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技術(shù)文章
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組腔體的清洗
點擊次數(shù)：1080 發(fā)布時間：2010-11-24
本文根據(jù)清洗工作實踐，在溴化鋰吸收式冷水機(jī)組腔體進(jìn)行化學(xué)清洗時，加入了氟化物，其溶解氧化鐵的起始速度高，溶解氧化鐵的能力強(qiáng)，能將機(jī)組中的金屬氧化物很快溶解，并隨清洗液排出腔體外，不僅縮短了清洗時間，而且去除金屬氧化物*，清洗工作取得明顯效果。本文對此進(jìn)行了有價值的探討和研究。
一．前言
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組以熱能為動力，以水為制冷劑，以溴化鋰為吸收劑，制取0℃以上的冷媒水，具有耗電省、噪音低、運行平穩(wěn)、能量調(diào)節(jié)范圍廣、自動化程度高、安裝、維護(hù)、操作簡單等特點。同時，它還有對環(huán)境無污染，對大氣臭氧層無損壞作用的*優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于紡織、化工、冶金、機(jī)械制造、石油化工等行業(yè)及賓館等各種公共建筑中。
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的缺點是在有空氣的情況下，溴化鋰溶液對普通碳鋼具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這不僅影響機(jī)組的壽命，而且影響機(jī)組的性能和正常運轉(zhuǎn)。機(jī)組在真空下運行，空氣容易漏入，氣密性要求高。運行管理不當(dāng)，將造成機(jī)組腔體內(nèi)部嚴(yán)重腐蝕。腐蝕物不僅使溶液污染，緩蝕劑消耗大，而且，腐蝕物可使機(jī)組噴淋系統(tǒng)的噴嘴（或淋激孔）堵塞。機(jī)組制冷 減嚴(yán)重，壽命大大縮短。因此，用化學(xué)方法去除溴化鋰吸收式冷水機(jī)組組腔體內(nèi)部腐蝕物，使機(jī)組噴淋系統(tǒng)的噴嘴（或淋激孔）疏通，機(jī)組恢復(fù)原有性能，是溴化鋰吸收式冷水機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)的一項重要內(nèi)容。
二、垢樣分析
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組主要有碳鋼、紫銅、不銹鋼等金屬材料加工而成，而鐵和銅在溴化鋰溶液中的腐蝕與通常在堿性電解液中的腐蝕相類似。
存在下列反應(yīng)：
Fe+H2O+0.5O2→Fe（OH）2
Fe（OH）2+ 0.5H2O+0.25O2→Fe（OH）3
4Fe（OH）2→Fe3O4+ Fe+ 4H2O
2Cu+0.5O2→Cu2O
Cu2O+ 4H2O→2Cu（HO）2
在氧的作用下，金屬鐵和銅在通常呈堿性的溴化鋰溶液中被氧化，失去2個或3個電子,生成鐵和銅的氫氧化物，zui后形成腐蝕產(chǎn)物，其主要成分為Fe3O4和Fe2O3占80%以上，為深褐色片狀或顆粒狀沉淀物。
三、氟化物與金屬氧化物反應(yīng)機(jī)理
在無機(jī)或有機(jī)酸性清洗劑中，加入氟化物，如氟化氫銨或氟化鈉。加入氟化物后有氫氟酸生成。氫氟酸是若酸，但低濃度的氫氟酸卻比鹽酸、檸檬酸、硫酸等酸類具有更強(qiáng)的溶解氧化鐵的能力，這顯然不是依靠H+的作用。而主要是依靠F+的作用。氫氟酸與磁性氧化鐵接觸，*行氟-氧交換，繼而進(jìn)行F-的絡(luò)合，使氧化鐵溶解。其反應(yīng)為氫氟酸電離：HF=H++F-，F(xiàn)-具有一弧電子對，很容易填入以Fe3+為中心離子的空的價電軌道中，形成6個配價鍵的絡(luò)合物，即：鐵-鐵-冰晶石，從而使氧化鐵溶解。
2Fe3++6F-→Fe[FeF6]（ 鐵-鐵-冰晶石）
氟對鐵的絡(luò)合能力很強(qiáng)，理論計算表明，每升HF可以溶解10.4克鐵，試驗表明：0.1%濃度的HF在30-40℃時，溶解氧化鐵的能力達(dá)到上述理論計算值的65%，1%濃度的HF則有95%的理論計算值，可以在低溫下清洗。當(dāng)HF和具有絡(luò)合能力的有機(jī)酸混合使用時，若離解的HF中F不再具有絡(luò)合作用，此時，HF只起催化劑作用，并不參加反應(yīng)。
例如HF在檸檬酸中的反應(yīng)如下：
Fe3O4 +8HF→2Fe3++Fe2++8F-+4H2O
2Fe3++Fe2++3HCit →2FeCit+H[FeCit]+8H+
Fe3O4+8HF+3HCit →2FeCit+H [FeCit]+8HF+4H2O
實際清洗中，HF起雙重作用，主要的作用為催化，其次也進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，所以要消耗少量的HF。
四．氟化物在溴冷機(jī)腔體清洗中的應(yīng)用特點及問題
我們曾對江蘇、河南等客戶的溴化鋰吸收式機(jī)組腔體有機(jī)清洗劑中加入氟化物，利用溴冷機(jī)自身循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。清洗結(jié)束后，對腔體淋激板部位割開檢查，沒有發(fā)現(xiàn)銹渣等金屬氧化物沉積物。清洗工作取得明顯效果。
（1）有機(jī)或無機(jī)酸性清洗劑中加入氟化物，對α- Fe2O3和磁性Fe3O4有*的溶解性能。加入量不大于0.5%。
（2）有機(jī)或無機(jī)酸性清洗劑中加入氟化物后，其和金屬氧化物的反應(yīng)速度是單一品種的幾十倍甚至成百倍。適合于常溫或低溫清洗。
（3）清洗結(jié)束后，金屬表面潔凈，并能有短暫的鈍化膜出現(xiàn)，為下一步鈍化并生成良好的磁性氧化鐵創(chuàng)造了必要的條件。
（4）清洗所用的時間大為縮短，溶解金屬氧化物的起始速度高，能將溴化鋰吸收式冷水機(jī)組腔體中形成的金屬氧化物及其它沉積物很快溶解，并隨清洗液排出。
（5）選用Lan-826多用酸洗緩蝕劑，在清洗過程中對金屬材料的腐蝕速度較低。
（6）由于在清洗劑中加入氟化物，對金屬氧化物的溶解有溶解和絡(luò)合雙重作用，溶解氧化鐵的性能好，利用溴冷機(jī)自身循環(huán)噴淋系統(tǒng)即可滿足清洗循環(huán)需求。
（7）盡管清洗工作取得了明顯效果，但也存在著廢液處理麻煩的問題，含氟清洗廢液需經(jīng)石灰一次處理后，在對廢液用1%Al2（SO4）3.5H2O進(jìn)行二次處理，使氟離子小于10mg/l，然后排放。
出處:丹陽市藍(lán)星防腐清洗有限公司 作者:羅會永
一．前言
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組以熱能為動力，以水為制冷劑，以溴化鋰為吸收劑，制取0℃以上的冷媒水，具有耗電省、噪音低、運行平穩(wěn)、能量調(diào)節(jié)范圍廣、自動化程度高、安裝、維護(hù)、操作簡單等特點。同時，它還有對環(huán)境無污染，對大氣臭氧層無損壞作用的*優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于紡織、化工、冶金、機(jī)械制造、石油化工等行業(yè)及賓館等各種公共建筑中。
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的缺點是在有空氣的情況下，溴化鋰溶液對普通碳鋼具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這不僅影響機(jī)組的壽命，而且影響機(jī)組的性能和正常運轉(zhuǎn)。機(jī)組在真空下運行，空氣容易漏入，氣密性要求高。運行管理不當(dāng)，將造成機(jī)組腔體內(nèi)部嚴(yán)重腐蝕。腐蝕物不僅使溶液污染，緩蝕劑消耗大，而且，腐蝕物可使機(jī)組噴淋系統(tǒng)的噴嘴（或淋激孔）堵塞。機(jī)組制冷 減嚴(yán)重，壽命大大縮短。因此，用化學(xué)方法去除溴化鋰吸收式冷水機(jī)組組腔體內(nèi)部腐蝕物，使機(jī)組噴淋系統(tǒng)的噴嘴（或淋激孔）疏通，機(jī)組恢復(fù)原有性能，是溴化鋰吸收式冷水機(jī)組維護(hù)保養(yǎng)的一項重要內(nèi)容。
二、垢樣分析
溴化鋰吸收式冷水機(jī)組主要有碳鋼、紫銅、不銹鋼等金屬材料加工而成，而鐵和銅在溴化鋰溶液中的腐蝕與通常在堿性電解液中的腐蝕相類似。
存在下列反應(yīng)：
Fe+H2O+0.5O2→Fe（OH）2
Fe（OH）2+ 0.5H2O+0.25O2→Fe（OH）3
4Fe（OH）2→Fe3O4+ Fe+ 4H2O
2Cu+0.5O2→Cu2O
Cu2O+ 4H2O→2Cu（HO）2
在氧的作用下，金屬鐵和銅在通常呈堿性的溴化鋰溶液中被氧化，失去2個或3個電子,生成鐵和銅的氫氧化物，zui后形成腐蝕產(chǎn)物，其主要成分為Fe3O4和Fe2O3占80%以上，為深褐色片狀或顆粒狀沉淀物。
三、氟化物與金屬氧化物反應(yīng)機(jī)理
在無機(jī)或有機(jī)酸性清洗劑中，加入氟化物，如氟化氫銨或氟化鈉。加入氟化物后有氫氟酸生成。氫氟酸是若酸，但低濃度的氫氟酸卻比鹽酸、檸檬酸、硫酸等酸類具有更強(qiáng)的溶解氧化鐵的能力，這顯然不是依靠H+的作用。而主要是依靠F+的作用。氫氟酸與磁性氧化鐵接觸，*行氟-氧交換，繼而進(jìn)行F-的絡(luò)合，使氧化鐵溶解。其反應(yīng)為氫氟酸電離：HF=H++F-，F(xiàn)-具有一弧電子對，很容易填入以Fe3+為中心離子的空的價電軌道中，形成6個配價鍵的絡(luò)合物，即：鐵-鐵-冰晶石，從而使氧化鐵溶解。
2Fe3++6F-→Fe[FeF6]（ 鐵-鐵-冰晶石）
氟對鐵的絡(luò)合能力很強(qiáng)，理論計算表明，每升HF可以溶解10.4克鐵，試驗表明：0.1%濃度的HF在30-40℃時，溶解氧化鐵的能力達(dá)到上述理論計算值的65%，1%濃度的HF則有95%的理論計算值，可以在低溫下清洗。當(dāng)HF和具有絡(luò)合能力的有機(jī)酸混合使用時，若離解的HF中F不再具有絡(luò)合作用，此時，HF只起催化劑作用，并不參加反應(yīng)。
例如HF在檸檬酸中的反應(yīng)如下：
Fe3O4 +8HF→2Fe3++Fe2++8F-+4H2O
2Fe3++Fe2++3HCit →2FeCit+H[FeCit]+8H+
Fe3O4+8HF+3HCit →2FeCit+H [FeCit]+8HF+4H2O
實際清洗中，HF起雙重作用，主要的作用為催化，其次也進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)，所以要消耗少量的HF。
四．氟化物在溴冷機(jī)腔體清洗中的應(yīng)用特點及問題
我們曾對江蘇、河南等客戶的溴化鋰吸收式機(jī)組腔體有機(jī)清洗劑中加入氟化物，利用溴冷機(jī)自身循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行化學(xué)清洗。清洗結(jié)束后，對腔體淋激板部位割開檢查，沒有發(fā)現(xiàn)銹渣等金屬氧化物沉積物。清洗工作取得明顯效果。
（1）有機(jī)或無機(jī)酸性清洗劑中加入氟化物，對α- Fe2O3和磁性Fe3O4有*的溶解性能。加入量不大于0.5%。
（2）有機(jī)或無機(jī)酸性清洗劑中加入氟化物后，其和金屬氧化物的反應(yīng)速度是單一品種的幾十倍甚至成百倍。適合于常溫或低溫清洗。
（3）清洗結(jié)束后，金屬表面潔凈，并能有短暫的鈍化膜出現(xiàn)，為下一步鈍化并生成良好的磁性氧化鐵創(chuàng)造了必要的條件。
（4）清洗所用的時間大為縮短，溶解金屬氧化物的起始速度高，能將溴化鋰吸收式冷水機(jī)組腔體中形成的金屬氧化物及其它沉積物很快溶解，并隨清洗液排出。
（5）選用Lan-826多用酸洗緩蝕劑，在清洗過程中對金屬材料的腐蝕速度較低。
（6）由于在清洗劑中加入氟化物，對金屬氧化物的溶解有溶解和絡(luò)合雙重作用，溶解氧化鐵的性能好，利用溴冷機(jī)自身循環(huán)噴淋系統(tǒng)即可滿足清洗循環(huán)需求。
（7）盡管清洗工作取得了明顯效果，但也存在著廢液處理麻煩的問題，含氟清洗廢液需經(jīng)石灰一次處理后，在對廢液用1%Al2（SO4）3.5H2O進(jìn)行二次處理，使氟離子小于10mg/l，然后排放。
出處:丹陽市藍(lán)星防腐清洗有限公司 作者:羅會永