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保型化學清洗劑。對清洗劑的除垢率和緩釋性能進行了測試。結果表明，該清洗劑除垢率大于95%，并且具有優良的緩蝕性能，28天后降解率可達95%以上。

地暖清洗劑；除垢性能；緩釋性能

地熱采暖在國內尤其北方地區大量被采用，地暖管道在使用一段后，管道內壁會有大量粘泥、細菌及水垢的產生，附著在管道內壁，形成管道堵塞，導致水流循環不暢、散熱不夠，嚴重影響供暖溫度及效果。有資料表明地暖在使用一年后，地暖管的內壁每增加1mm的污垢，就會導致供熱室內溫度下降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。如長時間得不到有效的清潔處理，會使地熱采暖系統出現故障，造成管內栓塞無法使用，甚至造成破壞地面，拆除或更換地熱管路系統，給地暖用戶造成財產損失與生活不便。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。目前地熱清洗方法分為3種，一是彈射清洗，二是脈沖清洗，三是化學清洗[1]。彈射清洗過程中，當海綿射彈在高壓氣體的推動下在地熱管道里高速前進的同時，射彈的前成一個比較堅硬的實體的管道里運動，會造成污垢中比較大的堅硬的固體對地熱管道的傷害。目前應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，也會對管道造成損害。物理方法還有就是分水器經過多次拆卸以后，地熱管和分水器連接處會很容易漏。化學藥劑清洗是所有清洗方法中清洗最徹底的，因為化學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，采用的酸不會腐蝕地熱管線和金屬部件，除了達到清洗的目的外，加入的助劑還有阻垢和防銹的作用，對地熱清洗管道的保護和防護有著很大的意義。

1 實驗部分

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中，混合均勻即得成品。腐蝕速度的測定是將配制成一定濃度的清洗劑水溶液放置于錐形瓶中，將不同材質的試片分別懸掛于盛有清洗劑水溶液的錐形瓶中，靜態試驗12 h。生物降解性能的測定采用生物搖床實驗方法。

2 實驗結果及討論

2.1 清洗液濃度對地暖管除垢率影響

實驗在溫度30 ℃，清洗時間30min時，考察不同濃度的清洗液對污垢清除率的影響。

圖1 清洗液濃度對地暖管除垢率影響

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，能夠與地熱管中的金屬氧化物發生反應，生成氨基磺酸鹽等溶解物質，而本身對金屬的腐蝕性較低，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 清洗液溫度對地暖管除垢率影響

實驗在溫度20～50 ℃，濃度15%，清洗時間30min時，考察清洗液在不同溫度條件下對污垢清除率的影響。

圖2 清洗液溫度對地暖管除垢率影響

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，檸檬酸優點是腐蝕小、無毒性，安全性高，其可以和鐵離子絡合生成鐵的絡合離子，但需調節溶液pH值至3.5～4.0之間[4]。檸檬酸本身與鐵離子絡合反應速率較慢，對鈣鎂垢溶解能力稍差，清洗時需要一定高的溫度，因此溫度提高后會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，減少酸對金屬的腐蝕。此外，溫度過高會加快酸對金屬的腐蝕，所以本研究采用的溫度為30 ℃。

2.3 清洗時間對地暖管除垢率影響

實驗在溫度30 ℃，濃度15%，清洗時間10～50min時，考察清洗液在不同時間條件下對污垢清除率的影響。

圖3 清洗時間對地暖管除垢率影響

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

2.4 清洗劑的生物降解性

測定清洗劑的生物降解性時，配置質量濃度為 50mg /L 的清洗劑，其結果如圖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間的增加不斷提高，在第7天時，降解率已達到 78%，14天后降解率達到90%以上，到第28天時已達到95%，表明該清洗劑是一種易降解、使用安全和環境友好的產品。

3 結論

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

(2)清洗劑毒性低、環境友好、具有較好的生物降解性。

[1] 張南哲．地熱采暖管常溫固體清洗劑的配方研究[J]．延邊大學學報，2006, 32(2)：114-117.

[2] 秦國治．有機酸洗劑及其應用[J]．化工設備腐蝕與防護，2000(6)：29-33.

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

[4] 范宗良．鍋爐化學清洗介質的選擇[J]．節能技術，2003(21)：18-19．

[5] 劉振法. 一種環保型化學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，從事能源化工和環保治理方面的研究。

TE626.21

A

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