清洗剂和GGH换热组件的清洗工艺.pdf

本发明提供了一种清洗剂和应用所述清洗剂的GGH换热组件的清洗方法，所述清洗剂包括碱性清洗液和酸性清洗液，所述碱性清洗液含1.6～11.0％(wt，下同)强碱、0.7～2.4％渗透剂、1.2～3.5％溶垢剂、0.3～1.2％表面活性剂、0.2～1.3％剥离剂b，以及余量的水；所述酸性清洗液含2.6～5.5％强酸、0.7～2.4％渗透剂、0.3～1.2％助溶剂、0.2～0.6％缓蚀剂、0.2～1.3％剥离剂a，以及余量的水。本发明的清洗工艺包括碱洗步骤、酸洗步骤，和所述碱洗步骤与酸洗步骤之间的高压水冲洗步骤。本发明的GGH换热组件的清洗工艺和清洗剂具有清洗快速、彻底、成本低、环保等优点。

1.  一种清洗剂，所述清洗剂包括分别使用的碱性清洗液和酸性清洗液，
所述碱性清洗液含1.6～11.0％wt的强碱、0.7～2.4％wt的渗透剂、1.2～3.5％wt的溶垢剂、0.3～1.2％wt的表面活性剂、0.2～1.3％wt的剥离剂b，以及余量的水；
所述酸性清洗液含2.6～5.5％wt的强酸、0.7～2.4％wt的渗透剂、0.3～1.2％wt的助溶剂、0.2～0.6％wt的缓蚀剂、0.2～1.3％wt的剥离剂a，以及余量的水；
所述剥离剂b选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和聚丙烯酸钠中的一种或多种；所述剥离剂a选自聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、2-羟基膦酸基乙酸和乙二胺四甲叉膦酸中的一种或多种。

2.  根据权利要求1所述的清洗剂，其特征在于，所述强碱选自NaOH和KOH中的一种或两种；所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、仲辛醇聚氧乙烯醚、高级脂肪醇聚环氧乙烷醚、磺化琥珀酸二辛酯钠盐和琥珀酸二仲辛酯磺酸钠中的一种或多种；所述溶垢剂选自EDTA、水解聚马来酸酐、氨基三甲叉膦酸和羟基乙叉二膦酸中的一种或多种；所述表面活性剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基三甲基氯化铵、脱糖木质素磺酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基酚聚环氧乙烷醚中的一种或多种；所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑、2-巯基苯并噻唑、季铵盐类缓蚀剂和咪唑啉类缓蚀剂中的一种或多种；所述强酸选自HCl、HNO₃、HF和H₂SO₄中的一种或多种；所述助溶剂选自丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、TH-3100羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物和膦酰基羧酸共聚物中的一种或多种。

3.  根据权利要求2所述的清洗剂，其特征在于，所述碱性清洗液含3～8％wt的NaOH、1％wt的脂肪醇聚氧乙烯醚、1.5％wt的溶垢剂、0.5％wt的表面活性剂、0.5％wt的剥离剂b、以及余量的水；所述酸性清洗液含的0.3％wt缓蚀剂、3.5～4.5％wt的HCl、1.0％wt的渗透剂、0.5％wt的助溶剂、0.5％wt的剥离剂a，以及余量的水。

4.  根据权利要求3所述的清洗剂，其特征在于，所述碱性清洗液含6％wt的NaOH，所述酸性清洗液含4％wt的HCl，所述溶垢剂为水解聚马来酸酐，所述表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，所述剥离剂b为聚丙烯酸，所述缓蚀剂为季铵盐类缓蚀剂，所述助溶剂为丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物，所述剥离剂a为聚天冬氨酸。

5.  一种GGH换热组件的清洗工艺，所述清洗工艺包括碱洗步骤、酸洗步骤，和所述碱洗步骤与酸洗步骤之间的高压水冲洗步骤；所述碱洗步骤包括，使用权利要求1-4之任一项所述的碱性清洗液在65～85℃进行静态浸泡，浸泡时间为5～8.5h；所述酸洗步骤包括，使用权利要求1-4之任一项所述的酸性清洗液在45～65℃进行静态浸泡，浸泡时间为5～8.5h。

6.  根据权利要求5所述的清洗工艺，其特征在于，所述碱洗步骤在75℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h；所述酸洗步骤在55℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h。

7.  根据权利要求6所述的清洗工艺，其特征在于，所述清洗工艺由作为第一步的所述碱洗步骤、作为第二步的所述高压水冲洗步骤，以及作为第三步的所述酸洗步骤组成。

清洗剂和GGH换热组件的清洗工艺
技术领域
本发明涉及一种化学清洗剂和清洗工艺，尤其是涉及一种用于烟气-烟气换热器(GGH)换热组件的化学清洗剂和清洗工艺。
背景技术
脱硫设备GGH中的烟气从脱硫塔中或原烟气中带来了大量的石膏浆或烟尘，遇到湿态的转子在传热元件表面大量沉积，将产生严重的堵灰现象。为了保证生产的正常进行，需要清洗掉GGH换热元件表面的垢，恢复烟气在GGH换热元件中的流通通道。为此，GGH常配备吹灰器用于日常吹扫，采用高压水作为转子严重堵灰心疏通。但是，这种运行中高压水冲洗，只能去除表面的浮垢。
为解决GGH运行过程形成的积垢，需要对GGH换热元件进行化学清洗。但是，现有技术的化学清洗剂和清洗工艺存在清洗时间长、药剂费用高、除垢效果差的缺点。
发明内容
为了至少部分地克服现有技术中的上述清洗时间长、药剂费用高、除垢效果差等缺陷，消除GGH换热元件的结垢堵塞，本发明提供了一种新的、快速有效的清洗剂和清洗工艺。
根据本发明的一个方面，提供了一种清洗剂，尤其是用于清洗GGH换热组件，或者用于除垢的清洗剂，所述清洗剂包括分别使用的碱性清洗液和酸性清洗液，
所述碱性清洗液含1.6～11.0％wt的强碱、0.7～2.4％wt的渗透剂、1.2～3.5％wt的溶垢剂、0.3～1.2％wt的表面活性剂、0.2～1.3％wt的剥离剂b，以及余量的水；
所述酸性清洗液含2.6～5.5％wt的强酸、0.7～2.4％wt的渗透剂、0.3～1.2％wt的助溶剂、0.2～0.6％wt的缓蚀剂、0.2～1.3％wt的剥离剂a，以及余量的水。
所述碱性清洗液和酸性清洗液在使用顺序上没有特别限制，可以先使用碱性清洗液，也可以先使用酸性清洗液。所述碱性清洗液和酸性清洗液使用的体积比或重量比也没有特别限制。在一个实施方案中，所述碱性清洗液和酸性清洗液使用的体积比范围约为95∶5-5∶95，在一个实施方案中，体积比约为90∶10-10∶90，在一个实施方案中，体积比约为80∶20-20∶80，在一个实施方案中，体积比约为70∶30-30∶70，在一个实施方案中，体积比约为60∶40-40∶60，在一个实施方案中，体积比为基本为50∶50。
所述渗透剂、溶垢剂、表面活性剂、缓蚀剂、助溶剂和剥离剂可以采用本领域公知的此类试剂。其中剥离剂b(basic)表示用于碱性清洗液的剥离剂，剥离剂a(acid)表示用于酸性清洗液的剥离剂。
在一个实施方案中，所述剥离剂b选自聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、聚丙烯酸(PAA)和聚丙烯酸钠(PAAS)中的一种或多种，优选为聚丙烯酸。
在一个实施方案中，所述剥离剂a选自聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、2-羟基膦酸基乙酸(HPAA)和乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)中的一种或多种，优选为聚天冬氨酸。
根据本发明的一个方面，提供了一种清洗剂，尤其是用于清洗GGH换热组件的清洗剂，所述清洗剂包括分别使用的碱性清洗液和酸性清洗液，所述碱性清洗液含2.0～10.0％wt的强碱、1.0～2.0％wt的渗透剂、1.5～3.0％wt的溶垢剂、0.5～1.0％wt的表面活性剂、0.5～1.0％wt的剥离剂b，以及余量的水；所述酸性清洗液含3.0～5.0％wt的强酸、1.0～2.0％wt的渗透剂、0.5～1.0％wt的助溶剂、0.3～0.5％wt的缓蚀剂、0.5～1.0％wt的剥离剂a，以及余量的水。
在一个实施方案中，所述碱性清洗液含3～8％wt的强碱、1％wt的渗透剂、1.5％wt的溶垢剂、0.5％wt的表面活性剂、0.5％wt的剥离剂b、以及余量的水；所述酸性清洗液含3.5～4.5％wt的强酸、0.3％wt的缓蚀剂、1.0％wt的渗透剂、0.5％wt的助溶剂、0.5％wt的剥离剂a，以及余量的水。优选地，所述强碱为NaOH，所述强酸为HCl，所述渗透剂为脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)。优选地，在一个实施方案中，所述碱性清洗液含6％wt的NaOH，所述酸性清洗液含4％wt的HCl。
在一个实施方案中，所述强碱选自碱金属碱，例如NaOH和KOH中的一种或两种，优选为NaOH。
在一个实施方案中，所述渗透剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)、仲辛醇聚氧乙烯醚(JFC-2)、高级脂肪醇聚环氧乙烷醚，例如SFC、磺化琥珀酸二辛酯钠盐(快速渗透剂T)和琥珀酸二仲辛酯磺酸钠(快速渗透剂S)中的一种或多种，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚。
在一个实施方案中，所述溶垢剂选自EDTA(乙二铵四乙酸)、水解聚马来酸酐(HPMA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)和羟基乙叉二膦酸(HEDP)中的一种或多种，优选为水解聚马来酸酐。
在一个实施方案中，所述表面活性剂选自十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、十六烷基三甲基溴化铵(1631)、十八烷基三甲基氯化铵(1831)、脱糖木质素磺酸钠(M-9)、烷基酚聚氧乙烯醚(APE)和烷基酚聚环氧乙烷醚(例如OP)中的一种或多种，优选为十二烷基二甲基苄基氯化铵。
在一个实施方案中，所述缓蚀剂选自苯骈三氮唑(BTA)、2-巯基苯并噻唑(MBT)、季铵盐类缓蚀剂(例如XD-16)和咪唑啉类缓蚀剂(例如，IS-126)中的一种或多种，优选为XD-16。
在一个实施方案中，所述强酸选自HCl、HNO3、HF和H2SO4等强酸中的一种或多种，优选为HCl。
在一个实施方案中，所述助溶剂选自丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物(TH-241)、TH-3100羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物(TH-3100)和膦酰基羧酸共聚物(POCA)中的一种或多种，优选为丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物。
根据本发明的另一个方面，提供了一种GGH换热组件的清洗工艺，所述清洗工艺包括碱洗步骤、酸洗步骤，和所述碱洗步骤与酸洗步骤之间的高压水冲洗步骤；所述碱洗步骤包括，使用碱性清洗液在65～85℃进行静态浸泡，浸泡时间为5～8.5h；所述酸洗步骤包括，使用酸性清洗液在45～65℃进行静态浸泡，浸泡时间为5～8.5h。
在一个实施方案中，所述碱洗步骤在70～80℃进行静态浸泡，浸泡时间为6～8h，例如7h；所述酸洗步骤在50～60℃进行静态浸泡，浸泡时间为6～8h，例如7h。
在一个优选实施方案中，所述碱洗步骤在75℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h；所述酸洗步骤在55℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h。
在一个实施方案中，根据GGH换热组件的结垢量程度，重复进行所述清洗工艺，直至清洗干净。
在一个实施方案中，本发明的GGH换热组件的清洗工艺可以表示如下：

在一个实施方案中，先进行所述碱洗步骤，再进行所述酸洗步骤；在另一个实施方案中，先进行所述酸洗步骤，再进行所述碱洗步骤。在一个优选实施方案中，所述清洗工艺由作为第一步的所述碱洗步骤、作为第二步的所述高压水冲洗步骤，以及作为第三步的所述酸洗步骤组成。另外，和清洗剂一样，所述碱性清洗液和酸性清洗液使用的体积比或重量比也没有特别限制，上述清洗剂中的碱性清洗液和酸性清洗液体积比同样适用于清洗工艺。
采用本发明的GGH换热组件的清洗工艺和清洗剂，对于严重结垢的GGH换热组件，反复进行清洗多次即可将GGH换热组件清洗干净。本发明的GGH换热组件的清洗工艺和清洗剂具有清洗快速、彻底、成本低、环保等优点；对于GGH换热元件表面的顽固的结垢，也能进行快速、有效地清洗。另外，在阅读本说明书之后，本领域技术人员也可以显而易见地知道本发明的其它优点和效果。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明进行详细说明，应该理解，这些具体实施例仅用于说明本发明的目的，并不意在限制本发明。本领域技术人员在阅读说明书之后，将能显而易见地对其进行各种修改、变型和修正，这些修改、变型和修正都落在本发明的范围之内。
除非另外指明，本发明中的百分比均是重量百分比。
实施例1
采用如下清洗剂：
碱性清洗液含6％wtNaOH、1％wtJFC、1.5％wtHPMA、0.5％wtl227、0.5％wtPAA、以及余量的水；酸性清洗液含4％wtHCl、0.3％wt XD-16、1.0％wtJFC、0.5％wt TH-241、0.5％wtPASP，以及余量的水。
并采用如下清洗工艺：
高压水冲洗→碱洗步骤→高压水冲洗→酸洗步骤。
碱洗步骤在75℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h；酸洗步骤在55℃进行静态浸泡，浸泡时间为6.5h。
完全清除了面积为0.1m²，厚度为7mm的GGH换热组件结垢，共消耗各500mL的碱性清洗液和酸性清洗液，整个清洗过程共计约13小时。
实施例2
采用如下清洗剂：
碱性清洗液含2％wtNaOH、1.5％wt快速渗透剂T、1.5％wtEDTA、0.5％wt 1631、0.5％wtPASP、以及余量的水；酸性清洗液含3％wtHCl、0.3％wtBTA、1.0％wtJFC、0.5％wt TH-3100、0.5％wt PESA，以及余量的水。
并采用如下清洗工艺：
高压水冲洗→碱洗步骤→高压水冲洗→酸洗步骤。
碱洗步骤在70℃进行静态浸泡，浸泡时间为5h；酸洗步骤在50℃进行静态浸泡，浸泡时间为5h。
完全清除了面积为0.1m²，厚度为6mm的GGH换热组件结垢，共消耗各500mL的碱性清洗液和酸性清洗液，整个清洗过程共计约10小时。
实施例3
采用如下清洗剂：
碱性清洗液含10％wtNaOH、0.8％wtJFC、1.5％wtHPMA、0.5％wtM-9、0.5％wtPAAS、以及余量的水；酸性清洗液含5％wtHCl、0.3％wtMBT、1.0％wtJFC、0.5％wt POCA、0.5％wt HPAA，以及余量的水。
并采用如下清洗工艺：
高压水冲洗→碱洗步骤→高压水冲洗→酸洗步骤。
碱洗步骤在80℃进行静态浸泡，浸泡时间为8h；酸洗步骤在60℃进行静态浸泡，浸泡时间为8h。
完全清除了面积为0.1m²，厚度为7mm的GGH换热组件结垢，共消耗各500mL的碱性清洗液和酸性清洗液，整个清洗过程共计约16小时。
本领域技术人员很容易理解，本发明清洗剂不仅仅适用于GGH换热组件，还适用于类似的场合，例如用于锅炉等的清洗。