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超分子膜化技術在工業設備清洗預膜領域的應用
超分子膜化節能技術在工業設備管道的清洗除垢領域表現出了優異特性，常溫中性超分子膜化節能技術，就是利用超分子膜化原理進行化學清洗和鈍化防腐的新技術，該方法對系統安全、高效。
新設備開車前的清洗鈍化和舊系統的清洗預膜，主要方法總結起來有以下幾種主要化學清潔技術的比較：
| 特點/項目 | 堿洗鈍化 | 酸洗鈍化 | 中性螯合清洗 | 超分子膜化 |
| 作用機理 | 堿與油脂發生皂化反應，使油垢乳化分散溶解到堿液中，一般是5～10%的堿溶液，加熱到60℃以上，反應8小時以上，溫度過高、堿液濃度>10%，易發生堿脆現象。 | 酸與金屬氧化物發生化學反應，形成鹽類溶解于水中，一般用5～10%的酸溶液，加3‰酸洗緩蝕劑，因為酸也能和設備金屬本體反應，要防止過洗腐蝕和氫脆的發生。 | 螯合劑與金屬離子形成穩定的配合物，將污垢滲透分散、溶解到溶液里。通常使用5～10%的螯合劑，加熱到60℃以上（部分情況下甚至需加熱到120℃以上），反應8小時以上（部分情況72小時以上）。 | 超分子藥劑的選擇性組裝作用將金屬表面鈍性污垢清除，然后和金屬形成穩定、致密的超分子膜。一般使用8～10%的超分子藥劑，常溫浸泡或循環36～48小時。超分子藥劑呈中性，常溫清洗，清洗膜化過程中不會對設備產生腐蝕、堿脆、氫脆等現象。 |
| 優點 | 1、要用于除油脫脂，可以快速除油。2、對設備腐蝕性小，可以對碳鋼設備鈍化防腐。3、操作相對比較安全。 | 1、反應速度快，除垢較徹底。2、原料易得，易組織清洗施工。3、清洗成本低，效率高 | 1.對設備幾乎無腐蝕，安全系數高。2.溶液毒性小，廢液污染輕。3.清洗鈍化一步完成。4.除垢種類多，適用范圍廣。5.操作較安全。6.可以不停車清洗。 | 1.可以清除各種難溶垢，清洗液中不殘留固體顆粒，除垢最干凈徹底。2.清潔鈍化一步完成，形成干凈致密的超分子膜。3.超分子膜的單分子層保護金屬本體，使設備幾乎不再被腐蝕。傳熱速度快，安全系數高。4.常溫膜化，不需加熱，清洗速度是螯合清洗的5倍以上，節約能源。5.超分子藥劑中性無毒，無重金屬污染，對環境友好。6.可以清潔膜化各種材質的設備和系統，精密儀器和零件，適用范圍廣。7.操作簡便，可以循環、噴淋、浸泡等方式進行清潔膜化。8.可以不停車在線清潔膜化。 |
| 缺點 | 1.僅對油脂垢有效，對其他垢無效。2.對軋制鱗片無效。3.易發生堿脆現象。4.需要加熱，過程煩瑣不節能。 | 1.對一些難溶垢如硫酸鈣、硅垢等洗不掉。2.軋制鱗片洗不干凈。3.易發生氫脆現象，降低鋼鐵延伸率，造成設備爆管，搪瓷反應釜爆瓷。;4.容易局部過洗，損壞設備。5.除垢不徹底，鈍化不完全。6.對油脂除垢無效，必須先加熱堿洗再酸洗，過程繁瑣。7.必須停車清洗。8.一般酸洗不需加熱，但是檸檬酸清洗必須加熱到85℃以上，否則易產生檸檬酸鐵沉淀，二次污染系統。 | 1.對硫酸鈣、硅質垢、Fe3O4等難溶垢幾乎無效，除垢不徹底。2.對軋制鱗片無效。3.防垢效果差，鈍化不徹底。4.需要加熱清洗，操作不方便，不節能。 | 超分子膜化藥劑的原料價格。較高，但綜合使用成本低。 |
綜合考慮，采用超分子膜化技術更具性價比：
采用JN-818超分子膜化劑進行超分子膜化，其突出優點有：
1、超分子中性膜化劑水溶液是常溫操作，不需加熱。
2、超分子膜化劑無毒，可以洗手、洗衣服，刺激性比洗衣粉還小，可以安全環保排放，是目前最安全、環保、高效的中性膜化劑。
3、超分子膜化比普通的螯合速度快，除垢徹底干凈，并在金屬表面形成超分子膜，達到除垢和鈍化一步完成的效果。一方面提高了設備運行的安全系數，延長設備使用壽命；同時也提高了換熱效率和產汽量，保證裝置高效率生產。
4、超分子膜化的過程，就是分子識別與組裝的過程，可以將金屬表面的所有難溶垢徹底清除，不會有酸洗和堿洗過程中剝離的顆粒現象存在，廢液容易排凈，系統無殘渣，膜化不會存在死區。
5、超分子中性膜化操作容易，可以循環沖洗膜化，也可以浸泡膜化，也可以不停車在線清潔膜化，操作安全、簡便，適應范圍廣。
6、超分子中性膜化能快速形成分子保護膜，不會產生酸洗的返銹現象，防腐蝕安全性能大大提高。而且膜化對鍋爐及管線上的監測控制裝置和儀表無腐蝕。
針對換熱設備的化學超分子膜化，比堿洗、酸洗具有以下優勢：
1、酸洗和堿洗的時候，會發生氫脆和堿脆現象，雖然有抑制堿脆發生的措施，但還是存在一定的安全隱患。中性超分子膜化沒有這種隱患。
2、酸洗容易造成過洗腐蝕，損壞設備本體，引發質量甚至安全事故，中性超分子膜化不會過洗，一旦分子膜形成，就會有防腐蝕能力。
3、酸洗很難將鋼鐵表面的軋制鱗片清洗干凈，會導致設備運行中形成以軋制鱗皮為陰極，鍋爐本體為陽極的電化學腐蝕，而中性超分子膜化可以將金屬表面的各種難溶垢徹底清除干凈，并形成分子膜保護層，提高了設備的安全性和換熱效率。
4、檸檬酸清洗必須烘爐到85℃以上，再投加檸檬酸清洗，一旦溫度低于85℃，會很快形成檸檬酸鐵沉淀，導致清洗失敗，甚至產生大量檸檬酸鐵沉淀的二次污垢，此垢很難去除。超分子中性膜化沒有殘存的污垢。
5、酸洗的加熱和腐蝕控制難度較大，而且易剝離堆積大量垢渣堵塞管道，一般電站鍋爐不敢要求對過熱器進行酸洗，這樣眾多的過熱器管線上的污垢就會污染蒸汽，影響蒸汽品質，延長打靶時間。
下圖為鍋爐采用超分子膜化前后同一系統的對比。
超分子膜化處理前 超分子膜化處理后
而中性超分子膜化，則可以將整個電站鍋爐的水、汽系統全部串聯起來，一次清潔鈍化徹底，大大縮短打靶時間，一般打靶不會超過72小時。而一般的酸洗和EDTA清洗，打靶時間要15天，或者更多。以130噸的鍋爐計算，每噸蒸汽耗煤140公斤計，每天打靶消耗的燃煤費用就是436800元人民幣，超分子中性膜化節約打靶時間7天計算，僅此一項就節約3057600元，還不算提前發電的生產效益，僅僅節約煤就達300多萬元。
根據以上分析比較可以看出：超分子膜化方法簡便、高效、環保，具有顯著的經濟效益和安全、環保效益。該技術已在石化、船舶、熱電、化工、橡膠、鋼鐵、造紙、鍋爐、空調、汽車機械等行業廣泛應用。
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