集中空调清洗剂的研制与应用

Posted 2023-01-13 水垢

篇首语：构成我们学习最大障碍的是已知的东西，而不是未知的东西。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了集中空调清洗剂的研制与应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

0 引言目前几乎所有的宾馆、商场、娱乐场所及写字楼都使用集中空调。但随着使用年限的增长，其换热能力不断下降，制冷制热效果逐渐变差，能耗增大。这是由于集中空调冷水、冷却水管道系统的管壁上沉积了水垢和微生物黏泥所致。水垢导热性能很差，是钢铁导热能力的(1/50)～(1/30)，黄铜的(1/140)～(1/50)，如果不将水垢除去，不但能耗增大，制冷制热效率下降，而且机组还将受到腐蚀，严重影响使用寿命。因此，对集中空调水系统定期清洗非常必要。目前常用的清洗方法有无机酸清洗、络合剂和聚电解质清洗。酸洗比较彻底，速度比较快，但需要有良好的酸洗缓蚀剂。络合剂和聚电解质清洗时间较长，对集中空调厚水垢的清洗程度有时难以控制，但比较安全。笔者介绍的清洗剂由多种酸及多组分缓蚀剂组成。多年的应用表明该清洗剂除垢速度快、清洗效果显著，18～50℃时，清洗剂对铜的腐蚀速度为0.045～0.079g/(m2.h)，对碳钢的腐蚀速度为0.138～0.465g/(m2.h)，缓蚀率为97.3%～99.8%，是一种比较理想的清洗剂。
1 配方选择试验根据清洗剂对水垢(从旧管中剥下)的溶解效率和对金属的腐蚀速度来选择其主成分和缓蚀剂，腐蚀速度用失重法测定。
1.1 试验材料及测试步骤
1.1.1 试验材料：紫铜管Φ12mm×5cm，45号碳钢试片25mm×25mm×2mm。
1.1.2 测试步骤：将铜管和碳钢试片用金相砂纸磨光，用蒸馏水洗涤；分别用脱脂棉蘸取无水乙醇和丙酮擦洗，用冷风吹干，置于干燥器中5h，准确称重；然后将试片挂于清洗剂中，静态浸泡后取出用水洗净，用无水乙醇洗涤，冷风吹干，置于干燥器中5h，准确称重；计算腐蚀速度。
1.2 清洗剂主成分的选择集中空调冷水、冷却水系统的水垢基本以碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐、锈垢和微生物黏泥等进行不同的组合而存在。根据清洗剂必须具有既对集中空调中的紫铜管和碳钢腐蚀性小、又易溶解水垢的特点，笔者分别对盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、乙酸、氨基磺酸、柠檬酸、表面活性剂等以不同的组合形式进行了试验。通过反复的腐蚀速度和水垢溶解效率试验，选定以甲酸、乙酸、盐酸组成的生产配方。试验表明，甲酸对铜质材料腐蚀最小，即使在沸腾的情况下也是如此；而盐酸对水垢特别是碳酸盐和铁锈有良好的清洗效果，其价格低廉，在清洗领域应用最广泛；乙酸是弱酸，在一定浓度下具有良好的缓冲作用。
1.3 缓蚀剂的选择缓蚀剂种类繁多，按保护膜理论划分有氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜型。被保护金属的种类、性质，清洗剂的组分和使用条件等对缓蚀剂使用效果都有着明显的影响。根据选定的清洗介质，笔者对苯胺乌洛托品、苯胺甲醛、Lan 5、硫脲、苯骈三氮唑、2 巯基苯并噻唑等进行了详细的试验。结果表明被试验的几种缓蚀剂都有一定的缓蚀作用，但以苯胺甲醛与苯骈三氮唑合用性能最佳，于是选用这种具有协同作用的混合缓蚀剂。
1.4 生产配方根据试验结果选定的生产配方为(以下数据均为组分质量分数，括号内为溶液质量分数)：盐酸(31%)，4.5%～5.3%；甲酸(85%)，3.5%～4%；乙酸(98%)，2.5%～3%；苯胺甲醛(由8%盐酸、5%苯胺、5%甲醛于70～75℃下配制)(5%)，3%～4%；苯骈三氮唑(用乙醇配制)，0.1%～0.15%；水，余量。生产时可加倍浓缩，使用时再定量稀释。
2 清洗剂的主要性能
2.1 腐蚀速度将紫铜管和碳钢试样浸泡于18，30，40，50℃的静态恒温清洗剂中20h后取岀，按上述试验方法测定其腐蚀速度，结果见表1。

由表1可得，在18～50℃时，清洗剂对铜的腐蚀速度为0.045～0.079g/(m2.h)，对碳钢的腐蚀速度为0.138～0.465g/(m2.h)。
2.2 缓蚀率选用苯胺甲醛与苯骈三氮唑双组分缓蚀剂在盐酸介质中试验，在18～50℃对铜的缓蚀率为99.0%～99.8%，对碳钢的缓蚀率为97.3%～99.8%。
2.3 清洗温度试验为了选取最佳的清洗温度，分别作了15～50℃水管清洗的试验。试验方法：取长约5cm，水垢厚约3.5mm的旧自来水管，分别浸泡于1000mL不同温度的恒温清洗剂中。其中浸泡于50℃清洗剂中的水管水垢3h后全部溶解脱落，水垢重35g，占水管总质量的21.5%；浸泡于15℃清洗剂中的水管水垢4h后全部溶解脱落，水垢重33.1g，占水管总质量的20.3%。试验表明，随着清洗温度的升高，清洗速度加快；但温度太高，由于氢离子扩散速度加快，腐蚀速度也会上升。所以在实际操作中，清洗温度一般应控制在40～50℃。
3 清洗剂的应用
3.1 集中空调冷水、冷却水管道系统清洗流程清洗溴化锂制冷机组冷水管道系统的一般流程为：关闭管道与机组间的进出阀门，把管道内的水全部排尽，打开所有的排气阀门，从机房分水器最低点用高压泵把清洗剂送入管道循环运转；0.5h后在运转情况下将溶液加热至40～50℃并清洗4～7h；在任一管道取样点检测pH值，若基本不变，则证明已清洗完毕；将清洗剂放掉，压入氢氧化钠或碳酸钠溶液在运转情况下中和(pH值6～7)；放掉中和液，用自来水漂洗1～2次；排完漂洗液后压入钝化剂，钝化剂采用0.5%亚硝酸钠和1%磷酸三钠，在60～70℃下钝化4h，放掉钝化液；用自来水漂洗至pH值为7～8。清洗冷却水系统时将清洗剂压入冷却水管道或冷却塔，基本流程同冷水管道系统的清冼流程。
3.2 使用效果数百台溴化锂、氟利昂机组和进口空气压缩机的清洗经验表明，集中空调系统清洗后，能耗大大降低，制冷制热效果能达到原设计要求。如用于无梭纺织的两台CN12MX2E型空气压缩机，清洗前其冷却系统已严重结垢，排气温度高达49～51℃，接近自动停机温度52℃；清洗后，在冷却水进口温度27～32℃的情况下，排气温度降至28～33℃，用户非常满意。
4 结论数年的清洗经验表明，该集中空调清洗剂具有优良的清洗效果、缓蚀性能及良好的经济效益。不但适用于集中空调冷水、冷却水管道系统的清洗，也适用于空气压缩机和其他铜、碳钢换热器的清洗。