[發(fā)明專利]一種可再生管道內(nèi)表面焦炭的清洗液及清洗方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011359659.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112626528B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬大衍;盧丙迎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): C23G1/14
• 分類號(hào): C23G1/14;C23G1/24;C23G3/04;B08B3/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 范巍

本發(fā)明公開(kāi)了一種可再生管道內(nèi)表面焦炭的清洗液及清洗方法。采用以氫氧化鈉和高錳酸鉀為主要成分的清洗液，在80℃超聲清洗管道內(nèi)部8小時(shí)，可去除管道內(nèi)表面的焦炭，而且清洗過(guò)程不會(huì)對(duì)管道造成腐蝕破壞。本發(fā)明的清洗液適合于清洗各類吸熱性碳?xì)淙剂显诮饘俟艿纼?nèi)壁所形成的焦炭。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可再生管道的表面處理，具體涉及在不破壞、損傷管道的情況下清洗冷卻管道等金屬油管內(nèi)表面的焦炭。

背景技術(shù)

目前碳?xì)淙剂蠌V泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，然而碳?xì)淙剂显诹呀膺^(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生碳沉積，并進(jìn)一步受熱結(jié)焦，從而在壁面形成焦炭。這樣形成的焦炭會(huì)降低金屬表面的熱交換效率，降低金屬材料的抗腐蝕能力，以及堵塞閥門和過(guò)濾器，甚至堵塞油路使發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，從而造成嚴(yán)重不良后果。

通過(guò)低溫(＜100℃)清洗去除金屬材料制造的可再生管道內(nèi)表面的焦炭，既能減少安全隱患，又能提高管道的使用壽命。然而，可再生管道內(nèi)表面的低溫清洗存在以下幾個(gè)技術(shù)難題：

1)管道內(nèi)表面的清洗受到內(nèi)腔形狀和尺寸的限制，傳統(tǒng)的物理清洗方法(例如，刷洗)很難適用，清洗質(zhì)量無(wú)法得到保證。

2)化學(xué)清洗劑具有較強(qiáng)的腐蝕性，在溶解焦炭的同時(shí)也會(huì)腐蝕管道，導(dǎo)致管道無(wú)法滿足使用需求。

3)在低溫(＜100℃)下焦炭具有較強(qiáng)的惰性，不易于發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致焦炭去除困難。

中國(guó)專利CN108150288A公開(kāi)了一種化學(xué)除積碳方法，采用“高錳酸鉀氧化分解”、“檸檬酸鹽預(yù)酸洗”和“冷鹽酸酸洗”等步驟，適用于形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜件導(dǎo)管帶鍍覆層的零件的積碳清除。但對(duì)于金屬管道而言，無(wú)表面鍍層的管道(數(shù)量更多、再生利用的價(jià)值更大)仍面臨化學(xué)清洗導(dǎo)致的管道腐蝕破壞問(wèn)題。同時(shí)清洗過(guò)程以浸泡為主要手段，對(duì)尺寸較細(xì)的管道存在清洗不徹底的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可再生管道內(nèi)表面焦炭的清洗液及清洗方法，本發(fā)明可以有效去除焦炭，又不會(huì)腐蝕金屬管道，適用于清洗固結(jié)于管道基體上的經(jīng)吸熱性碳?xì)淙剂狭呀狻⒆匝趸a(chǎn)生的焦炭覆層。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種管道內(nèi)表面焦炭的清洗方法，包括以下步驟：

1)對(duì)形成于金屬管道(例如，合金鋼管)內(nèi)壁上的焦炭進(jìn)行預(yù)清洗，然后干燥；

2)經(jīng)過(guò)步驟1)后，使用含有氫氧化鈉和高錳酸鉀的清洗液對(duì)所述金屬管道的內(nèi)表面進(jìn)行超聲清洗，使焦炭從該金屬管道的內(nèi)壁上剝離并分散于所述清洗液中；所述清洗液以水為溶劑，其中，氫氧化鈉與高錳酸鉀的重量比為1:(1～2)。

3)經(jīng)過(guò)步驟2)后，通過(guò)酸洗中和除去所述金屬管道內(nèi)壁上的清洗殘留物(包括由清洗液在清洗中反應(yīng)形成并附著在管道內(nèi)壁上的金屬氧化物，還包括殘留的清洗液堿性成分)，然后進(jìn)行干燥。

優(yōu)選的，所述步驟1)中，預(yù)清洗具體包括以下步驟：使用丙酮、無(wú)水乙醇和去離子水對(duì)所述金屬管道的內(nèi)表面分別進(jìn)行10～15分鐘的超聲清洗，超聲清洗溫度均為20～30℃；所述步驟2)中，超聲清洗溫度為70～80℃，超聲清洗時(shí)間為8～10小時(shí)。

優(yōu)選的，所述步驟2)中，清洗液按重量百分比計(jì)由85％～90％的混合堿溶液、3％～5％的表面活性劑、3％～5％的增溶劑及1％～5％的螯合劑組成；混合堿溶液由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％～20％的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17％～20％的高錳酸鉀溶液組成，其中，所述氫氧化鈉溶液與高錳酸鉀溶液的重量比為1:1～2。

優(yōu)選的，所述表面活性劑由非離子表面活性劑(例如，脂肪醇聚乙烯醚)和陰離子表面活性劑(例如，十二烷基苯磺酸鈉)組成，非離子表面活性劑與陰離子表面活性劑的摩爾比為1:2～3；增溶劑選自異丙醇；螯合劑由三聚磷酸鈉和三乙醇胺組成，三聚磷酸鈉與三乙醇胺的重量比為5:1～2。