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超分子膜化技術(shù)在工業(yè)設(shè)備清洗預(yù)膜領(lǐng)域的應(yīng)用
超分子膜化節(jié)能技術(shù)在工業(yè)設(shè)備管道的清洗除垢領(lǐng)域表現(xiàn)出了優(yōu)異特性，常溫中性超分子膜化節(jié)能技術(shù)，就是利用超分子膜化原理進(jìn)行化學(xué)清洗和鈍化防腐的新技術(shù)，該方法對系統(tǒng)安全、高效。
新設(shè)備開車前的清洗鈍化和舊系統(tǒng)的清洗預(yù)膜，主要方法總結(jié)起來有以下幾種主要化學(xué)清潔技術(shù)的比較：
| 特點(diǎn)/項(xiàng)目 | 堿洗鈍化 | 酸洗鈍化 | 中性螯合清洗 | 超分子膜化 |
| 作用機(jī)理 | 堿與油脂發(fā)生皂化反應(yīng)，使油垢乳化分散溶解到堿液中，一般是5～10%的堿溶液，加熱到60℃以上，反應(yīng)8小時(shí)以上，溫度過高、堿液濃度>10%，易發(fā)生堿脆現(xiàn)象。 | 酸與金屬氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成鹽類溶解于水中，一般用5～10%的酸溶液，加3‰酸洗緩蝕劑，因?yàn)樗嵋材芎驮O(shè)備金屬本體反應(yīng)，要防止過洗腐蝕和氫脆的發(fā)生。 | 螯合劑與金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，將污垢滲透分散、溶解到溶液里。通常使用5～10%的螯合劑，加熱到60℃以上（部分情況下甚至需加熱到120℃以上），反應(yīng)8小時(shí)以上（部分情況72小時(shí)以上）。 | 超分子藥劑的選擇性組裝作用將金屬表面鈍性污垢清除，然后和金屬形成穩(wěn)定、致密的超分子膜。一般使用8～10%的超分子藥劑，常溫浸泡或循環(huán)36～48小時(shí)。超分子藥劑呈中性，常溫清洗，清洗膜化過程中不會(huì)對設(shè)備產(chǎn)生腐蝕、堿脆、氫脆等現(xiàn)象。 |
| 優(yōu)點(diǎn) | 1、要用于除油脫脂，可以快速除油。2、對設(shè)備腐蝕性小，可以對碳鋼設(shè)備鈍化防腐。3、操作相對比較安全。 | 1、反應(yīng)速度快，除垢較徹底。2、原料易得，易組織清洗施工。3、清洗成本低，效率高 | 1.對設(shè)備幾乎無腐蝕，安全系數(shù)高。2.溶液毒性小，廢液污染輕。3.清洗鈍化一步完成。4.除垢種類多，適用范圍廣。5.操作較安全。6.可以不停車清洗。 | 1.可以清除各種難溶垢，清洗液中不殘留固體顆粒，除垢最干凈徹底。2.清潔鈍化一步完成，形成干凈致密的超分子膜。3.超分子膜的單分子層保護(hù)金屬本體，使設(shè)備幾乎不再被腐蝕。傳熱速度快，安全系數(shù)高。4.常溫膜化，不需加熱，清洗速度是螯合清洗的5倍以上，節(jié)約能源。5.超分子藥劑中性無毒，無重金屬污染，對環(huán)境友好。6.可以清潔膜化各種材質(zhì)的設(shè)備和系統(tǒng)，精密儀器和零件，適用范圍廣。7.操作簡便，可以循環(huán)、噴淋、浸泡等方式進(jìn)行清潔膜化。8.可以不停車在線清潔膜化。 |
| 缺點(diǎn) | 1.僅對油脂垢有效，對其他垢無效。2.對軋制鱗片無效。3.易發(fā)生堿脆現(xiàn)象。4.需要加熱，過程煩瑣不節(jié)能。 | 1.對一些難溶垢如硫酸鈣、硅垢等洗不掉。2.軋制鱗片洗不干凈。3.易發(fā)生氫脆現(xiàn)象，降低鋼鐵延伸率，造成設(shè)備爆管，搪瓷反應(yīng)釜爆瓷。;4.容易局部過洗，損壞設(shè)備。5.除垢不徹底，鈍化不完全。6.對油脂除垢無效，必須先加熱堿洗再酸洗，過程繁瑣。7.必須停車清洗。8.一般酸洗不需加熱，但是檸檬酸清洗必須加熱到85℃以上，否則易產(chǎn)生檸檬酸鐵沉淀，二次污染系統(tǒng)。 | 1.對硫酸鈣、硅質(zhì)垢、Fe3O4等難溶垢幾乎無效，除垢不徹底。2.對軋制鱗片無效。3.防垢效果差，鈍化不徹底。4.需要加熱清洗，操作不方便，不節(jié)能。 | 超分子膜化藥劑的原料價(jià)格。較高，但綜合使用成本低。 |
綜合考慮，采用超分子膜化技術(shù)更具性價(jià)比：
采用JN-818超分子膜化劑進(jìn)行超分子膜化，其突出優(yōu)點(diǎn)有：
1、超分子中性膜化劑水溶液是常溫操作，不需加熱。
2、超分子膜化劑無毒，可以洗手、洗衣服，刺激性比洗衣粉還小，可以安全環(huán)保排放，是目前最安全、環(huán)保、高效的中性膜化劑。
3、超分子膜化比普通的螯合速度快，除垢徹底干凈，并在金屬表面形成超分子膜，達(dá)到除垢和鈍化一步完成的效果。一方面提高了設(shè)備運(yùn)行的安全系數(shù)，延長設(shè)備使用壽命；同時(shí)也提高了換熱效率和產(chǎn)汽量，保證裝置高效率生產(chǎn)。
4、超分子膜化的過程，就是分子識(shí)別與組裝的過程，可以將金屬表面的所有難溶垢徹底清除，不會(huì)有酸洗和堿洗過程中剝離的顆粒現(xiàn)象存在，廢液容易排凈，系統(tǒng)無殘?jiān)せ粫?huì)存在死區(qū)。
5、超分子中性膜化操作容易，可以循環(huán)沖洗膜化，也可以浸泡膜化，也可以不停車在線清潔膜化，操作安全、簡便，適應(yīng)范圍廣。
6、超分子中性膜化能快速形成分子保護(hù)膜，不會(huì)產(chǎn)生酸洗的返銹現(xiàn)象，防腐蝕安全性能大大提高。而且膜化對鍋爐及管線上的監(jiān)測控制裝置和儀表無腐蝕。
針對換熱設(shè)備的化學(xué)超分子膜化，比堿洗、酸洗具有以下優(yōu)勢：
1、酸洗和堿洗的時(shí)候，會(huì)發(fā)生氫脆和堿脆現(xiàn)象，雖然有抑制堿脆發(fā)生的措施，但還是存在一定的安全隱患。中性超分子膜化沒有這種隱患。
2、酸洗容易造成過洗腐蝕，損壞設(shè)備本體，引發(fā)質(zhì)量甚至安全事故，中性超分子膜化不會(huì)過洗，一旦分子膜形成，就會(huì)有防腐蝕能力。
3、酸洗很難將鋼鐵表面的軋制鱗片清洗干凈，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中形成以軋制鱗皮為陰極，鍋爐本體為陽極的電化學(xué)腐蝕，而中性超分子膜化可以將金屬表面的各種難溶垢徹底清除干凈，并形成分子膜保護(hù)層，提高了設(shè)備的安全性和換熱效率。
4、檸檬酸清洗必須烘爐到85℃以上，再投加檸檬酸清洗，一旦溫度低于85℃，會(huì)很快形成檸檬酸鐵沉淀，導(dǎo)致清洗失敗，甚至產(chǎn)生大量檸檬酸鐵沉淀的二次污垢，此垢很難去除。超分子中性膜化沒有殘存的污垢。
5、酸洗的加熱和腐蝕控制難度較大，而且易剝離堆積大量垢渣堵塞管道，一般電站鍋爐不敢要求對過熱器進(jìn)行酸洗，這樣眾多的過熱器管線上的污垢就會(huì)污染蒸汽，影響蒸汽品質(zhì)，延長打靶時(shí)間。
下圖為鍋爐采用超分子膜化前后同一系統(tǒng)的對比。
超分子膜化處理前 超分子膜化處理后
而中性超分子膜化，則可以將整個(gè)電站鍋爐的水、汽系統(tǒng)全部串聯(lián)起來，一次清潔鈍化徹底，大大縮短打靶時(shí)間，一般打靶不會(huì)超過72小時(shí)。而一般的酸洗和EDTA清洗，打靶時(shí)間要15天，或者更多。以130噸的鍋爐計(jì)算，每噸蒸汽耗煤140公斤計(jì)，每天打靶消耗的燃煤費(fèi)用就是436800元人民幣，超分子中性膜化節(jié)約打靶時(shí)間7天計(jì)算，僅此一項(xiàng)就節(jié)約3057600元，還不算提前發(fā)電的生產(chǎn)效益，僅僅節(jié)約煤就達(dá)300多萬元。
根據(jù)以上分析比較可以看出：超分子膜化方法簡便、高效、環(huán)保，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和安全、環(huán)保效益。該技術(shù)已在石化、船舶、熱電、化工、橡膠、鋼鐵、造紙、鍋爐、空調(diào)、汽車機(jī)械等行業(yè)廣泛應(yīng)用。
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