+7 (495) 726-96-98, 725-99-20
+7 (916) 868-61-88
innova@inev.ru

Исследование возможности сульфаминовой кислоты растворять накипь

В данной статье представлены результаты лабораторного исследования возможности сульфаминовой кислоты растворять накипь, образующуюся в промышленных паровых и водогрейных котлах.

Если вас интересуют услуги по промывке котлов то накипи, пожалуйста, звоните по телефону 8 (916) 868-61-88 и мы назовем вам цену на эти работы и расскажем о технологии выполнения работ.

Если вы хотите сами помыть котел от накипи - читайте стаью на нашем сайте: Как самостоятельно помыть котел от накипи.

Если вы хотите купить сульфаминовую кислоту, пожалуйста, заказывайте ее на нашем сайте: Сульфаминовая кислота, купить.

Результаты исследования, проведенного нами ниже, не претендуют на полноту и не несут научной ценности, поскольку основной его целью является изучение на практике  возможностей сульфаминовой кислоты растворят различные виды накипи.

Основные выводы, которые были сделаны в ходе проведённого исследования:

1. Способность сульфаминовой кислоты растворят накипь зависит от химичекого состава накипи. Существуют отложения, которые не растворяются в сульфаминовой кислоте.

2. Перед проведением химической промывки нужно обязательно брать образцы накипи и подбирать параметры химического реагента для растворения накипи.

В ноябре 2017 года мы провели консультации с производителями сульфаминовой кислоты, которые уточнили, что оптимальной температурой для проведения химической очистки, например, котлов от накипи, является температура 65°С. Также они рекомендовали снизить концентрацию раствора до 2-3%.

В течении ноября 2017 года нами было очищено несколько котлов и мы можем сделать вывод, что снижении концентрации раствора, в целом, несколько снижает скорость растворения накипи.

Описание реагента

Сульфаминовая кислота, по-другому - аминосульфоновая кислота, кислота амидосерная, моноамид кислоты серной – это вещество, представляющее собой мелкий белый или светло-серый кристаллический порошок.

Сульфаминовая кислота имеет формулу: NH2SO2OH (или NH2SO3H).

Сульфаминовая кислота не имеет запаха, кислота легко растворяется в воде. Также растворяется в ацетоне, диэтиловом эфире, формамиде, метаноле и других веществах. Кислота плохо горит, разлагается при нагревании до +260 °С.

Сульфаминовая кислота активно вступает в реакции с разными органическими и неорганическими веществами. При её взаимодействии с металлами, оксидами металлов, карбонатами и гидроксидами происходит образование солей — сульфаматов.

Сульфаминовая кислота относится к веществам III класса опасности. Концентрированные растворы при попадании на кожу и слизистые вызывают химический ожог, однако 2-7%-ные растворы, обычно применяемые в быту и при промывке котлов от накипи, для человека и окружающей среды практически не опасны.

Фасуется сульфаминовая кислота в мешки по 25, 40 кг.

Сульфаминовую кислоту следует хранить в сухих помещениях, в герметичной таре, так как она очень хорошо растворяется в воде. Срок хранения кислоты, обычно составляет полгода, один год со дня производства. При дальнейшем хранении сульфаминовая кислота слеживается и образует куски, однако не теряет своих качеств.

Суть проблемы

При эксплуатации любого теплообменного оборудования - паровых и водогрейных котлов, теплообменников и проч., рано или поздно, возникает накипь на трубках или поверхностях нагрева. Образование накипи вызвано солями жёсткости, которые присутствуют в воде. В результате нагрева воды эти соли жёсткости оседают на нагревательной поверхности котлов, образуя прочный известковый камень, препятствующий теплопередаче. Это существенным образом ухудшает работу теплообменного оборудования.

Обоснование применения

Растворы сульфаминовой кислоты известны своей способностью эффективно удалять накипь. Особенно часто, сульфаминовую кислоту, используют для удаления молочного камня в пищевой промышленности. Кроме того, сульфаминовая кислота обладает значительно меньшей коррозионной активностью, чем соляная и серная кислоты. Это качество является крайне важным при промывке паровых и водогрейных котлов от накипи. Кислоты известны своей способностью вызывать химическую коррозию металлов, обладая сильной коррозионной активностью. Так вот, сульфаминовая кислота, также, обладает этим качеством, но в гораздо меньшей степени. Кроме того, 2-7%-ный раствор сульфаминовой кислоты практически не опасен для человека и окружающей среды. Эти качества определяют преимущества данной кислоты перед другими кислотами во время химической промывке котлов и другого теплообменного оборудования.

Цели и задачи исследования

1. Выяснить возможность растворения раствором сульфаминовой кислоты различных образцов накипи.

2. Определение необходимых параметров для проведения промывки котлов от накипи.

3. Определение скорости растворения лабораторных образцов накипи.

Инструменты и материалы исследования

Образцы накипи, сульфаминовая кислота, лабораторные весы, пробирки, индикатор рН универсальный, часы.

Технология проведения исследования

Для проведения исследования были выбраны три образца накипи, один их которых имел карбонатный состав, второй образец - силикатная накипь и третий образец - сульфатная накипь. Безусловно, в образцах определялись и другие элементы, но нами были выбраны чётко определяемые составы каждого вида для проверки возможности растворения их раствором сульфаминовой кислоты.

При исследовании были выбраны следующие параметры:

Концентрация раствора сульфаминовой кислоты - 5%

Температура раствора - 80°С

рН - 1

Испытываемые образцы погружались в кислотный раствор, имеющий рН =1 и начинался отсчёт времени, затрачиваемого на растворение. При этом визуально контролировался процесс газообразования, как правило, возникающий при взаимодействии кислотного раствора с накипью.

Внешний вид образцов накипи:

кабонатная накипь

На снимке: карбонатная накипь

силикатная накипь

На снимке: силикатная накипь

 сульфатная накипь

На снимке: сульфатная накипь

Результаты исследования

Исследование № 1 Тестовый образец - карбонатная накипь

Масса образца, г. - 0,16

Начальная температура раствора, °С - 80

Концентрация раствора, % - 5

рН начальный, ед. - 1

растворение кабонатной накипи

На снимке: процесс растворения карбонатной накипи

Конечная температура раствора, °С - 33

рН конечный, ед. - 1

Время растворения, мин. - 14

Скорость растворения, грамм/мин - 0,011

Растворение карбонатной накипи в 5%-ном растворе сульфаминовой кислоты сопровождалось выделением значительного количества углекислого газа. Как правило, то же происходит в случае химической промывки котлов сульфаминовой кислотой. Для стравливания образующегося в ходе реакции углекислого газа требуется обезпечить его отвод из верхней части котла. Как правило, отвод CO2 выполняется через клапана аварийного сброса давления, имеющиеся на каждом паровом или водогрейном котле любой конструкции.

Исследование № 2 Тестовый образец - силикатная накипь

Масса образца, г. - 0,16

Начальная температура раствора, °С - 80

Концентрация раствора, % - 5

рН начальный, ед. - 1

растворение силикатной накипи

На снимке: растворение силикатной накипи

Конечная температура раствора, °С - 37

рН конечный, ед. - 1

Время растворения, мин. - 32

Скорость растворения, грамм/мин - реакция растворения отсутствует

Данный вид накипи был взят с парового котла Е-1-0,9, принадлежащего ОАО НК "Роснефть. В 2015 году специалистов нашей компании пригласили в Оренбургскую область для выполнения работ по чистке этого котла от накипи. Первичная промывка котла от накипи не дала никаких результатов. Нами была выполнена работа по очистке этого котла от отложений при помощи комплекса "Стример 50/0,25" - оборудования, отлично зарекомендовавшего себя при чистке паровых котлов Де и очистке котлов ДКВР от накипи. Нами были использованы максимальные режимы работы оборудования при выполнении работ. Однако мы смогли очистить только примерно 50% от все накипи. Данный вид накипи, в основном, состоит из силикатов и образует на котле прочнейшую, почти стеклянную плёнку, толщиной до 1 см. При этому электрический разряд не способен проникнуть в толщину слоя накипи и провести первичный её раскол. Химические реагенты - соляная и сульфаминовая кислота, также, оказались безсильны перед этой накипью.

В настоящее время мы отдали образец на более глубокое изучение в лабораторию, после получения результатов планируем продолжить исследования по растворению этого вида накипи.

Исследование № 3 Тестовый образец - сульфатная накипь

Масса образца, г. - 0,16

Начальная температура раствора, °С - 80

Концентрация раствора, % - 5

рН начальный, ед. - 1

растворение карбонатной накипи

На снимке: раствоение сульфатной накипи

Конечная температура раствора, °С - 41

рН конечный, ед. - 1

Время растворения, мин. - 17

Скорость растворения, грамм/мин - 0,009

Данный образец растворялся в растворе сульфаминовой кислоты чуть более долгое время, однако реакция, как и в первом случае, была весьма интенсивная. Это свидетельствует о хорошем протекании процессов растворения сульфатов в сульфаминовой кислоте.

Выводы и рекомендации

В целом, сульфаминовая кислота показывает очень хорошие результаты по растворению карбонатной и сульфатной накипи, представленной в наших образцах. При этом можно соблюдать следующие условия промывки котлов:

Начальная температура раствора, °С - 80

Концентрация раствора, % - 5

рН начальный, ед. - 1

Предпочтительным, безусловно, является получение образцов накипи перед промывкой котла для подбора параметров проведения данного процесса.

При химической промывке котлов сульфаминовой кислотой образуется большое количество углекислого газа, который необходимо стравливать с верхней части котла. Кроме того, необходимо иметь расширительный бак, размером до одной трети от водяного объёма котла, в который можно компенсировать выход раствора из котла под действием возрастающего давления углекислого газа. В дальнейших исследованиях мы проверим другие средства и кислоты для удаления накипи и попробуем сравнить их с экономической и технологической точек зрения.


Теги: Промывка котла, химическая промывка