Файл: Лисовская Э.П. Физико-химические методы очистки поверхности деталей и изделий в судостроении обзор.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Д а же при хорошей предварительной подготовке и очистке воды, питающей теплоэнергетические установки, возможно обра­ зование отложений на их рабочих поверхностях [157], [158].

Весьма велики отложения на рабочих поверхностях испари­ телей морской воды в установках для опреснения. В любом слу­ чае эксплуатация различных установок тепловой переработки воды сопровождается необходимостью периодического удаления образующихся отложений. Из многочисленных методов, приме­ няемых для этой цели, пока наиболее эффективны химические, заключающиеся в обработке отложений различными вещества­ ми, переводящими их в растворимое состояние либо частично разрушающими, что облегчает их последующее удаление [159], [160]. Для краткости изложения перечень основных методов хи­ мической очистки сведен в табл. 38.

Таблица 38

Основные методы химической очистки от отложений

Принцип, лежащий в основе данного метода очистки

Превращение нерастворимо­ го соединения в соль, хорошо растворимую в воде

Связывание катионной части нерастворимого отложения в прочный комплекс, хорошо рас­ творимый в воде

Превращение нерастворимого вещества в другие, нераствори­ мые в воде, но способные рас­ творяться в кислоте или дру­ гих реагентах или уноситься потоком воды

Примеры очистки и применяемые материалы

Растворение карбонатной накипи или фосфатного шлама соляной кислотой

С а С 0 3 + 2 Н С 1 = С а С 1 2 + Н 2 0 + С 0 2 , 2Са 3 (Р0 4 )2+6НС1=ЗСаС1 2 +2НзР04

Очистка растворами лимонной кислоты

Растворение окислов меди аммиаком CuO+6NH 4 OH=[Cu(NH 3 )6](OH) 2 +5H 2 0 Очистка растворами лимонной кислоты

Перевод сульфатов и силикатов в фос­ фаты или карбонаты, растворимые со­ ляной кислотой

3CaS04 +2Na3 P04=Ca3(P04)2 +3Na2 S04 , CaSi03 +Na2 C03 =CaC03+Na2 Si03

Обработка

отложений,

содержащих

металлическую

медь, окислителями с

последующим

растворением

полученных

окислов меди соляной кислотой или ком-

плексообразующими

реагентами

(тио-

карбамид,

моноаммонийцитрат,

три-

лон Б) .

 

 

 

 

Окислители — персульфат

аммония,

пгпохлорит

натрия

и др.

 

 

Cu+NaC10 = CuO + NaCl

143-

и действием пузырьков пара нии
(Fe+H 2 S0 4 = F e S 0 4 + Н 2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 38

Принцип,

лежащий

в

основе

Примеры

 

очистки и

применяемые

данного

метода очистки

 

 

 

материалы

 

 

 

 

 

 

 

 

Обработка

 

железоокисных

отложений

 

 

 

 

 

 

гидразином,

 

восстанавливающим

окислы

 

 

 

 

 

 

Fe3 + до окислов Fe2 +, которые легче

 

 

 

 

 

 

растворяются

адипиновой кислотой или

 

 

 

 

 

 

связываются в комплексы солями ЭДТУ

 

 

 

 

 

 

(этилендиаминтетрауксусной

кислоты)

 

 

 

 

 

 

2F 2 0 3 +N 2 H 4 =4Fe O + N 2 + 2 H 2 0

 

 

 

 

 

 

Обработка

 

железоокисных

отложений

 

 

 

 

 

 

гидразином при высокой температуре и

 

 

 

 

 

 

восстановление

их

до

металлического

 

 

 

 

 

 

дисперсного

 

железа,

уносимого

потоком

 

 

 

 

 

 

воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 F e 2 0 3 + 3 N 2 H 4 = 4 F e + 3 N 2 + 6 H 2 0

 

 

 

 

 

 

F e 3 0 4 + 2 N 2 H 4 = 3 F e + 2 N 2 + 4 H 2 0

Разрушение

подслоя

отложе­

Очистка котлов от железоокисных или

ний, прочно связанного с по­

смешанных

отложений,

не

растворимых

верхностью

металла

 

с после­

в кислотах,

 

путем

растворения

подслоя

дующим удалением

разрыхлен­

вюстита

серной

или соляной

кислотой

ных и отставших от поверх­

(обычно

при

кипячении)

 

 

 

ности

нагрева

отложений по­

F e O + H 2 S 0 4 = F e S 0 4 + Н 2 0

током

воды

 

 

 

 

 

 

Процесс

интенсифицируется

выделе­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нием пузырьков

водорода

 

 

при кипе­

Растворение

основной

части

Очистка от смешанных железоокисно-

отложений, после чего отложе­

кальциевых

отложений

четырехзамещен-

ния,

оставшиеся

нерастворен-

ными солями ЭДТУ в сильно щелочной

ными, удаляются

потоком

воды

среде, где окислы Fe не связываются в

 

 

 

 

 

 

 

прочные

комплексы,

а

растворяются

 

 

 

 

 

 

 

лишь частично

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гидразино-кислотная очистка (слабый

 

 

 

 

 

 

 

раствор

НС1 или H 2 S0 4

и гидразин при

 

 

 

 

 

 

 

высокой

температуре)

 

 

Эмульгирование

или

диспер­

Удаление

масел

горячими растворами

гирование нерастворимых

ве­

щелочи,

фосфатов

или

специальных

ществ

(или части

их)

с после­

эмульгаторов с одновременным диспер­

дующим

удалением тонкодис­

гированием

части рыхлой

ржавчины

персной

взвеси

или

эмульсии

 

 

 

 

 

 

потоком

воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144

Большинство неорганических материалов, применяемых для химической очистки, представляют собой хорошо известные в обиходе вещества (NaOH, НС1, NH4 OH, Na3 P04 , H 2 S0 4 > HF

идр.) и в описании здесь не нуждаются.

Кменее известным в широком промышленном обиходе мате­ риалам для химической очистки относятся некоторые органи­ ческие кислоты и комплексообразующие соединения (комплек­ соны).

Основные характеристики некоторых кислот, используемых при очистке, приведены в табл. 39.

Применение лимонной кислоты для удаления железоокисных отложений основано на образовании с железом прочных ком­ плексов:

при рН

5—6

[Fe(C6 H4 07 )]-;

 

при рН

1—3

[Fe(C6 H5 07 )];

комплекс

в щелочной

среде образуется непрочный

[(C 6 H 4 0 7 ) 3 Fe] 3 -

а также: для двухвалентного железа — комплекс [FeH(C6Hs07 )]

и комплексные

анионы [Fe(C6 H5 07)]" и [Fe(OH) ( С 6 Н 5 0 7 ) ] 2 - для

трехвалентного

железа — комплекс [Fe(CeH5 07 )] и комплексные

ионы [FeH(C6 H5 07 )]+,[Fe(OH) ( С 6 Н 5 0 7 ) ] " и [Fe(OH) 2 (C 6 H 5 0 7 )] 2 - . Щавелевая кислота образует с Fe2 + и Fe3 + комплексный ион.

Адипиновая кислота образует с Fe2 + растворимый адипинат же­ леза.

Находит применение для удаления накипи сульфаминовая

кислота (HSO3NH2).

Так, по [161] предлагается для удаления карбонатной каль- циево-магниевой накипи применять нагретый до 50—60° С 5%-ный раствор следующей сухой смеси (в % ) : сульфаминовая кислота 90,0; сернокислый аммоний 9,5; алкиларилсульфонат 0,5. Растворимость накипи 2 г/100 мл раствора. Сульфат аммо­ ния вводится для поддержания рН в пределах 4-—5 и предотвра­ щения гидролиза сульфаминовой кислоты.

Значительно более прочные комплексы с катионами дают комплексоны, органические соединения, из которых наибольшее распространение имеет иминодиуксусная кислота ИДА

С Н 2 - С О О Н Н—N \ С Н з - С О О Н

и ее производные:

нитрилтриуксусная кислота НТА или трилон А

/ С Н 2 - С О О Н H O O C - C H , - N (

х С Н 2 - С О О Н и этилендиаминтетрауксусная кислота ЭДТА.

10 Зак. 2296

145

Кислота

Лимонная

Щавелевая

Малеиновая

Янтарная

Адппиновая

 

 

 

 

 

Таблица 39

Некоторые органические кислоты, применяемые для очистки

 

 

Структурная

^пл>

Растворимость,

Константы

диссоциации

г/100

г воды,

при

25° С

формула

°С

 

 

при 20° С

Кх

К,

 

 

 

 

 

 

Н О О С - С Н 2 - С (ОН) (СООН) СН 2 — СООН

153*

 

—

7,4-10-1

1,7-10-5

Н О О С - С О О Н

189,5

 

10,2

5 , 4 - Ю - 2

5,4-10-5

Н О О С - С Н - С Н - С О О Н

130

 

78,8

1,17-Ю-2

5,96-10-7

Н О О С - С Н 2 — сн2 -соон

185

 

6,8

6,21-10-5

2,3-10-2

ноос-сн2 —сн2 —сн2 —сн2 -соон

153

 

1,5

3,71 10-5

5,3-Ю-о

Глутаровая

ноос - сн 2 - сн 2 - сн 2 - соон

97,5

63,9

4,75-Ю-з 5,35-10-о

* Для безвс диой С б Н в 0 7 - Н 2 0 ^пл=75°С.

Смотрите также файлы