鍋爐清洗項(xiàng)目的EDTA清洗應(yīng)用

郭洪強(qiáng)

摘要：鍋爐化學(xué)清洗，就是采用化學(xué)藥劑水溶劑，在一定的工藝條件下來(lái)清除鍋爐動(dòng)力特種設(shè)備中水汽系統(tǒng)中的各種水垢、沉積物、腐蝕產(chǎn)物及油脂等污濁產(chǎn)物，使鍋爐受熱面清潔，并在金屬表面形成良好的金屬鈍化保護(hù)膜。本文選用標(biāo)準(zhǔn)鋅溶液做參照試劑，乙酸—乙酸鈉作為緩沖溶液，二甲酚橙作為指示劑測(cè)定EDTA清洗液中游離EDTA濃度的測(cè)定。EDTA做參照試劑，磺基水楊酸鈉做指示劑測(cè)定清洗液中全鐵離子的測(cè)定。

關(guān)鍵詞：鍋爐;工業(yè)設(shè)備;化學(xué)清洗;EDTA清洗劑

1前言

鍋爐行過(guò)程中，會(huì)在鍋筒及管壁上粘附一層水垢。水垢的存在會(huì)使受熱面?zhèn)鳠釥顩r惡化，使排出氣體溫度增高，熱效率降低，增加物料消耗，并且會(huì)造成鍋爐超壓以及水冷壁管爆管等安全隱患，因此，如何避免鍋爐安全隱患，控制運(yùn)行時(shí)的成本是一個(gè)重要的課題，本文章重點(diǎn)研究鍋爐使用中清洗劑EDTA的效應(yīng)，以及該清洗劑的優(yōu)勢(shì)和安全性。

2實(shí)驗(yàn)部分

2.1清洗流程

化學(xué)清洗可分為四個(gè)分項(xiàng)：水沖洗、化學(xué)清洗、漂洗、鈍化。

化學(xué)清洗前首先進(jìn)行除鹽水沖洗，要求沖洗后水質(zhì)澄清，無(wú)大顆粒雜物，無(wú)大塊焊渣?；瘜W(xué)清洗時(shí)添加EDTA清洗劑，清洗時(shí)的添加緩蝕劑，防止腐蝕速率過(guò)快，損傷鍋爐爐本體金屬材料。漂洗鈍化階段，因?yàn)槭褂玫氖荅DTA二鈉進(jìn)行鍋爐化學(xué)清洗，所以可以添加氨水使之清洗液PH值升至9～10來(lái)進(jìn)行“一次加藥，一次成型”的目的，以形成良好鈍化膜。

清洗范圍主要包括：省煤器及清洗中的附屬管件、汽包內(nèi)壁及附屬管件、水冷壁管及爐前系統(tǒng)管道。

2.2 EDTA的清洗原理

EDTA是常用的絡(luò)合劑，不僅在分析化學(xué)中，常用作絡(luò)合滴定的標(biāo)準(zhǔn)溶液，而且廣泛用于電力，核工業(yè)、石油化工等工業(yè)設(shè)備的清洗。由于EDTA在水中溶解度較少，而在堿溶液中溶解度較大，并且與金屬離子絡(luò)合時(shí)通常以H2Y2-，HY3-，Y4-形式為主，因此用EDTA進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，一般采用氫氧化鈉或氨來(lái)調(diào)節(jié)pH值，當(dāng)pH值在5～6.5之間時(shí)會(huì)形成鈉鹽與鐵離子垢絡(luò)合穩(wěn)定，當(dāng)pH值在9～10時(shí)形成銨鹽與鈣鎂等離子垢絡(luò)合穩(wěn)定。

EDTA電離反應(yīng)：H4Y→H++H3Y-H3Y-→H++H2Y2-

H2Y2-→H++HY3-HY3-→H++Y4-

垢溶解反應(yīng)：FeO+2H+→Fe2++H2O

Fe2O3+2H+→2Fe3++3H2O

CaCO3→Ca2++CO32-

MgCO3→Mg2++CO32-

EDTA與金屬離子的絡(luò)合反應(yīng)：

Fe2++H2Y2-→FeY2-+2H+Fe3++H2Y2-→FeY-+2H+

Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+Mg2++H2Y2-→MgY2-+2H+

2.3鍋爐清洗時(shí)的化驗(yàn)方法

在較高的pH值條件下，EDTA清洗液中的鐵離子將因生成氫氧化鐵沉淀而從絡(luò)合物中釋放并分離出來(lái)，過(guò)濾后的沉淀用酸溶解，便可測(cè)定溶液中的鐵離子含量。

EDTA濃度測(cè)定：量取1ml經(jīng)濾紙過(guò)濾的EDTA清洗液，倒入250ml的錐形瓶中，加入100ml純凈水，然后再往錐形瓶中加入10ml乙酸-乙酸鈉緩沖溶液，用PH計(jì)檢查被測(cè)液的pH值，若pH值不在5-6范圍內(nèi)，用7%的稀鹽酸或5%的稀氨水調(diào)至PH=5-6范圍內(nèi)。調(diào)完P(guān)H后，向錐形瓶種加入10滴二甲酚橙指示劑，充分震蕩，此時(shí)該混合溶液應(yīng)為亮黃色，混合完畢后用0.05mol/L鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，隨時(shí)觀察溶液顏色變化，等溶液呈紅色或紫紅色時(shí)，記下標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量。

EDTA全鐵離子的測(cè)定：在錐形瓶中放入1mlEDTA清洗液，然后加入100ml純化水，再加入25%（NH4）2S2O8溶液3ml，加熱至煮沸等待5分鐘，然后加入10%磺基水楊酸鈉1ml，用0.1mol/L EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，邊滴定邊觀察顏色變化，當(dāng)有紫紅色變淡紫色或橙黃色，記下消耗的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量。

2.4實(shí)驗(yàn)試劑

EDTA清洗液;乙酸-乙酸鈉;1：4鹽酸;1：4氨水;25%（NH4）2S2O8;10%磺基水楊酸鈉溶液;EDTA標(biāo)準(zhǔn)液等。

2.5實(shí)驗(yàn)儀器

PH計(jì)，電子調(diào)溫萬(wàn)用電爐。

3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

表3.1給出了70℃清洗液中EDTA濃度和全鐵含量存在以下關(guān)系。

結(jié)果表明清洗液中EDTA濃度在爐內(nèi)循環(huán)好后逐漸增強(qiáng)，然后隨時(shí)間和水垢反應(yīng)增加逐步降低，最后趨于平穩(wěn)，相應(yīng)的全鐵含量趨勢(shì)也是如此。

某企業(yè)清洗鍋爐汽包，清洗后表面呈現(xiàn)鋼灰色，沒(méi)有殘余氧化皮和焊渣，管件內(nèi)表面潔凈，無(wú)浮銹及二次銹蝕，所有清洗范圍內(nèi)的金屬表面均形成致密的鋼灰色鈍化膜。

4結(jié)論

實(shí)踐證明EDTA二鈉在清洗鍋爐時(shí)，清洗液濃度在4-5%，清洗溫度在60-80℃，清洗時(shí)間在2小時(shí)時(shí)清洗效果最佳，因此EDTA二鈉適用于火力發(fā)電廠新建鍋爐的化學(xué)清洗。

參考文獻(xiàn)：

[1]《蒸汽和熱水鍋爐化學(xué)清洗規(guī)則》GB/T 34355-2017

[2]《火力發(fā)電廠鍋爐清洗導(dǎo)則》DL/T 794-2012

[3]《鍋爐化學(xué)清洗技術(shù)》/王嬌凌等編著.——北京：新華出版社，2011.8

[4]《火力發(fā)電廠凝汽器化學(xué)清洗及成膜導(dǎo)則》DL/T 975-2005

（淄博職業(yè)學(xué)院山東淄博 ?255000）