一种复合有机酸除垢清洗剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种复合有机酸除垢清洗剂，包括羟基乙酸、甲酸、柠檬酸和有机助溶剂乙酰丙酮。本发明专利技术的复合有机酸除垢清洗剂清洗能力强、具有良好的剥离垢层和溶解垢层的能力、能将吸附牢固、结构致密的垢层从金属表面剥离下来、清洗过程中不会发生铁渣不溶或铁沉淀析出等问题，可杜绝清洗时管道堵塞的风险，且不会引起晶间腐蚀，本发明专利技术的复合有机酸除垢清洗剂可应用于清洗锅炉结垢。

A Compound Organic Acid Scale Removal Cleaner and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种复合有机酸除垢清洗剂及其应用
本专利技术属于火力发电厂锅炉化学清洗领域，尤其涉及一种复合有机酸除垢清洗剂及应用。
技术介绍
火力发电厂锅炉在长期运行后，设备与管道内壁会发生较严重的腐蚀结垢。垢层的堆积会导致管道传热效率下降，水汽沿程阻力上升，增加了锅炉的煤耗，降低了能源利用率，不利于机组的节能与减排。同时，锅炉结垢还会导致管道过热甚至爆管，引发机组安全事故。为此，火力发电机组每隔一定年限或结垢量达到一定值时需采取化学清洗进行锅炉除垢。所谓化学清洗，即利用化学清洗剂(一般为酸)与垢层间的化学反应将结垢溶解去除的方法。火电厂机组按照其压力等级可分为亚临界机组、超临界机组和超超临界机组。其中超超临界机组因其更高的能量转化率而在火力发电厂中广泛应用，并已基本取代亚临界机组。与传统低参数机组相比，超超临界机组锅炉的化学清洗存在以下难点：(1)锅炉结垢以铁的氧化物为主，结构更加紧密，与金属基体间的附着更加牢固，难以清洗；(2)超超临界机组锅炉结构复杂，管径细小，清洗过程中产生的铁渣与沉积物容易堵塞管道；(3)超超临界锅炉采用的高合金钢容易发生晶间腐蚀，常用的盐酸等清洗剂不适用。为满足高结垢量超超临界运行炉化学清洗的需求，需专利技术一种除垢能力强，且能有效溶垢的清洗剂。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种清洗能力强、具有良好的剥离垢层和溶解垢层的能力、能将吸附牢固、结构致密的垢层从金属表面剥离下来、清洗过程中不会发生铁渣不溶或铁沉淀析出等问题，可杜绝清洗时管道堵塞的风险，且不会引起晶间腐蚀的复合有机酸除垢清洗剂。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种复合有机酸除垢清洗剂，包括羟基乙酸、甲酸、柠檬酸和有机助溶剂乙酰丙酮。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述复合有机酸除垢清洗剂中，按质量比计，含有羟基乙酸2％～4％、甲酸1％～2％、柠檬酸1％～1.5％和乙酰丙酮0.2％～0.6％。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，还包括溶剂。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述溶剂为除盐水。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述复合有机酸除垢清洗剂的制备过程中，以工业级及以上纯度的羟基乙酸固体结晶或质量百分数不低于68％的羟基乙酸水溶液为原料；所述固体结晶中氯化物的质量含量以NaCl计低于0.002％，所述羟基乙酸水溶液中氯离子含量低于2μg/L。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述复合有机酸除垢清洗剂的制备过程中，以工业级及以上纯度的质量分数不低于78％的甲酸水溶液为原料；所述甲酸水溶液中氯离子含量低于3μg/L。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述复合有机酸除垢清洗剂的制备过程中，以食品级及以上纯度的柠檬酸结晶固体为原料；所述柠檬酸结晶固体的化学式为C6H8O7或C6H8O7·nH2O；所述柠檬酸结晶固体中氯化物的质量含量以NaCl计低于0.005％。上述的复合有机酸除垢清洗剂，优选地，所述复合有机酸除垢清洗剂的制备过程中，以工业级及以上纯度的乙酰丙酮透明液体为原料；所述乙酰丙酮透明液体中氯化物的质量含量以NaCl计低于0.002％。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种前述的复合有机酸除垢清洗剂在清洗锅炉结垢中的应用。本专利技术的目的是提供一种高效除垢的复合有机酸除垢清洗剂。本专利技术采用羟基乙酸、甲酸和柠檬酸三种有机酸为主体进行复配，并添加有机助溶剂增强三元复合酸的溶铁垢能力。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1、针对现有锅炉除垢清洗剂存在的缺陷，专利技术人经大量研究，研制出一种高效的复合除垢剂，本专利技术的除垢剂通过羟基乙酸、甲酸、柠檬酸和助溶剂复配，在清洗过程中，羟基乙酸和甲酸有效剥离锅炉管道内壁的氧化层后，柠檬酸由于具有良好的络合能力，与铁离子形成柠檬酸铁络合物，促进铁垢的溶解，有机助溶剂为乙酰丙酮，能与铁离子配位形成乙酰丙酮铁，降低铁发生沉淀析出的风险，同时乙酰丙酮铁具有催化作用，促进三元复合有机酸对氧化层的剥离溶解。本专利技术的清洗剂中各组分相互协同，具有良好的剥离垢层和溶解垢层的能力，能将吸附牢固、结构致密的垢层从金属表面剥离下来，并完全溶解，不会产生铁渣或沉淀物堵塞管道。2、本专利技术的复合除垢清洗剂清洗能力强，可将金属表面吸附紧密的氧化层有效剥离，除垢率达95％以上，且具有极强的溶垢能力，溶垢极限铁浓度达15000mg/L，清洗过程中不会发生铁渣不溶或铁沉淀析出等问题，可杜绝清洗时管道堵塞的风险。同时，该三元复合有机酸清洗剂几乎不含氯离子，不会引起高合金钢的晶间腐蚀。本专利技术能有效解决超(超)临界机组高结垢量锅炉的化学清洗难题。本专利技术具有除垢彻底，清洗时不易堵塞管道，对金属本体腐蚀损耗小，适用范围广，操作简单等诸多优点。附图说明图1为复合有机酸除垢清洗剂清洗后的锅炉金属金相照片。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。实施例1称量5kg工业级羟基乙酸溶液(质量百分数为70％)，1.875kg工业级甲酸溶液(质量百分数为80％)，注入到容积为150L的容器中。用玻璃杯引流缓慢注入除盐水91.7L，注入除盐水的同时不断搅拌溶液促进酸和水的混溶。称量食品级柠檬酸固体(以C6H8O7计)1kg和0.5kg乙酰丙酮溶解到羟基乙酸+甲酸溶液中，不断搅拌使固体充分溶解。混合均匀后的酸溶液即为本专利技术的三元复合有机酸清洗剂。实施例2分别用复合有机酸除垢清洗剂和常用清洗剂清洗超临界锅炉结垢的管样，清洗温度为85℃，清洗时间为6h，各清洗剂的浓度如下：①号清洗剂：为实施例1配制的复合有机酸除垢清洗剂：3.5％羟基乙酸+1.5％甲酸+1％柠檬酸(以C6H8O7计)+0.5％乙酰丙酮助溶剂。②号清洗剂：柠檬酸：浓度6％，加氨水调节pH至3.7±0.2；具体配制方法为：称量6kg(以C6H8O7计)食品级柠檬酸固体，溶解到94L除盐水中，用玻璃棒缓慢搅拌促进柠檬酸溶解，溶解完全后，缓慢向溶液中加入氨水，搅拌的同时用pH计测量pH，直至pH达到3.7±0.2时停止加入氨水，②号清洗剂配制完毕。③号清洗剂：羟基乙酸+甲酸：3.5％羟基乙酸+1.5％甲酸；具体配制方法为：称量5kg工业级羟基乙酸溶液(质量百分数为70％)，1.875kg工业级甲酸溶液(质量百分数为80％)，注入到容积为150L的容器中。用玻璃杯引流缓慢注入除盐水93L，注入除盐水的同时不断搅拌溶液促进酸和水的混溶，③号清洗剂配制完毕。④号清洗剂：EDTA：浓度6％，加氨水调节pH至5.0±0.2；具体配制方法为：称量6kg工业级EDTA固体，溶解到94L除盐水中，用玻璃棒缓慢搅拌促进柠檬酸溶解，溶解完全后，缓慢向溶液中加入氨水，搅拌的同时用pH计测量pH，直至pH达到5.0±0.2时停止加入氨水，④号清洗剂配制完毕。⑤号清洗剂：3.5％羟基乙酸+1.5％甲酸+1％柠檬酸；具体配制方法为：称量5kg工业级羟基乙酸溶液(质量百分数为70％)，1.875kg工业级甲酸溶液(质量百分数为80％)，注入到容积为150L的容器中。用玻璃杯引流缓慢注入除盐水93L，注入除盐水的同时不断搅拌溶液促进酸和水的混溶。然后称量1kg食品级柠檬酸固体(以C6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，包括羟基乙酸、甲酸、柠檬酸和有机助溶剂乙酰丙酮。

【技术特征摘要】
1.一种复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，包括羟基乙酸、甲酸、柠檬酸和有机助溶剂乙酰丙酮。2.如权利要求1所述的复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，所述复合有机酸除垢清洗剂中，按质量比计，含有羟基乙酸2％～4％、甲酸1％～2％、柠檬酸1％～1.5％和乙酰丙酮0.2％～0.6％。3.如权利要求1所述的复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，还包括溶剂。4.如权利要求3所述的复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，所述溶剂为除盐水。5.如权利要求1～4任一项所述的复合有机酸除垢清洗剂，其特征在于，所述复合有机酸除垢清洗剂的制备过程中，以工业级及以上纯度的羟基乙酸固体结晶或质量百分数不低于68％的羟基乙酸水溶液为原料；所述固体结晶中氯化物的质量含量以NaCl计低于0.002％，所述羟基乙酸水溶液中氯离子含量低于2μg/L。6.如权利要求1～4任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：查方林，刘凯，冯兵，陶莉，袁新民，王凌，
申请(专利权)人：湖南省湘电试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43