工業清洗劑及清洗技術簡(jiǎn)要概述

工業污垢和工(gōng)業污垢清洗

工業生(shēng)産的設備、管線(xiàn)、廠房、建築物、原材料、産品或半成品等，在與大氣、環境(jìng)、生(shēng)産原料、介質、産品、機械油(yóu)等接觸的過程中，由于發(fā)生物理的、化學與電化學或生物學的作(zuò)用，在其表面(miàn)殘留、沉積和生成各種對生産運行(háng)、産品質量或(huò)人身健康有害的污垢，成爲(wèi)工業污垢。

 

工業污垢必須采取技(jì)術措施加以消除，否則使被污(wū)染物的外觀受損，材(cái)質受到侵蝕破壞，生産不能正常進行，産品質量降(jiàng)低，原材料與能源消耗增加，生産事故頻繁發生。采用物理的(de)、化學的或生物學的方法定期或不定期地消除污垢的過程即統稱爲工業污垢(gòu)清洗。

 

工業污垢的來(lái)源(yuán)

(1)大氣二氧化硫 、 硫化氫(qīng)、 二氧化(huà)碳、氧氣

(2)冷卻介質鈣離子 、鎂(měi)離子、碳酸氫根離子(zǐ)

(3)生産原料與産品

(4)機械油(yóu)潤滑油 、防鏽油、液(yè)壓油及(jí)添加劑(jì)等

(5)微生物

(6)表面加工産物舊電鍍層、 漆皮、樹(shù)脂層、搪瓷層等

(7)腐蝕(shí)産物鏽垢

 

工業(yè)污垢(gòu)的分類

按化學組成——無機(jī)污垢：金屬氧化(huà)物垢，水垢(gòu)，泥沙等；有(yǒu)機污垢：如油垢、聚合物垢、碳水(shuǐ)化合物垢、蛋白質等。

 

工業污垢(gòu)的危害

材料、生産設備(bèi)與管線、車間廠房(fáng)、建築(zhù)物、生産原材料與産品等，在受到各種污染，形(xíng)成污垢所造成的危害主(zhǔ)要有(yǒu)以下幾個方(fāng)面：影響生産的正常運行、增加生産能耗和成本(běn)、降低産品質量、引發各種事故、影響材料(liào)性能與設備壽命等。

 

工業清洗的目的

對于不同工業(yè)部門的各種清洗對象，實施工業清洗的目的是不一樣的，所采用的(de)方(fāng)法也不相同。就一(yī)般而論，工業清洗的目的主要有下述(shù)諸方面：改善設備外觀，淨化和美(měi)化環境；；維(wéi)持正常(cháng)生(shēng)産，延長設備壽命；提高生産能(néng)力，改善産品質量；減(jiǎn)少生産能力，改(gǎi)善産品質量；減少生産(chǎn)事故。

 

被清洗的材料

常用的金屬材料：碳鋼和普通碳(tàn)鋼、耐蝕碳鋼(gāng)（在鑄鐵中加入某些合金元素得到在某些介質有較高耐(nài)蝕性的耐蝕合(hé)金鑄鐵，簡稱之爲耐蝕碳鋼。如：高矽鑄鐵、高鎳鑄鐵、鋁(lǚ)鑄鐵(tiě)等。）還有(yǒu)低合金鋼、不鏽鋼、銅(tóng)和(hé)銅的合金、鋁和鋁合金、钛和钛合金(jīn)、鉛和鉛合金(jīn)

 

有機(jī)非金屬材料：非(fēi)金(jīn)屬材料(liào)具有金屬(shǔ)所不具備的特點，A.耐蝕性良好B.原材料來源(yuán)豐富，價(jià)格比較便宜；缺點： 機(jī)械強度較低、剛性較小，在長時間載荷下(xià)，容易發生形(xíng)變與破壞，除石墨外，導熱性不良，耐熱性、熱(rè)穩定(dìng)性低(dī)。

 

常用的無機非金屬材料：陶瓷、 水泥、玻璃、搪瓷、鑄石、混(hùn)凝土、天然矽酸鹽(yán)材料、石墨。

 

複合材料：泛指由兩種或兩種以上不同化學性質或不同組織相的物體，以微觀或宏觀的形式(shì)組合而成的材料。

 

 

常用的化學清洗(xǐ)劑分類

 

一、水和非水溶劑(jì)

水：水是自然界存在的，也是最重要的溶劑。在工業清洗中，水(shuǐ)既是多數化學清洗劑的溶劑，又是許多污垢的溶劑。

非水溶劑：非水溶劑對高聚物，油垢等的溶解(jiě)，既(jì)包括使被溶解的物(wù)質轉(zhuǎn)變成分子狀态的溶(róng)解過程，也包括(kuò)使溶解物質溶脹和(hé)分散爲更小顆(kē)粒狀态過程。它(tā)包括烴與鹵化烴、醇、醚、酮、酯、酚(fēn)等及其混合物。主要用于溶解有機垢。

 

二、酸洗溶液(主要以鹽(yán)酸爲主)

酸洗溶液的基(jī)本組成：添加必要緩蝕劑、濕潤劑、消泡劑和增厚劑。

緩蝕劑：是在低濃度下(xià)既能阻止或減緩金屬在環境介質中腐蝕的物質。

濕潤劑：是能排斥固體表面所吸附(fù)的氣體，加快或均勻地與液體接觸，既表面活性劑。如平平加(jiā)，OP 乳化劑、吐溫一80、曲通X-100等(děng)。

消泡劑：是能降低(dī)液體的表(biǎo)面張力，抑制泡沫的生成(chéng)，或使(shǐ)原有的泡沫消失或減少(shǎo)的物質。

增稠劑：是增加酸洗介質的粘稠度，以延長酸洗(xǐ)介質在被清(qīng)洗表面(miàn)的停留和作用時(shí)間的添加劑。

 

酸洗的基本過程：

(1)酸(suān)洗清除金(jīn)屬氧化物的基本過程：堿洗除(chú)油垢一熱水漂洗一酸洗一冷水(shuǐ)漂洗一中和一冷水漂洗一(yī)後處(chù)理(根據需要進行，如(rú)鈍化、磷化、幹燥、電鍍、塗層等處理)一廢液處理；

 

(2)酸洗清除加熱面上無機鹽垢的基本過程：熱堿清洗(使無機鹽垢(gòu)變疏松)一水漂洗一酸洗一水漂洗一鈍化處理- -廢液處理。

 

三、堿洗溶液（主要用于(yú)清除油脂垢、 蛋白質等）

 

與(yǔ)酸(suān)洗溶液(yè)相比，其具有一(yī)下優(yōu)缺點：

優點：不會造成金屬腐(fǔ)蝕(shí)，不會(huì)引起工件尺寸的明顯改(gǎi)變，也不會快速返鏽等(děng)。

缺點：成本高，除鏽、除垢速度慢等。

 

 

四、表面活性劑

概念：又稱界面活性劑，是具(jù)有在兩種物質的界面(miàn)上聚集，且能顯(xiǎn)著改變液體表(biǎo)面張力和兩相間的界面性質的一類物質。可以改變體系的界面狀态，從而産生濕潤或(huò)反(fǎn)濕潤、乳化或破乳、起泡或消泡(pào)，以及增溶等一系列作用。日常(cháng)用的肥皂、洗衣粉、香(xiāng)波、人(rén)造奶油、沙拉醬等都是表面活性(xìng)劑。

 

表面活性劑水溶液(yè)的(de)性質：濕(shī)潤性、乳化與分(fèn)散性、清(qīng)洗性、起泡(pào)性和(hé)發泡性。

表面(miàn)活性(xìng)劑基本組成：任何(hé)一種表面活性劑(jì)都是由非極性的親油(疏水)的碳氫鏈(liàn)基(jī)團和極性的親水(疏油)基團所組成的。表面活性劑分子是一種兩親分子，具有既親油又親水的兩親性質。

 

表面活性劑的(de)用途(主要是化工上的用途)：利用表(biǎo)面活性劑的分散能力和濕潤性，可改變許多化工生産過程。如，乳化作用可提高有不溶物的混合體系的(de)反應速度：表(biǎo)面活性劑可提高(gāo)某些萃取(qǔ)過程的收率等。

 

主要的表(biǎo)面活性劑

 

陰離子表面(miàn)活(huó)性劑

 

主要特點：清洗性随溫度升(shēng)高而改善；加堿有(yǒu)利(lì)于增加清洗力；除烷基(jī)苯硫酸鈉外，清洗後的織物手感好(hǎo)，價格(gé)相對較低。

 

陽離子表面活性劑

 

兩性(xìng)表面活性劑

 

共同特(tè)點(diǎn)：有良好的表面活性性，去污、濕潤、乳(rǔ)化(huà)、分散性強，同時具有殺菌、抗靜電、柔軟等特性。性能溫和，刺激(jī)性小，對皮(pí)膚還有滋潤作用。相容配伍性好，易于降解。易(yì)溶于(yú)水，耐硬水，發泡性強。在酸性溶液中(zhōng)，它顯示出的陽離子性；在堿性溶(róng)液(yè)中，它顯示出陰離子性。

 

缺點：兩(liǎng)性表面活性劑的價格較高，清洗能力不(bú)及韭(jiǔ)離子表面活性劑和陰離(lí)子劑。

 

非離子表面活性劑：聚乙二醇型，多元醇型。

 

特(tè)殊類型表面活性劑(jì)(包括(kuò)高分子表面活性劑、生物表面活性劑、含矽含氟的表面活性劑等)

 

表面活性(xìng)劑的使(shǐ)用方法與注(zhù)意事項：根(gēn)據不同表面活性劑的種類與特性(xìng)選擇使用、表(biǎo)面的(de)吸着殘留、安全(quán)性(xìng)、使用濃度、溶解性、發泡性、使用溫度(dù)和濁點、對硬水的(de)穩定性、正确選擇(zé)不同原料的配伍、經濟性。

 

五、金(jīn)屬螯合劑

金屬螯合劑是清洗過程中用到的一類重要的化合物。在清洗金(jīn)屬中，用它可以去除金屬表面的水垢和鏽垢。在鍋爐用水和循環冷卻水中加入螯合劑，可以止水(shuǐ)垢的生(shēng)成，在已結垢的系統中加入螯合劑(jì)，可以通過螯合劑的螯合(hé)作用使水垢松散而去除。

 

無機金屬螯合劑

氨：它是清洗銅垢的清洗劑

聚合磷酸(suān)鹽

 

有機金屬螯合劑

檸檬酸、乙(yǐ)二胺四乙酸、次氮基三(sān)乙酸、聚丙烯酸等(děng)。

 

 

 

六、污垢吸附劑

概念：利用污垢對不同的物質表面(miàn)親和力的差别，在氣體或流體介質中将污垢(gòu)從原來附着的物體表面轉移到另一物質表(biǎo)面，達到去除污垢的目的，這種(zhǒng)清洗(xǐ)過程叫做吸附清(qīng)洗。适合(hé)這種目的而使用的物質叫吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫(jiào)吸附物(wù)。

 

分類：(按作用力的性質分爲物理和化學吸附)

物理吸附：如果(guǒ)固體表面的質點所有的化學(xué)結合力已(yǐ)被相鄰質點所飽和，這時(shí)固體表面的質點和吸附(fù)物之間隻能靠(kào)分子間作用(yòng)力(範德華力)相互吸引(yǐn)。

化學吸附(fù)：如(rú)果固體表面的原(yuán)子的化學結合未完(wán)全被相鄰原子所飽和，還有剩餘的形成化學鍵的能力，則在(zài)吸附劑與吸附物之間可(kě)以發生電子轉移，形成化(huà)學鍵。

 

常用(yòng)的污垢吸附劑：活性炭、沸石(shí)、矽藻土(矽藻死亡後的矽酸(suān)鹽)、膨潤土

 

舉例：汽車擦洗光亮劑配方：三(sān)乙醇胺240g、油酸600g、矽藻土450g、白油6.15g、水22.51g。先将三乙醇胺溶(róng)于水中，将白油和油酸的混合物加(jiā)入水(shuǐ)中，攪拌，加入矽藻土，完全混勻，使用時用棉布(bù)蘸(zhàn)取此液，塗于車體表面，待其幹燥後，擦拭，既能将車體(tǐ)表面的油污清除(chú)。

 

七、殺菌劑與污泥剝離(lí)劑

 

前提：在敞開式循環冷卻水系統中，冷卻(què)水的溫度通常在32~42℃之間。冷卻水在冷卻塔中與空(kōng)氣充分接(jiē)觸，空氣中的微生物和補充水中的微生物不斷進入循環冷卻水系統，這些條件都非常适合微生物的繁殖。

 

無機殺菌劑：常用的無機殺(shā)菌劑(jì)都有氯、次氯酸鈉、二(èr)氧化氯、臭(chòu)氧、溴的化合物(新型殺菌劑)。

 

有(yǒu)機殺菌劑：

氯酚類(易污染環境，不易被生(shēng)物隆解，很少使用)；

季铵鹽類如：新潔爾滅。它有時被(bèi)用作消泡劑。

還有：有機錫化合物、有機(jī)硫化合物、有機溴化合(hé)物、有機氯化合物

 

常用的有機氯(lǜ)殺(shā)菌劑是二(èr)氯異氰尿酸鈉，商品名：優(yōu)氯淨。它具有藥效高、藥效長、毒性低(dī)、貯存穩(wěn)定、相對危害小、易于投加的特點。

 

八、酶(méi)制劑(酶結(jié)構爲氨基酸)

酶是一種存在于有機體内的有機化(huà)合物，是能加速反應的生物催化劑。酶作爲生物催化劑，具有(yǒu)一般化學催化劑的特(tè)性，同時也具有其(qí)本身(shēn)所具有的特性。

清洗用的酶制劑有：脂肪酶、蛋白酶、澱粉酶、纖維素酶

 

酶在水(shuǐ)中的應用：污垢的清(qīng)洗(植物油脂、蛋白質(zhì)、纖維素)、紡織品脫漿、生絲脫膠(堿性蛋白質進行脫膠)、管道清(qīng)淤、感光廢膠片的清(qīng)洗與回收(堿洗蛋白質)、農産品加(jiā)工與食品機械清洗(xǐ)、隐形眼鏡清洗。

 

九.金屬過程金屬的腐蝕與抑制劑

在清洗過程中，清(qīng)洗劑可(kě)能對各種金屬材料造成腐蝕。在對金屬材料及其産(chǎn)品，如零部(bù)件、機器、設(shè)備、建築物(wù)等進行清洗時，必須充分考慮到腐蝕可能造成的損害，并采(cǎi)取必(bì)要的技術措施。

 

清洗過程(chéng)中常見的金屬腐蝕(shí)：酸性清洗(xǐ)介質中的腐蝕(shí)、堿(jiǎn)性清洗介質(zhì)中的腐蝕、中性清洗介質中的腐蝕、大氣中(zhōng)的腐蝕。

 

緩蝕劑(jì)的分類

定義：在(zài)低濃度下既能阻止(zhǐ)減緩(huǎn)金屬在環境介質(zhì)中腐(fǔ)蝕的特質稱爲緩蝕劑。

分類：按電極過程抑制作用分爲：陰極(jí)型、陽極型、混合型。

 

常用的緩蝕劑

(1) 酸(suān)性介(jiè)質緩蝕劑：烏(wū)洛托品(pǐn)、若丁、沈1-D、藍一5、藍-826

(2)中堿性(xìng)介質(zhì)緩蝕劑：亞硝酸鈉、酪酸(suān)鈉和重鉻酸鉀等

(3)油溶性緩(huǎn)蝕劑

(4) 氣相緩蝕(shí)劑

 

十、清(qīng)洗過程中的發泡與消泡

 

泡沫産生的條件：

A：有氣泡(pào)和液體連續充分地接觸，這是氣體在液體的分散體系形成泡沫的必要條件；

B：泡沫有一定(dìng)壽命，既破泡的速度要低于發(fā)泡的速度(dù)；

C：氣體在該分散體系的液體不溶解。

 

泡沫(mò)在清洗中的有益作用

A：泡沫有吸(xī)附和攜(xié)帶油滴和固體污垢的作用；

B：泡沫能(néng)指示清洗操作的有效性；

C：泡沫對工(gōng)件的漂洗過程也有指示作用；

 

泡沫(mò)對清洗操作的(de)危害

泡沫的存在，有時會給清洗操作(zuò)帶來麻煩，尤其在采用強力的機械攪拌、噴洗、超聲波(bō)清洗中，由于大量泡沫的形成(chéng)，工作溶液溢出槽外，造成原材料損失，延(yán)誤清洗作業，也污染(rǎn)環境，因此應進行(háng)消泡(pào)處理。

 

消泡方法

 

(1)采用低發泡(pào)性的原料配制清洗液

(2)通(tōng)過改變溫度的方法可以(yǐ)減少泡沫

(3)往泡沫上(shàng)噴霧狀的冷水

(4)避免(miǎn)空氣帶入

(5)避免清洗(xǐ)液體(tǐ)的撞擊

(6)添加适(shì)當的消泡劑或抑制劑

 

常用的(de)泡沫調節劑：發(fā)泡劑、穩泡劑、消泡劑。