工业清洗剂及清洗技术

工业污垢

工业污垢和工业污垢清洗

工业生产的设备、管线、厂房、建筑物、原材料、产品或半成品等，在与大气、环境、生产原料、介质、产品、机械油等接触的过程中，由于发生物理的、化学与电化学或生物学的作用，在其表面残留、沉积和生成各种对生产运行、产品质量或人身健康有害的污垢，成为工业污垢。

工业污垢必须采取技术措施加以消除，否则使被污染物的外观受损，材质受到侵蚀破坏，生产不能正常进行，产品质量降低，原材料与能源消耗增加，生产事故频繁发生。采用物理的、化学的或生物学的方法定期或不定期地消除污垢的过程即统称为 工业污垢清洗。

工业污垢的来源

(1)大气二氧化硫 、 硫化氢、 二氧化碳、氧气

(2)冷却介质钙离子 、镁离子、碳酸氢根离子

(3)生产原料与产品

(4)机械油润滑油 、防锈油、液压油及添加剂等

(5)微生物

(6)表面加工产物旧电镀层、 漆皮、树脂层、搪瓷层等

(7)腐蚀产物锈垢

工业污垢的分类

按化学组成——无机污垢：金属氧化物垢，水垢，泥沙等；有机污垢：如油垢、聚合物垢、碳水化合物垢、蛋白质等。

工业污垢的危害

材料、生产设备与管线、车间厂房、建筑物、生产原材料与产品等，在受到各种污染，形成污垢所造成的危害主要有以下几个方面：影响生产的正常运行、增加生产能耗和成本、降低产品质量、引发各种事故、影响材料性能与设备寿命等。

工业清洗的目的

对于不同工业部门的各种清洗对象，实施工业清洗的目的是不一样的，所采用的方法也不相同。就一般而论，工业清洗的目的主要有下述诸方面：改善设备外观，净化和美化环境；；维持正常生产，延长设备寿命；提高生产能力，改善产品质量；减少生产能力，改善产品质量；减少生产事故。

被清洗的材料

常用的金属材料：碳钢和普通碳钢、耐蚀碳钢（在铸铁中加入某些合金元素得到在某些介质有较高耐蚀性的耐蚀合金铸铁，简称之为耐蚀碳钢。如:高硅铸铁、高镍铸铁、铝铸铁等。）还有低合金钢、不锈钢、铜和铜的合金、铝和铝合金、钛和钛合金、铅和铅合金

有机非金属材料：非金属材料具有金属所不具备的特点，A.耐蚀性良好B.原材料来源丰富，价格比较便宜；缺点:机械强度较低、刚性较小，在长时间载荷下，容易发生形变与破坏，除石墨外，导热性不良，耐热性、热稳定性低。

常用的无机非金属材料：陶瓷、 水泥、玻璃、搪瓷、铸石、混凝土、天然硅酸盐材料、石墨。

复合材料：泛指由两种或两种以上不同化学性质或不同组织相的物体，以微观或宏观的形式组合而成的材料。

常用的化学清洗剂分类

一、水和非水溶剂

水：水是自然界存在的，也是最重要的溶剂。在工业清洗中，水既是多数化学清洗剂的溶剂，又是许多污垢的溶剂。

非水溶剂：非水溶剂非水溶剂对高聚物，油垢等的溶解，既包括使被溶解的物质转变成分子状态的溶解过程，也包括使溶解物质溶胀和分散为更小颗粒状态过程。它包括烃与卤化烃、醇、醚、酮、酯、酚等及其混合物。主要用于溶解有机垢。

二、酸洗溶液(主要以盐酸为主)

酸洗溶液的基本组成：添加必要缓蚀剂、湿润剂、消泡剂和增厚剂。

缓蚀剂：是在低浓度下既能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。

湿润剂：是能排斥固体表面所吸附的气体，加快或均匀地与液体接触，既表面活性剂。如平平加，OP 乳化剂、吐温一80、曲通X-100等。

消泡剂：是能降低液体的表面张力，抑制泡沫的生成，或使原有的泡沫消失或减少的物质。

增厚剂：是增加酸洗介质的粘稠度，以延长酸洗介质在被清洗表面的停留和作用时间的添加剂。

酸洗的基本过程：

(1)酸洗清除金属氧化物的基本过程

碱洗除油垢一热水漂洗一酸洗一冷水漂洗一中和一冷水漂洗一后处理(根据需要进行，如钝化、磷化、干燥、涂层等处理)一废液处理

(2)酸洗清除加热面上无机盐垢的基本过程

热碱清洗(使无机盐垢变疏松)一水漂洗一酸洗一水漂洗一钝化处理- -废液处理

三、碱洗溶液（主要用于清除油脂垢、 蛋白质等）

与酸洗溶液相比，其具有一下优缺点:

优点:不会造成金属腐蚀，不会引起工件尺寸的明显改变，也不会快速返锈等。

缺点：成本高，除锈、垢速度慢等。

四、表面活性剂

概念：又称界面活性剂，是具有在两种物质的界面上聚集，且能显著改变液体表面张力和两相间的界面性质的一类物质。可以改变体系的界面状态，从而产生湿润或反湿润、乳化或破乳、起泡或消泡，以及增溶等一系列作用。日常用的肥皂、洗衣粉、香波、人造奶油、沙拉酱等都是表面活性剂。

表面活性剂水溶液的性质：湿润性、乳化与分散性、清洗性、起泡性和发泡性

表面活性剂基本组成：任何一种表面活性剂都是由非极性的亲油(疏水)的碳氢链基团和极性的亲水(疏油)基团所组成的。表面活性剂分子是一种两亲分子，具有既亲油又亲水的两亲性质。

表面活性剂的用途(主要是化工上的用途)：利用表面活性剂的分散能力和湿润性，可改变许多化工生产过程。如，乳化作用可提高有不溶物的混合体系的反应速度：表面活性剂可提高某些萃取过程的收率等。

主要的表面活性剂

阴离子表面活性剂

主要特点:清洗性随温度升高而改善:加碱有利于增加清洗力:除烷基苯硫酸钠外，

清洗后的织物手感好，价格相对较低。

阳离子表面活性剂

两性表面活性剂

共同特点：有良好的表面活性性，去污、湿润、乳化、分散性强，同时具有杀菌、抗静电、柔软等特性。性能温和，刺激性小，对皮肤还有滋润作用。粗容配伍性好，易于降解。易溶于水，耐硬水，发泡性强。在酸性溶液中，它显示出的阳离子性；在碱性溶液中，它显示除阴离子性。

缺点：两性表面活性剂的价格较高，清洗能力不及韭离子表面活性剂和阴离子剂。

非离子表面活性剂:聚乙二醇型，多元醇型

特殊类型表面活性剂(包括高分子表面活性剂、生物表面活性剂、含硅含氟的表面活性剂等)

表面活性剂的使用方法与注意事项

根据不同表面活性剂的种类与特性选择使用、表面的吸着残留、安全性、使用浓度、溶解性、发泡性、使用温度和浊点、对硬水的稳定性、正确选择不同原料的配伍、经济性。

五、金属螯合剂

概念：金属螯合剂是清洗过程中用到的一类重要的化合物。在清洗金属中，用它可以去除金属表面的水垢和锈垢。在锅炉用水和循环冷却水中加入螯合剂，可以止水垢的生成，在已结垢的系统中加入螯合剂，可以通过螯合剂的螯合作用使水垢松散而去除。

无机金属螯合剂

氨:它是清洗铜垢的清洗剂

聚合磷酸盐

有机金属螯合剂

柠檬酸、乙二胺四乙酸、次氮基三乙酸、聚丙烯酸等。

六、污垢吸附剂

概念：利用污垢对不同的物质表面亲和力的差别，在气体或流体介质中将污垢从原来附着的物体表面转移到另一物质表面，达到去除污垢的目的，这种清洗过程叫做吸附清洗。适合这种目的而使用的物质叫吸附剂，被吸附的物质叫吸附物。

分类：(按作用力的性质分为物理和化学吸附)

物理吸附：如果固体表面的质点所有的化学结合力已被相邻质点所饱和，这时固体表面的质点和吸附物之间只能靠分子间作用力(范德华力)相互吸引。

化学吸附：如果固体表面的原子的化学结合未完全被相邻原子所饱和，还有剩余的形成化学键的能力，则在吸附剂与吸附物之间可以发生电子转移，形成化学键。

常用的污垢吸附剂：活性炭、沸石、硅藻土(硅藻死亡后的硅酸盐)、膨润土

举例：汽车擦洗光亮剂配方: 三乙醇胺240g、油酸600g、硅藻土450g、白油6.15g、水22.51g。先将三乙醇胺溶于水中，将白油和油酸的混合物加入水中，搅拌，加入硅藻土，完全混匀，使用时用棉布蘸取此液，涂于车体表面，待其干燥后，擦拭，既能将车体表面的油污清除。

七、杀生剂与污泥剥离剂

前提：在敞开式循环冷却水系统中，冷却水的温度通常在32~42℃之间。冷却水在冷却塔中与空气充分接触，空气中的微生物和补充水中的微生物不断进入循环冷却水系统，这些条件都非常适合微生物的繁殖。

无机杀生剂

常用的无机杀生剂都有氯、次氯酸钠、二氧化氯、臭氧、溴的化合物(新型杀生剂)

有机杀生剂

氯酚类(易污染环境，不易被生物隆解，很少使用)

季铵盐类如：新洁尔灭。它有时被用作消泡剂。

还有：有机锡化合物、有机硫化合物、有机溴化合物、有机氯化合物

常用的有机氯杀生剂是二氯异氰尿酸钠，商品名:优氯净。它具有药效高、药效长、毒性低、贮存稳定、相对危害小、易于投加的特点。

微生物污泥剥离剂

一些杀生剂，如洁尔灭、新洁尔灭等，其本身具有剥离作用。

八、酶制剂(酶结构为氨基酸)

概念：酶是一种存在于有机体内的有机化合物，是能加速反应的生物催化剂。酶作为生物催化剂，具有一般化学催化剂的特性，同时也具有其本身所具有的特性。

清洗用的酶制剂有：脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶

酶在水中的应用

污垢的清洗(植物油脂、蛋白质、纤维素)、纺织品脱浆、生丝脱胶(碱性蛋白质进行脱胶)、管道清淤、感光废胶片的清洗与回收(碱洗蛋白质)、农产品加工与食品机械清洗、隐形眼镜清洗

九.金属过程金属的腐蚀与抑制剂

在清洗过程中，清洗剂可能对各种金属材料造成腐蚀。在对金属材料及其产品，如零部件、机器、设备、建筑物等进行清洗时，必须充分考虑到腐蚀可能造成的损害，并采取必要的技术措施。

清洗过程中常见的金属腐蚀

酸性清洗介质中的腐蚀、碱性清洗介质中的腐蚀、中性清洗介质中的腐蚀、大气中的腐蚀

缓蚀剂的分类

定义：在低浓度下既能阻止减缓金属在环境介质中腐蚀的特质称为缓蚀剂。

分类：按电极过程抑制作用分为:阴极型、阳极型、混合型

常用的缓蚀剂

(1) 酸性介质缓蚀剂：乌洛托品、若丁、沈1-D、蓝一5、蓝-826

(2)中碱性介质缓蚀剂：亚硝酸钠、酪酸钠和重铬酸钾等

(3)油溶性缓蚀剂

(4) 气相缓蚀剂

十、清洗过程中的发泡与消泡

泡沫的产生和作用

泡沫产生的条件：

A:有气泡和液体连续充分地接触，这是气体在液体的分散体系形成泡沫的必要条

B:泡沫有一定寿命，既破泡的速度要低于发泡的速度。

C:气体在该分散体系的液体不溶解。

泡沫在清洗中的有益作用

A:泡沫有吸附和携带油滴和固体污垢的作用.

B:泡沫能指示清洗操作的有效性

C:泡沫对工件的漂洗过程也有指示作用

泡沫对清洗操作的危害

泡沫的存在，有时会给清洗操作带来麻烦，尤其在采用强力的机械搅拌、喷洗、超声波清洗中，由于大量泡沫的形成，工作溶液溢出槽外，造成原材料损失，延误清洗作业，也污染环境，因此应进行消泡处理。

消泡方法

(1)采用低发泡性的原料配制清洗液

(2)通过改变温度的方法可以减少泡沫

(3)往泡沫上喷雾状的冷水

(4)避免空气带入

(5)避免清洗液体的撞击

(6)添加适当的消泡剂或抑制剂

常用的泡沫调节剂: 发泡剂、稳泡剂、消泡剂

工业污垢的清洗方法

工业污垢的清洗，从原理上可分为物理方法和化学方法。

物理方法：借助机械力、声波、热力、光等以及单纯物理溶解。

化学方法：包括酸碱反应、氧化还原反应、配合反应等以除去污垢的方法:也包括借助电化学、酶及微生物等的作用而清洗污垢的方法。

一、工业清洗剂的技术要求

(1) 清洗污垢的速度快，污垢彻底。

(2)对清洗对象的损伤应在生产许可的限度内，对金属可能造成的腐蚀有相应抑制措施。

(3)清洗所用药剂便宜易得，并立足于国产化:清洗成本低，不造成过多的资源消耗。

(4) 清洗剂对生物与环境无毒或低毒，所生产的废气，废液与废渣，应能够被处理到符合国家相关法规的要求。

(5) 清洗条件温和，尽量不依赖于附加的强化条件，如对温度、压力、机械能等不需要过高的要求。

(6)清洗过程不在清洗表面残留 下不溶物，不产生新污渍，不形成新的有害于后续工序的覆盖层，不影响产品的质量。

(7) 不产生影响清洗过程及现场卫生的泡沫和异味。

二、典型的工业清洗案例(主讲化工生产设备的清洗)

化工生产装置开车前的清洗

化工清洗前的准备

A：清洗对象的改造:将被清洗对象中易受清洗液腐蚀损害的部件，如调节阀、流量计、压力表、各种传感器探头，过滤器芯(网)及单向阀的阀芯拆除，对拆下的部件，根据要求分别进行清洗，以备安装复位。

B:公用工程条件:按要求准备好水、电、蒸汽、压缩空气、氮气及工程用料。

C:临时清洗系统:包括清洗泵站的选型、清洗循环回路的连接等。

化学清洗程序及工艺条件

系统水压检漏及水冲洗一脱脂一-水冲洗一-酸洗一水冲洗一漂洗一中和钝化一检查及人工处理

A:脱脂：且的是除去系统内的机械油、石墨脂、油涂层及防锈油等油污，以保证酸洗均匀。

B:漂洗：且的是除去系统内在用水冲洗过程中形成的浮锈，使系统总铁离子浓度隆低，以保证钝化效果。

C:中和钝化：防止二次浮锈。

生成装置开车后的清洗

污垢的情况：已远行1~2年以上的化工装置，常常粘有硫化亚铁、铁的氧化物、铜的氧化物垢屑及油垢等。

铁锈和铜垢的清洗：大多数用酸洗

硫化亚铁垢的清洗：以40~60℃/h速度急剧升温，达到300℃保持1~2h，再使温度下降，然后进行敲击作业。升温目的是使垢屑脆化，同时烧掉残油以提高敲击造成的裂解效果，但要注意在升温过程中防止加热管过热。在敲击完毕后，再用表面活性剂进行清洗。

油垢的清洗：石油化工设备表面的碳氢化合物油垢一般用溶剂油、热水循环

三、化学清洗废液、固体废物、废气的方法

化学清洗废液的处理方法，可以采用物理的，化学的，物理化学以及生物的方法。

碱性废液的处理方法

A:碱性的处理：将碱性废液与酸洗废液相互中和，是PH=6~7；；采用投药中和；采用烟道气中和碱性废液

B:油份处理：破乳一油水分离一水质净化

C:化学耗氧(COD)的处理

酸性废液的处理方法

A:酸性的处理

B:化学耗氧(COD)的处理

固体废液的处理方法

采用预处理技术、化学处理技术、焚烧处理技术、热解处理技术、微生物分解技术

废气的处理方法

目前、国内对气体污染物的处理方法主要有吸收发、吸附法、催化法、燃烧法。处理方法的选择取决于有害气体的化学和物理性质、浓度、排放量、排放标准。

一般安全守则

1.现场采样安全守则

2.防止中毒的安全守则

3.防止燃烧和爆炸的安全守则

4.防止化学灼伤、烫伤与割伤的安全守则

5.使用电器设备的安全守则

6.防火和灭火的一般方法

来源：网络

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