循环冷却水系统化学清洗详解

化学清洗是通过化学药剂的作用使被清洗设备中的沉积物溶解、疏松、脱落或剥离的一大类清洗方法。

一、分类

人们往往从不同的角度对化学清洗进行分类。

（一）按清洗方式分

按清洗方式，化学清洗可以分为:

（1）浸泡法：它适用于小型冷却设备以及被沉积物堵死而无法将清洗液进行循环的设备；

（2）喷淋法：它适用于大型容器的内外壁清洗；

（3）泡沫法：将发泡剂加入清洗液中，再吹入空气、氮气等气体，使药剂充满整个容器，以便用少量的清洗剂去清洗一个大容器的内壁；

（4）循环法：这是一种普遍使用的方法。单台设备清洗时，通常是在清洗液贮槽和被清洗的设备之间接上循环泵和管道，形成一个闭合回路，使清洗液不断循环，沉积物层不断受到新鲜清洗液的化学作用和冲刷作用而溶解和脱落。

（二）按使用的清洗剂分

按使用的清洗剂，化学清洗可以分为：

（1）碱清洗；

（2）酸清洗；

（3）络合剂清洗；

（4）聚电解质清洗；

（5）表面活性剂清洗；

（6）杀生剂清洗；

（7）有机溶剂清洗。

（三）按清洗的对象分

按清洗的对象，化学清洗可以分为：

（1）单台设备清洗；

（2）全系统清洗。

（四）按是否停车分

按清洗时生产装置是否停车，则可分为：

（1）不停车清洗；

（2）停车清洗。

二、化学清洗的方法

随着清洗技术的发展，出现了许多化学清洗方法。它们使用不同的清洗剂和缓蚀剂，去清洗不同金属的换热器中不同的沉积物。现按所使用的清洗剂扼要介绍几种主要的化学清洗方法。

（一）碱清洗

碱清洗又简称为碱洗。碱清洗是以强碱性或碱性的化学药剂作为清洗剂去疏松、乳化和分散金属设备内沉积物的一类方法。

常用的碱清洗药剂有氢氧化钠、碳酸钠、磷酸氢二钠和硅酸钠。碱清洗时要同时添加表面活性剂去润湿油脂、尘埃和生物物质，以提高清洗效果。

碱清洗常用于：

①除去系统或设备中的油脂和安装时遗留的碎屑；

②与酸清洗交替使用，以除去诸如硅酸盐等酸清洗难于除去的沉积物；

③碱清洗也用于酸清洗之后，以中和水中或设备中残留的酸，降低其腐蚀性。

如果冷却水系统中有铝或镀锌钢件，则碱清洗时应特别慎重，因为这些两性金属既能溶于酸中，也能溶于碱中。

（二）酸清洗

酸清洗常被简称为酸洗。

许多年来，冷却水系统的化学清洗主要是采用某些酸或酸式盐进行的。这些酸或酸式盐是盐酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸、氟化氢铵等。其中以盐酸使用得多。

酸能有效地清洗掉金属设备中由碱土金属碳酸盐组成的硬垢和由金属氧化物组成的腐蚀产物。这些酸与金属的碳酸盐或氧化物反应，使之转变为可溶性的金属盐类。

酸能溶解碳酸钙、磷酸钙、硫化铁以及金属的氧化物。但酸(除了氢氟酸)对硅酸盐则无效。对于油脂、悬浮物和微生物生长形成的沉积物，酸洗的效果则很差。

许多酸对金属设备有很强的腐蚀性，因此，酸洗前需要向酸洗液中加入一些专用的高效酸洗缓蚀剂，以减轻酸对被清洗设备金属基体的腐蚀。为了除去酸洗不易除去的一些物质、减少酸的消耗量和使酸能与沉积物反应，在酸洗之前，往往需要对被清洗的设备进行吹扫、水冲洗和碱洗(或除油)处理。

在酸洗结束时，为了除去设备中的残酸，需要进行中和、水冲洗和漂洗。

酸洗后的金属设备表面非常活泼，极易生锈或腐蚀。为此，需要对它进行钝化或预膜处理。

（三）络合剂清洗

络合剂又称配体。络合剂清洗是利用各种络合剂(其中包括螯合剂)对各种成垢离子(例如钙离子、镁离子和铁离子)的络合作用（配位作用）或螯合作用，使之生成可溶性的络合物(配位化合物)或螯合物而进行的清洗。

络合剂清洗具有溶垢效率高、对基体金属和水泥设施的侵蚀性小、无氢脆和无晶间腐蚀等优点，故常被应用于循环冷却水系统的不停车清洗中，但络合剂清洗也具有价格高，并要在较高温度下才有效的缺点。

（四）表面活性剂清洗

表面活性剂和润湿剂通常使用于清洗冷却水系统中含油的或胶状物质的沉积物。它们能分散冷却水中的油类、脂类和微生物产生的沉积物，然后通过排放把这些物质从冷却水系统中除去。

冷却水系统中通常所添加的表面活性剂是一些低泡的、非离子型的表面活性剂。添加的浓度取决于冷却水系统中存在含油沉积物的情况，一般为10-100mg/L(以活性物质计)。

（五）杀生剂清洗

当冷却水系统中有微生物粘泥和含油沉积物时，可采用低泡型非离子型表面活性剂和非氧化性杀生剂(例如二硫氰基甲烷)，同时通入氯气，水的pH值保持在6-7，对冷却水系统进行循环清洗。

从以上的讨论中可知，不同组成的沉积物需要不同的清洗剂才能进行有效的清洗。例如，清洗金属设备上的油脂需要使用表面活性剂、氢氧化钠或有机溶剂；除去碳钢换热器表面的水垢或腐蚀产物需要使用盐酸、氨基磺酸或硝酸，而除去二氧化硅垢时，则需要在盐酸中添加氟化物。