工業(yè)鍋爐清洗劑概述

清洗劑按用途可分為工業(yè)用清洗劑與民用清洗劑。

工業(yè)清洗劑有除油清洗劑，除蠟清洗劑，液晶清洗劑，冷脫(常溫清洗)，除銹清洗劑，鋁酸脫等品種較多。

民用清洗劑有洗衣粉，洗手液，肥皂，洗潔精、全能清洗劑等。

清洗劑按溶劑的不同可分為水基清洗劑與有機溶劑清洗劑。

水基清洗劑就是溶劑為水，如除油清洗劑，洗潔精，洗衣粉等。

有機溶劑清洗劑溶劑為有機溶劑，如三氯乙烯，丙酮(指甲水)，天那水，開油水，白電油等。

⑴水基型

水是最重要的清洗劑，有著其它任何清洗劑無法替代的作用和地位。普通的水很容易從自然界中得到，水有很強的溶解力和分散力。但是水的表面張力大，在使用中需要添加表面活性劑，以減小表面張力，增加表面濕潤性。在一般工業(yè)清洗中，酸，堿和水的配合比較常見，有些金屬用水洗要加入防銹劑;在精密和超精密工業(yè)清洗中。大部分要求將水制成純凈水。通常以電阻率來衡量水純度。半導體工業(yè)要求在18MΩ/cm以上。而TN型液晶生產(chǎn)10MΩ/cm就可以了，還有一些行業(yè)對細菌含量要求很嚴。

近幾年，中國部分地區(qū)嚴重缺水，對清洗用水提出了挑戰(zhàn)。有的城市已經(jīng)嚴禁用普通水洗車，而只能使用回收的中水，或者霧化水的節(jié)水設備。在精密工業(yè)清洗中，制備純水費用昂貴。水洗必然要加熱和烘干，增加很多漂洗工位。耗能大，運行成本通常比溶劑洗要高;另外，以往大量的含有化學活性劑和污垢的廢水未經(jīng)處理就直接排放。有些還挾帶了毒性很大的重金屬，嚴重地污染了環(huán)境，必須增加污水處理設施。

⑵半水基型

半水基型清洗劑也叫準水基型清洗劑，是由高沸點溶劑及活性劑等組成如醇類，有機烴類等。通常含有5%一20%的水分，一般不易燃燒，但加溫清洗時水含量控制不當，可能產(chǎn)生燃燒現(xiàn)象。半水基型清洗與溶劑洗有一些不同，它的清洗原理是剝離去除，而不是溶解。為了防止已經(jīng)剝落的油污再附到被清洗物上，清洗液要連續(xù)地循環(huán)，并增加油水分離器。半水洗通常清洗效果很好，但運行成本較高，廢液不能再生回收，重復使用，含COD(化學耗氧量)較高，需要進行廢水處理。

⑶溶劑型

溶劑型清洗劑是指不溶于水的有機溶劑。精密工業(yè)清洗使用的非水系清洗劑主要是烴類(石油類)、氯代烴、氟代烴、溴代烴、醇類、有機硅油、萜烯等有機溶劑。

衡量溶劑的主要指標有KB值(貝殼松脂丁醇值)、AP(苯胺點)、SP溶解參數(shù))、表面張力、密度、粘度、 沸點、閃點、暴露濃度等參數(shù)。KB值很高，也就是溶解力很強的溶劑，不一定是好的清洗劑。

一個好的精密工業(yè)清洗劑必須具備以下條件:

①化學性能穩(wěn)定，不易與被清洗物發(fā)生反應;

②表面張力和粘度小，滲透力強;

③沸點低，可以自行干燥;

④沒有閃點，不易燃;

⑤KB值不應太高，避免與被清洗物相溶;

⑥低毒性，使用安全;

⑦非ODS和低GWP值(全球變 暖潛能值)，環(huán)保。

如果不考慮上述第7條。最佳的清洗劑就是CFC和TCA。它們的化學穩(wěn)定性好，可以長期保存不變質;對絕大多數(shù)金屬、塑料、漆均無作用，不會發(fā)生溶解現(xiàn)象，沒有閃點，低毒，使用安全;表面張力小，滲透力強，清洗能力強;沸點低，蒸發(fā)速度快，清洗過的工件可以自行干燥，一般不需要烘干，因而被廣泛應用在各種工業(yè)清洗中。但唯一的缺點就是破壞臭氧層，因而正在被逐步禁用。

雖然世界各國都開發(fā)了各式各樣的替代品，世界上還沒有找到一種能夠和CFC相媲美的替代清洗劑，它們都存在這樣那樣的問題，正在使用的主要替代產(chǎn)品有:

⑴烴類

只含有碳和氫兩種元素的烴類溶劑，在日本也叫作碳化水素或碳氫溶劑。根據(jù)其分子結構的不同，已經(jīng)開發(fā)了多種性能的產(chǎn)品，日本使用比較廣泛。該類清洗劑的優(yōu)點是:非ODS，對油污的洗凈力強。滲透性好。無味或微臭，毒性小。廢液處理容易?？稍偕?，價廉;缺點是有一定的易燃易爆性，干燥慢，對清洗設備要求高，一次性投入大。比較理想的是采用真空清洗方式，降低其表面張力，提高清洗能力，最后再使用真空干燥。設備造價很高，操作比較復雜，效率相對較低。

⑵氯代烴溶劑

使用的氯代烴清洗劑主要是三氯乙烯，二氯甲烷以及四氯乙烯。該類溶劑被廣泛應用于清洗領域，主要是有以下優(yōu)點和特征:

很低的ODP值(臭氧耗減潛能值。幾乎不會破壞臭氧層;在一般條件下使用具有不燃性。沒有火災或爆炸的危險(二氯甲烷在長時間強烈光照下可能爆炸);對金屬加工油。油脂等油污的溶解力大。對塑料和橡膠也可產(chǎn)生膨潤或溶解:其粘度及表面張力小，滲透力強，可滲透狹小縫隙，徹底溶解清除附著污物;沸點低，蒸發(fā)熱小，適合蒸汽清洗，清洗后可以自行干燥;廢液可通過蒸餾分離，循環(huán)使用;可使用與CFC和TCA相同或相近的清洗工藝和設備，操作簡單，效率高，運行費用低;缺點是毒性較高，一般在空氣中的含量限制在為50PPM以下;有些勞動保護條例對使用它有明文限制;一些歐洲國家限制進口和使用這類含氯清洗劑的產(chǎn)品。

⑶溴代烴溶劑

最近幾年。在美國，日本有溴系清洗劑面世。并在電子工業(yè)，航空工業(yè)。汽車工業(yè)，家電領域大量使用。溴系清洗劑的主要成分是高純度的正溴丙烷(NPB)。其性能可以與CFC-113和TCA相媲美。主要技術參數(shù)與TCA幾乎完全一樣，濕潤系數(shù)更好，對于金屬零件的清洗能力更強。沒有閃點，可以重復回收使用，運行成本很低。替代CFC和TCA，工藝完全一致，幾乎不需要更換設備。只需要調整一下蒸洗溫度就可以了，也被稱為是"第三世界的替代清洗劑"。溴系清洗劑的ODP為 0.006，在大氣中壽命為11天，幾乎沒有GWP值。關于毒性還有爭論，聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署(UNEP)已經(jīng)組織進行了5年多的實驗。實驗結果與理論分析有很大差異。美國環(huán)保局在2002年3月27日發(fā)布的政策中明確接受NPB作為溶劑用于清洗、氣霧和膠粘劑。但是由于對其毒性尚無確切的數(shù)據(jù)，在使用中應當控制在空氣中的暴露濃度。

同時，在壓縮機和電真空領域，替代實驗也已經(jīng)完成，特別是通過了壓縮機冷媒和潤滑油的相溶性實 驗，開始在壓縮機行業(yè)批量使用。電 真空行業(yè)協(xié)會組織的實驗也已經(jīng)完 成，結果完全可以滿足要求。最終報告正在完成之中。

在中國生產(chǎn)HEP-2項目已經(jīng)正式得到聯(lián)合國多邊基金的批準，國家環(huán)?？偩终诮M織有關單位在國 際履約環(huán)保產(chǎn)業(yè)園內實施該項目，屆時，HEP-2將成為中國ODS清洗劑的主要替代品。

助洗劑在體系中起著螯合、緩蝕、消泡、增溶、穩(wěn)定、抗沉積等作用。

⑷有機氟化物(HCFC、HFO、HFE、PFC)

替代CFC-11 3的氟系清洗劑主要有HCFC(含氫氟氯化碳)、HFC(含氫碳氟化物)、HFE(氫氟醚)、PFC(全氟化碳)等。其中HFC，HFE，PFC本身不具有清洗力，需要和其它化合物組合后才能使用。該類清洗劑具有與CFC-113接近的清洗性能，穩(wěn)定。低毒。不燃。安全可靠，但是通常價格昂貴。HCFC對臭氧層有一定的影響，大量使用的有HCFC-141B、HCFC-225。屬于過渡性替代品，最終還要被禁用;HFC和HFE類清洗劑過于穩(wěn)定。在大氣中的壽命高達數(shù)千年甚至幾萬年。是非常厲害的溫室氣體。在<;京都議定書>;正式生效以后，可能也要被限制使用。

⑸天然有機物(植物系)

從植物中提取的烴類有機物品種很多，使用較多的主要有松節(jié)油和檸檬油。松節(jié)油是一種比較有代表性的植物系烴類溶劑。存在于天然的松脂中。將松脂蒸餾，餾出物就是松節(jié)油，固體剩余物就是松香。主要成分是和蒎烯，其溶解能力介于石油醚和苯之間。沸點和燃點較高，使用安全性較好。

檸檬油是由柑橘。柚子。檸檬類水果皮中蒸餾提煉得到的一種烴類溶劑。主要化學成分是叫苧烯(甲基丙烯基環(huán)己烯)的單環(huán)萜烯，組分很復雜。沸點為1 75.5-1 76℃，物理性能與松節(jié)油相似，具有柑橘(檸檬)水果香味。檸檬油本身不溶于水。添加活性劑后與水任意比例混配。它的去油脫污能力很強。在美國應用很廣泛。包括機械加工。車輛維修去油污清洗，保齡球道的清洗，油罐清洗。電子部件清洗等。特別是它來自純天然水果，被美國FDA認定可以作為食品添加劑。不用擔心殘留，并被證明具有殺菌作用，被應用到食品加工機械。餐具的清洗。啤酒罐的清洗等直接與飲食相關的領域，在民用和家庭清洗領域也具備良好的應用前景。

柑橘油對油脂的相溶性很強，通過棉紗過濾，可以將油污分離。重復使用。廢液可以生物降解，不會造成污染，環(huán)保費用低。缺點是去油和溶解能力太強。直接接觸皮膚會造成皮膚脫油干燥;不能直接清洗有漆的物件和很多種塑料、橡膠，容易造成油漆脫落和溶解。日本曾經(jīng)用該類溶劑融化一次性餐具盒和包裝用泡沫塑料，也就是白色垃圾，溶解力很強。

中國有關單位已經(jīng)開始植物系清洗劑的研究和應用。國內公司從1998年開始，從美國引進柑橘油清洗劑和相關的清洗技術，并開發(fā)生產(chǎn)了配套的專業(yè)清洗設備。在機械加工等領域進行了推廣應用。

用于工業(yè)污垢清洗的化學制劑，一般應滿足下述的技術要求。用于不同的清洗目的與清洗對象的清洗劑，對于這些要求可以有所側重或取舍。

⑴清洗污垢的速度快，溶垢徹底。清洗劑自身對污垢有很強的反應、分散或溶解清除能力，在有限的工期內，可較徹底地除去污垢。

⑵對清洗對象的損傷應在生產(chǎn)許可的限度內，對金屬可能造成的腐蝕有相應的抑制措施。

⑶清洗所用藥劑便宜易得，并立足于國產(chǎn)化;清洗成本低，不造成過多的資源消耗。

⑷清洗劑對生物與環(huán)境無毒或低毒，所生成的廢氣，廢液與廢渣，應能夠被處理到符合國家相關法規(guī)的要求。

⑸清洗條件溫和，盡量不依賴于附力口的強化條件，如對溫度、壓力、機械能等不需要過高的要求。

⑹清洗過程不在清洗對象表面殘留下不溶物，不產(chǎn)生新污潰，不形成新的有害于后續(xù)工序的覆蓋層，不影響產(chǎn)品的質量。

⑺不產(chǎn)生影響清洗過程及現(xiàn)場衛(wèi)生的泡沫和異味。

如非水系清洗劑的原理部分所述，非水系清洗劑的清洗力依賴于溶解作用。污染物加工油是礦物油時也有不能溶解的物質。用選定的清洗劑能否溶解污物需事前試驗，從而選擇溶解性能好的清洗劑。

用同樣的清洗劑清洗同樣的污物，若清洗條件(溫度、時間、物理作用力等)不同也會得到不同的清洗效果。溫度越高、時間越長，拋動或加超聲波等物理作用力，則清洗效果越好。必須在與實際使用清洗機相同或更加嚴格的條件下先進行試驗。

洗劑失效后，液體將被更換，廢液便成了廢棄物。碳氫清洗劑由于可燃可以燃燒廢棄，還有可能作為燃料得到再利用。但含氯系清洗劑自己是無法處理的，需委托專門的廢棄物處理公司，此時會增加費用。因此需選擇易于處理的清洗液以降低費用。

減少殘油量的方法:

1、減少附著的清洗劑量。

2、減少附著清洗劑中的加工油量。

附著清洗劑量的方法主要由產(chǎn)品的形狀、表面粗糙程度、清洗劑性質(表面張力、膜厚等)決定，因此通過在清洗設備上采取相應措施如除液法(旋轉除夜等)、除液時間(長時間)、溫度(高溫下降低粘度)等。

降低附著清洗劑中加工油的量的方法有設置潤濕槽、增加潤濕槽數(shù)量清洗設備方面的相應措施以及最終清洗采用新清洗液，設備蒸餾再生機使?jié)櫇癫蹆燃庸び蜐舛瓤刂圃谝欢恳韵碌取Ｒ后w管理措施。

2、蒸餾再生法

介紹前面提到的蒸餾再生。清洗劑可由于被清洗物上附著的污物(加工油、潤滑脂、防銹油、蠟、液晶等)的混入，主要成分的分解、添加劑的消耗等原因被污染從而變質，隨污染變質的進行清洗劑將逐漸不能再使用。蒸餾再生裝置利用液體的沸點隨壓力降低而降低的性質進行減壓蒸餾，只回收清洗液中的清洗劑而將加工油等作為廢液處理的方法。

濾器除去溶劑中的金屬粉等雜質，用預熱器加熱溶劑使之汽化，通過分離槽除去不純物。再生后的溶劑經(jīng)凝氣液化，暫時停留在溶劑回收槽后返回清洗槽。

一般的運行條件為壓力50~100Torr 溫度90~120℃，要得到純度較好的回收品提高回收率可根據(jù)清洗液和加工油的性狀改變上述條件。一般提高了回收品的純度其回收率便降低，要得到高回收率其純度就低。

應根據(jù)清洗槽、混入加工油的量、加工油的種類、清洗性能等的要求選擇適當?shù)恼麴s再生機。

一般作為廢液排出的是混入的加工油量+α量，因此要選擇適宜于可處理混有大量加工油清洗液的再生機。

還要注意，若無法保證清洗效果。一般選擇每日可處理1次清洗槽內液體的蒸餾機。例如清洗槽+潤濕槽內液體的總量為360L，工作時間為8h/日，則30L/h的蒸餾機清洗槽內液體理論上的清洗頻度可達0.7次/日。若此時蒸餾機的回收率為95%，則30L/h×0.05×8h=12L/日即每日排出的廢液量為12L，若每月工作25日，則需補充300L的清洗液?；厥章蕿?8%時，30L/h×0.02×8h=4.8L/日同樣每月工作25日，需補充清洗液12L。回收率3%則損失的量差2.5倍，故需認真研究廢液量(或補充液量)的差額。

含氯及氟系列清洗劑與碳氫系相比沸點較低，與其說是通過減壓蒸餾使溶劑再生，不如說引入可進行蒸汽清洗的清洗設備一邊再生一邊清洗。此時重要的是要管理清洗槽內清洗液中究竟混入了多少加工油。選擇清洗劑時除了清洗劑的價格外，還需研究蒸餾再生時的回收率，純度等，綜合考慮總的費用再決定。