專利名稱:一種不銹鋼熱交換設備水垢除垢劑的制作方法
本發明屬于化工水垢清除技術領域：
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根據國際聯機查索和有關文獻〔1〕已知，當前工業上常用鹽酸或檸檬酸等有機酸類清除鍋爐等熱交換設備中的水垢。鹽酸因為含有Cl-對不銹鋼有腐蝕作用，所以不適用清除不銹鋼熱交換設備中的水垢;用檸檬酸清除不銹鋼熱交換設備中的水垢時，由于成本較高也不適于工業設備使用。
本項發明技術發明者考慮到作為不銹鋼熱交換設備除垢劑。應滿足下列使用條件1.除垢速度適中，效果良好;
2.對不銹鋼無腐蝕作用或極微少的可允許的腐蝕作用;
3.對環境和操作人員無害;
4.使用方便，價格便宜。
根據這些條件要求，提出用硝酸鋁作為不銹鋼熱交換設備中的水垢除垢劑。
使用硝酸鋁水溶液清除以鈣、鎂碳酸鹽為主要成分的水垢，其除垢反應原理可用下列化學方程式表示
由于發生這些反應，而使水垢破壞乃致從沉敷的不銹鋼表面上清除。
可以將硝酸鋁工業品配成水溶液，也可以用硝酸與可溶性工業氫氧化鋁反應配制成水溶液，用于不銹鋼熱交換設備清除水垢。為了配制適用濃度的硝酸鋁清垢液，所需原料量可按下式計算
采用硝酸鋁除垢劑清除以鈣、鎂碳酸鹽為主要組分的水垢，其除垢速度隨溫度的升高和硝酸鋁濃度的增加而增加;對于清除河水水垢的速度大于清除自來水水垢的速度，這是因為在河水水垢中除含有鈣、鎂碳酸鹽之外還含有被吸附的有機物質及夾雜的泥砂，因其較疏松而容易去除。
實驗表明，采用硝酸鋁不銹鋼除垢劑，其最佳操作濃度為25-30%;最佳操作溫度為45-50℃。但也可采用常溫操作，不過這時需要較長的除垢時間。
采用本發明技術對不銹鋼的實際腐蝕測定實例如下例1.取OOCr17Ni13M02(M03)奧氏體不銹鋼試樣，用30%Al(NO3)3溶液微沸27小時，測得表面腐蝕率為2.94×10-3克/米2·小時，相應的深度腐蝕率為0.001-0.005毫米/年。測試后，試樣表面仍保持原來如鏡的外觀。這證明奧氏體不銹鋼在30%Al(NO3)3除垢液中是耐腐蝕的。在操作條件相同的情況下，用1∶7的鹽酸除垢液對奧氏體不銹鋼作測試，表面腐蝕率達253.4克/米2·小時。
例2.取OOCr17Ni13Mo2(Mo3)奧氏體不銹鋼，作成長4-5厘米、寬1厘米、厚0.33厘米的一長條形后彎成馬蹄形狀，再將其兩終端相對打孔用穿釘固定，而后將一其一個側面按要求打平拋光，分別在20%、30%、40%三個濃度的硝酸鋁溶液中微沸30小時后，出取試樣在250倍金相顯微鏡下觀察，未發現任何裂。而后，在試樣的彎曲處鋸下一段，作電解浸蝕，最后用NEOPHOT21型光學金相顯微鏡拍照。沒有發現任何裂縫。證明奧氏體不銹鋼，在此機加工條件下，在硝酸鋁除垢液中不發生腐蝕。
將上述馬蹄形奧氏體不銹鋼鋸斷后再焊接起來，再進行同上述的應力腐蝕實驗。此時所拍光學金相顯微鏡照片，亦未見任何裂縫，證明在硝酸鋁除垢液中對奧氏體不銹鋼的焊縫無應力腐蝕作用。
例3.取普通碳素結構鋼，長7.52厘米、寬4.00厘米、厚0.28厘米、表面積6.66×10-3厘米，按規定要求打磨、拋光，經過1∶4鹽酸處理后，分別浸泡在20%的硝酸鋁溶液和加有下列組成緩蝕劑的20%硝酸鋁溶液中，作對照腐蝕實驗
烏洛托品7克/升;動物膠10克/升;糊精10克/升;尿素3克/升;糠醛15毫升/升。浸泡經過1小時，測定結果證明由于在硝酸鋁除垢液中加入以烏洛托品為主要組分的緩蝕劑。可以使硝酸鋁溶液對普通碳素鋼的腐蝕作用顯著降低，緩蝕率達到92.7%。
參考文獻〔1〕貝茨公司〔美〕，工業水處理手冊，化學工業出版社(1982)。
〔2〕張康著，不銹鋼局部腐蝕。
〔3〕克林諾夫著，化工機械之腐蝕及耐腐蝕材料。
權利要求
1.一種由酸溶液構成的不銹鋼熱交換設備水垢除垢劑，其特征在于該溶液用硝酸鋁或用硝酸與可溶性氫氧化鋁配制而成。
2.按照權利要求
1所述的除垢劑，其特征在于最佳操作濃度為25-30%，最佳操作溫度為35-50℃。
3.按照權利要求
1或2所述的除垢劑，其特征在于當用于普通碳素鋼或由不銹鋼與普通碳素鋼共同構成的熱交換設備時，加入以烏洛托品為主要組分的緩沖劑。
專利摘要
硝酸鋁或用硝酸與可溶性氫氧化鋁配制的硝酸鋁水溶液可以作不銹鋼換熱設備中以鈣、鎂碳酸鹽為主要成分的自來水或河水水垢的除垢劑。該除垢劑的最佳使用條件(1)硝酸鋁在除垢液中的含量為25～30％；(2)除垢的操作溫度為45～50℃。對于普通碳素鋼或由不銹鋼和普通碳素鋼所共同構成的熱交換設備，在加入以烏洛托品為主要組分的緩沖劑條件下，硝酸鋁也可作除垢劑使用，其他條件與上述同。
文檔編號C02F5/08GK85100271SQ85100271
公開日1986年8月6日 申請日期1985年4月1日
發明者張德山, 于潤湖, 張文樸, 陳寅 申請人:北京師范大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan