隨著工業(yè)清洗應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，常用的特殊設(shè)備的化學(xué)清洗和緩釋技術(shù)需要業(yè)內(nèi)不斷關(guān)注與實(shí)踐，遼寧師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院院長(zhǎng)焦慶祝在第十四屆全國(guó)清洗行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與清潔產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇上表示。

 

　　焦慶祝舉了這樣一個(gè)例子：某化工廠兩臺(tái)工業(yè)鋁換熱器在大檢修期間由于操作失誤，使鋁受到強(qiáng)堿腐蝕，產(chǎn)生約1mm厚的α氧化鋁垢。α氧化鋁垢導(dǎo)熱系數(shù)很低，使換熱器無(wú)法滿足工藝要求。α氧化鋁不溶于堿，也不溶于絕大部分酸，只能溶于氫氟酸。如果使用氫氟酸，設(shè)備材質(zhì)鋁會(huì)受到嚴(yán)重腐蝕。怎么辦？

 

　　“如果使用一種新研制的鋁抗氫氟酸腐蝕的高效緩蝕劑，問(wèn)題就可以輕松解決。”這種藥劑對(duì)鋁的腐蝕速率僅為0.01365g/m2·h。該廠應(yīng)用該技術(shù)后，現(xiàn)場(chǎng)清洗效果顯示，α氧化鋁清除率達(dá)100%，且鋁設(shè)備未見(jiàn)任何腐蝕現(xiàn)象。

 

　　除α氧化鋁之外，石油化工廠的不銹鋼換熱器（連接管路為碳鋼）中硅鐵氧化物垢的清洗也需要引起重視。在處理較好的循環(huán)水中，鹽類含量極低，但水中中性二氧化硅和微量氧難以清除，在較高溫度和壓力下常在設(shè)備表面結(jié)成二氧化硅和氧化鐵混合垢。焦慶祝介紹說(shuō)，清除硅鐵氧化物垢的最佳方法是采用氫氟酸高溫清洗技術(shù)，不但溶垢速度快，而且溶垢量大。

 

　　聚合物-催化劑粉塵復(fù)合垢的清洗也令人煩惱。“某石油化工廠丙烯腈單體合成過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生乙腈、丙烯醛、氫氰酸等副反應(yīng)產(chǎn)物，在后續(xù)處理過(guò)程中發(fā)生聚合，并與催化劑粉塵共同沉積于換熱設(shè)備表面，嚴(yán)重影響換熱效率，甚至使換熱設(shè)備堵塞，無(wú)法正常運(yùn)行。垢樣有黃、黑兩種顏色且組分不同，無(wú)法確定其準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)。”焦慶祝又舉了一個(gè)現(xiàn)實(shí)案例。分析表明，該垢樣主要成分為多種有機(jī)質(zhì)共聚體，有機(jī)質(zhì)含量80%~92%，其余為體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)包雜的二氧化硅、鉬酸鹽、磷酸鹽、鉍鹽等無(wú)機(jī)物。

 

　　“對(duì)于這種聚合物-催化劑粉塵復(fù)合垢的清洗，清洗劑配套緩蝕劑新技術(shù)相當(dāng)有效。除垢率可達(dá)100%，緩釋效率高，無(wú)任何非均勻腐蝕現(xiàn)象。”他表示，采取超強(qiáng)酸作用下強(qiáng)氧化斷鏈的方式使聚合物變成小分子化合物揮發(fā)或溶于清洗劑中，二氧化硅等無(wú)機(jī)物從聚合物中脫落成粉塵或溶于清洗劑中。“只是該技術(shù)對(duì)緩蝕劑要求較高。因?yàn)榉磻?yīng)在90℃~100℃下進(jìn)行，這要求緩蝕劑不但具有良好的抗酸和抗氧化性能，還要耐高溫。”

 

　　工業(yè)清洗離不開(kāi)緩蝕劑。近30年來(lái)，我國(guó)緩釋技術(shù)蓬勃發(fā)展，緩釋技術(shù)研究和工業(yè)清洗緩蝕劑開(kāi)發(fā)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。尤其近年來(lái)，我國(guó)緩蝕劑研究更加深入，人們?cè)谧非缶徫g劑的高效、廉價(jià)、美觀的同時(shí)，更加注重綠色緩蝕劑開(kāi)發(fā)。

 

　　據(jù)焦慶祝介紹，目前，緩釋技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要有4方面。一是綠色緩蝕劑的研究與開(kāi)發(fā)，主要集中在天然產(chǎn)物緩蝕劑、生物膜緩蝕劑和氨基酸類緩蝕劑等；二是緩釋協(xié)同作用和緩釋組裝技術(shù)研究；三是緩蝕劑作用機(jī)理的量子化學(xué)研究和分子動(dòng)力學(xué)模擬；四是多功能集成的緩釋體系開(kāi)發(fā)，如緩蝕劑的控制釋放技術(shù)和智能緩釋材料等。

 

　　焦慶祝認(rèn)為，緩釋技術(shù)從理論研究、表征測(cè)試方法到緩蝕劑產(chǎn)品仍然任重道遠(yuǎn)。首先，緩釋理論研究還需進(jìn)一步深入，包括緩蝕劑分子的吸附理論、HOMO和LUMO的能量計(jì)算和系統(tǒng)研究、軟硬酸堿理論的應(yīng)用、吸附過(guò)程熱力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、電荷分布和電子密度等。

 

　　其次，緩蝕劑性能表征測(cè)試手段還需進(jìn)一步發(fā)展。焦慶祝總結(jié)了目前常用的33種研究方法后指出，失重法是最原始的化學(xué)分析法，提供的信息也極為有限，但仍然是一種最可靠、最基本的方法，也是其他研究方法可靠性的判據(jù)。電化學(xué)方法目前仍然是緩釋作用研究最主要的手段，其原位實(shí)時(shí)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是其他方法難以取代的。發(fā)展電化學(xué)研究方法、豐富測(cè)量技術(shù)和數(shù)據(jù)分析手段是深化緩蝕劑研究水平的重要方向。

 

　　最后，高效和綠色成為緩蝕劑開(kāi)發(fā)的兩大關(guān)鍵詞。達(dá)到高效，要根據(jù)理論分析，設(shè)計(jì)合成新型結(jié)構(gòu)緩蝕劑；利用各組分之間的協(xié)同作用，開(kāi)發(fā)緩釋性能更優(yōu)良的復(fù)合型緩蝕劑。實(shí)現(xiàn)綠色，生產(chǎn)過(guò)程要無(wú)毒無(wú)害，不污染環(huán)境；緩蝕劑本身要綠色環(huán)保；從天然產(chǎn)物和各種副產(chǎn)品中提取緩蝕劑。

 

　　焦慶祝表示“我國(guó)近10年來(lái)對(duì)緩蝕劑的研究應(yīng)用發(fā)展很快，部分產(chǎn)品性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，但總體水平與國(guó)外還有差距，部分產(chǎn)品仍需進(jìn)口。探索從天然植物、海產(chǎn)動(dòng)植物中提取、分離、加工新型緩蝕劑的有效成分，利用醫(yī)藥、食品、工農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品提取緩蝕劑組分，并進(jìn)行復(fù)配或改性處理研制新的緩蝕劑，運(yùn)用量子化學(xué)理論和分子設(shè)計(jì)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)合成高效多功能環(huán)保型和低聚型緩蝕劑，仍將是今后緩蝕劑研究的重要方向。”

責(zé)任編輯：李玲珊

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-82387968
郵箱：ecorr_org@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414