实际的除硅铁混合垢率为100％，与此同时它对溶垢速度有较为明显的改进，值得在工业锅炉硅铁混合垢化学清洗工作中应用与推广。
（三）缓蚀实验研究。笔者采用一种含有杂环化合物、无机大阴离子盐以及有机胺物质的新型复合型缓蚀试剂对工业锅炉中的硅铁化合物进行缓蚀实验，采取失重法对缓蚀实验的实验结果进行处理分析。结果表明：这种复合型缓蚀试剂中含有的杂环化合物与有机胺能够对工业锅炉金属表面的硅铁混合垢产生强烈的吸附作用，在加上无机大阴离子盐的协同作用，能够使该试剂对硅铁混合垢的缓蚀作用在满足相关部门有关工业锅炉除垢标准的基础上，较传统缓蚀试剂对硅铁混合垢的缓蚀效果更为明显，同样值得在工业锅炉硅铁混合垢的缓蚀工作中应用与推广。
三、工业锅炉硅铁混合垢化学清洗及缓蚀的实际应用分析
结合本文所选取的化工厂工业锅炉研究对象，从清洗与缓蚀的基本操作步骤与化学清洗及缓蚀效果两个方面对这种新型复配化学清洗剂及复合型缓蚀剂的实际应用做出了简要分析与阐述。
（一）化学清洗与缓蚀的基本操作流程。首先需要对工业锅炉进行水力冲洗，对工业锅炉的各系统回路畅通状态、密封性能以及杂质含量等问题进行监督与控制；其次，相关工作人员需要通过配液槽向工业锅炉处理系统内注入浓度为2％的处理试剂，将锅炉的处理温度控制在100℃以上、酸碱度控制在8.4ph以上，使工业锅炉自带的油质物质与影响化学清洗及缓蚀试剂使用的各种物质得到有效去除；再次，工业锅炉的处理系统应保持循环运作状态，并逐步加入化学清洗剂与缓蚀试剂，蒸汽加热温度应以60℃为最佳状态，这一过程持续两小时左右，处理系统内的水体水质ph值应为4.0~4.5范围内；最后，对整个处理系统进行钝化处理，按亚硝酸盐1.5％、三乙醇胺0.5％的比例加入钝化试剂，升温至90~100℃之间，持续四个小时左右，整个工业锅炉的硅铁混合垢化学清洗及缓蚀处理才算完成。
（二）化学清洗与缓蚀的效果评价。首先，对工业锅炉内的样管割管检查表明，原有的硅铁混合垢被100％清除，管内恢复天然金属色泽；其次，在观察在水力冲洗环节向配液槽安置的试片过程中，我们发现试片表面光亮平整，并无任何腐蚀点，这说明，对工业锅炉硅铁混合垢的化学清洗与缓蚀处理效果均十分显著。

四、结束语
伴随着现代科学技术的完善与经济社会不断进步，人民日益增长的物质与精神文化对新时期的化工生产行业提出了更为严格的要求。本文对一种新型的复配化学清洗剂及复合型缓蚀剂的实验及应用进行了简要分析，希望为今后相关研究工作的开展提供一定的意见与建议。
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（作者单位：金川集团公司 甘肃金昌市）