王文泊，趙 海，劉俊清，許安靜，趙 荻

(沈陽工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

地暖清洗劑研制

王文泊，趙 海*，劉俊清，許安靜，趙 荻

(沈陽工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

以氨基磺酸、檸檬酸、鄰二甲苯硫脲和硫脲制備了一種環(huán)保型化學(xué)清洗劑。對(duì)清洗劑的除垢率和緩釋性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明，該清洗劑除垢率大于95%，并且具有優(yōu)良的緩蝕性能，28天后降解率可達(dá)95%以上。

地暖清洗劑；除垢性能；緩釋性能

地?zé)岵膳趪鴥?nèi)尤其北方地區(qū)大量被采用，地暖管道在使用一段后，管道內(nèi)壁會(huì)有大量粘泥、細(xì)菌及水垢的產(chǎn)生，附著在管道內(nèi)壁，形成管道堵塞，導(dǎo)致水流循環(huán)不暢、散熱不夠，嚴(yán)重影響供暖溫度及效果。有資料表明地暖在使用一年后，地暖管的內(nèi)壁每增加1mm的污垢，就會(huì)導(dǎo)致供熱室內(nèi)溫度下降6℃。這不僅影響了地暖的正常使用，而且也造成了能源的浪費(fèi)。如長時(shí)間得不到有效的清潔處理，會(huì)使地?zé)岵膳到y(tǒng)出現(xiàn)故障，造成管內(nèi)栓塞無法使用，甚至造成破壞地面，拆除或更換地?zé)峁苈废到y(tǒng)，給地暖用戶造成財(cái)產(chǎn)損失與生活不便。所以，需要定期把管道里的污水和垢清理出來，保證來年的正常供暖和保障使用壽命。目前地?zé)崆逑捶椒ǚ譃?種，一是彈射清洗，二是脈沖清洗，三是化學(xué)清洗[1]。彈射清洗過程中，當(dāng)海綿射彈在高壓氣體的推動(dòng)下在地?zé)峁艿览锔咚偾斑M(jìn)的同時(shí)，射彈的前成一個(gè)比較堅(jiān)硬的實(shí)體的管道里運(yùn)動(dòng)，會(huì)造成污垢中比較大的堅(jiān)硬的固體對(duì)地?zé)峁艿赖膫?。目前?yīng)用較廣的是脈沖清洗，工作原理是一沖二洗，靠氣和水的脈沖震蕩去除污垢，清洗過程中如果水垢厚根本就洗不掉，也會(huì)對(duì)管道造成損害。物理方法還有就是分水器經(jīng)過多次拆卸以后，地?zé)峁芎头炙鬟B接處會(huì)很容易漏?；瘜W(xué)藥劑清洗是所有清洗方法中清洗最徹底的，因?yàn)榛瘜W(xué)藥劑溶解掉水垢和鐵銹，隨著水流排除，有效清潔管道[2-3]。本研究采用化學(xué)清洗方法，采用氨基磺酸、檸檬酸、鄰二甲苯硫脲和亞硝酸鈉，采用的酸不會(huì)腐蝕地?zé)峁芫€和金屬部件，除了達(dá)到清洗的目的外，加入的助劑還有阻垢和防銹的作用，對(duì)地?zé)崆逑垂艿赖谋Ｗo(hù)和防護(hù)有著很大的意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

將氨基磺酸、檸檬酸、鄰二甲苯硫脲和亞硝酸鈉按一定比例放入錐形混合機(jī)中，混合均勻即得成品。腐蝕速度的測(cè)定是將配制成一定濃度的清洗劑水溶液放置于錐形瓶中，將不同材質(zhì)的試片分別懸掛于盛有清洗劑水溶液的錐形瓶中，靜態(tài)試驗(yàn)12 h。生物降解性能的測(cè)定采用生物搖床實(shí)驗(yàn)方法。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論

2.1 清洗液濃度對(duì)地暖管除垢率影響

實(shí)驗(yàn)在溫度30 ℃，清洗時(shí)間30min時(shí)，考察不同濃度的清洗液對(duì)污垢清除率的影響。

圖1 清洗液濃度對(duì)地暖管除垢率影響

從圖1中可以看出，清洗液除垢率隨著濃度增加而增加，清洗液濃度高于10%后，除垢率高于90%。清洗劑中，氨基磺酸水解后生成酸式硫酸銨，能夠與地?zé)峁苤械慕饘傺趸锇l(fā)生反應(yīng)，生成氨基磺酸鹽等溶解物質(zhì)，而本身對(duì)金屬的腐蝕性較低，因此做為地暖清洗劑的主要原料是合適的。考慮清洗效果及清洗劑成本，本清洗劑采用15%的濃度比較合適。

2.2 清洗液溫度對(duì)地暖管除垢率影響

實(shí)驗(yàn)在溫度20～50 ℃，濃度15%，清洗時(shí)間30min時(shí)，考察清洗液在不同溫度條件下對(duì)污垢清除率的影響。

圖2 清洗液溫度對(duì)地暖管除垢率影響

從圖2中可以看出，清洗液除垢率隨著溫度增加而增加，清洗液中添加檸檬酸，檸檬酸優(yōu)點(diǎn)是腐蝕小、無毒性，安全性高，其可以和鐵離子絡(luò)合生成鐵的絡(luò)合離子，但需調(diào)節(jié)溶液pH值至3.5～4.0之間[4]。檸檬酸本身與鐵離子絡(luò)合反應(yīng)速率較慢，對(duì)鈣鎂垢溶解能力稍差，清洗時(shí)需要一定高的溫度，因此溫度提高后會(huì)有效提高清洗液除垢率。不過，在使用檸檬酸過程中，要加入合適的緩蝕劑，減少酸對(duì)金屬的腐蝕。此外，溫度過高會(huì)加快酸對(duì)金屬的腐蝕，所以本研究采用的溫度為30 ℃。

2.3 清洗時(shí)間對(duì)地暖管除垢率影響

實(shí)驗(yàn)在溫度30 ℃，濃度15%，清洗時(shí)間10～50min時(shí)，考察清洗液在不同時(shí)間條件下對(duì)污垢清除率的影響。

圖3 清洗時(shí)間對(duì)地暖管除垢率影響

從圖3中可以看出，清洗液除垢率隨著時(shí)間增加而增加，超過30min后，除垢率達(dá)到90%以上，清洗時(shí)間50min時(shí)除垢率可以達(dá)到98%。不過，時(shí)間過長會(huì)影響工作效率，本研究采用的清洗時(shí)間為30min。

2.4 清洗劑的生物降解性

測(cè)定清洗劑的生物降解性時(shí)，配置質(zhì)量濃度為 50mg /L 的清洗劑，其結(jié)果如圖4。

圖4 清洗液生物可降解性

由表圖4可以看出，清洗劑的生物降解率隨著時(shí)間的增加不斷提高，在第7天時(shí)，降解率已達(dá)到 78%，14天后降解率達(dá)到90%以上，到第28天時(shí)已達(dá)到95%，表明該清洗劑是一種易降解、使用安全和環(huán)境友好的產(chǎn)品。

3 結(jié)論

(1)以氨基磺酸、檸檬酸、鄰二甲苯硫脲和硫脲制備的化學(xué)清洗劑，在30℃，清洗時(shí)間30min，濃度15%條件下具有較好的清洗效果，清洗率可以達(dá)到95%。

(2)清洗劑毒性低、環(huán)境友好、具有較好的生物降解性。

[1] 張南哲．地?zé)岵膳艹毓腆w清洗劑的配方研究[J]．延邊大學(xué)學(xué)報(bào)，2006, 32(2)：114-117.

[2] 秦國治．有機(jī)酸洗劑及其應(yīng)用[J]．化工設(shè)備腐蝕與防護(hù)，2000(6)：29-33.

[3] 李長海．鍋爐清洗劑[J]．應(yīng)用化工，2006, 35(1)：7-9.

[4] 范宗良．鍋爐化學(xué)清洗介質(zhì)的選擇[J]．節(jié)能技術(shù)，2003(21)：18-19．

[5] 劉振法. 一種環(huán)保型化學(xué)清洗劑的研制及性能研究[J]．清洗世界，2011，21(6)：9-12．

(本文文獻(xiàn)格式：王文泊，趙 海，劉俊清，等.地暖清洗劑研制[J].山東化工,2017,46(5):39-40.)

Research of Cleanser for Terrestrial Heating Pipe

WangWenbo，ZhaoHai*，LiuJunqing,XuAnjing，ZhaoDi

(Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136,China)

Chemical cleanser was prepared by sulfamic acid, citric acid, N,N′-di-o-tolylthiourea, sulfouren. The performances of corrosion and corrosion inhibition performance are studied. The test results have shown that at the regulated cleaning condition, the rust deposit ratio of the cleanser exceeds 95%, and the cleaner has good corrosion inhibition performance, the biodegradation rate is above 94%.

heating pipe cleanser；cleanser performance；biodegradation performance

2017-02-03

王文泊(1994—)，男，遼寧沈陽人，本科，研究方向：化工環(huán)保方向；通信作者：趙 海(1971-)，男，遼寧沈陽人，博士，副教授，從事能源化工和環(huán)保治理方面的研究。

TE626.21

A

1008-021X(2017)05-0039-02