[其他]一种不锈钢热交换设备水垢除垢剂

说明书

本发明属于化工水垢清除技术领域。

根据国际联机查索和有关文献〔1〕已知，当前工业上常用盐酸或柠檬酸等有机酸类清除锅炉等热交换设备中的水垢。盐酸因为含有Cl^-对不锈钢有腐蚀作用，所以不适用清除不锈钢热交换设备中的水垢;用柠檬酸清除不锈钢热交换设备中的水垢时，由于成本较高也不适于工业设备使用。

本项发明技术发明者考虑到作为不锈钢热交换设备除垢剂。应满足下列使用条件：

1.除垢速度适中，效果良好;

2.对不锈钢无腐蚀作用或极微少的可允许的腐蚀作用;

3.对环境和操作人员无害;

4.使用方便，价格便宜。

根据这些条件要求，提出用硝酸铝作为不锈钢热交换设备中的水垢除垢剂。

使用硝酸铝水溶液清除以钙、镁碳酸盐为主要成分的水垢，其除垢反应原理可用下列化学方程式表示：

由于发生这些反应，而使水垢破坏乃致从沉敷的不锈钢表面上清除。

可以将硝酸铝工业品配成水溶液，也可以用硝酸与可溶性工业氢氧化铝反应配制成水溶液，用于不锈钢热交换设备清除水垢。为了配制适用浓度的硝酸铝清垢液，所需原料量可按下式计算：

采用硝酸铝除垢剂清除以钙、镁碳酸盐为主要组分的水垢，其除垢速度随温度的升高和硝酸铝浓度的增加而增加;对于清除河水水垢的速度大于清除自来水水垢的速度，这是因为在河水水垢中除含有钙、镁碳酸盐之外还含有被吸附的有机物质及夹杂的泥砂，因其较疏松而容易去除。

实验表明，采用硝酸铝不锈钢除垢剂，其最佳操作浓度为25-30%;最佳操作温度为45-50℃。但也可采用常温操作，不过这时需要较长的除垢时间。

采用本发明技术对不锈钢的实际腐蚀测定实例如下：

例1.取OOC_r17Ni13M₀₂（M₀₃）奥氏体不锈钢试样，用30%Al（NO₃）₃溶液微沸27小时，测得表面腐蚀率为2.94×10^-3克/米²·小时，相应的深度腐蚀率为0.001-0.005毫米/年。测试后，试样表面仍保持原来如镜的外观。这证明奥氏体不锈钢在30%Al（NO₃）₃除垢液中是耐腐蚀的。在操作条件相同的情况下，用1∶7的盐酸除垢液对奥氏体不锈钢作测试，表面腐蚀率达253.4克/米²·小时。

例2.取OOC_r17Ni13Mo₂（Mo₃）奥氏体不锈钢，作成长4-5厘米、宽1厘米、厚0.33厘米的一长条形后弯成马蹄形状，再将其两终端相对打孔用穿钉固定，而后将一其一个侧面按要求打平抛光，分别在20%、30%、40%三个浓度的硝酸铝溶液中微沸30小时后，出取试样在250倍金相显微镜下观察，未发现任何裂。而后，在试样的弯曲处锯下一段，作电解浸蚀，最后用NEOPHOT21型光学金相显微镜拍照。没有发现任何裂缝。证明奥氏体不锈钢，在此机加工条件下，在硝酸铝除垢液中不发生腐蚀。

将上述马蹄形奥氏体不锈钢锯断后再焊接起来，再进行同上述的应力腐蚀实验。此时所拍光学金相显微镜照片，亦未见任何裂缝，证明在硝酸铝除垢液中对奥氏体不锈钢的焊缝无应力腐蚀作用。

例3.取普通碳素结构钢，长7.52厘米、宽4.00厘米、厚0.28厘米、表面积6.66×10^-3厘米，按规定要求打磨、抛光，经过1∶4盐酸处理后，分别浸泡在20%的硝酸铝溶液和加有下列组成缓蚀剂的20%硝酸铝溶液中，作对照腐蚀实验：