柠檬酸在化学清洗中的应用分析

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1、柠檬酸在化学清洗中的应用分析柠檬酸在化学清洗中的应用分析柠檬酸在化学清洗中的应用分析2011年4月第36卷第2期贵州化工GuizhouChemicalIndustry?33?柠檬酸在化学清洗中的应用分析林劲柱(福建厦门集美轻工业学校,福建厦门361022)摘要:综述了柠檬酸的物理化学性质和除锈除垢机理,重点介绍了柠檬酸在化学清洗方面的应用性能.实践证明,柠檬酸在清除铁锈锈垢方面清洗效果十分理想,是一类值得推广和进一步研发的化学清洗剂.关键词:柠檬酸;机理;化学清洗;应用中图分类号:TG172.7文献标识码:A文章编号:1008—9411(2011)02—00

2、33—03采用化学清洗剂,使之与污垢之间发生化学反应而使表面污垢被清除的化学清洗技术在现代工业和生活中日益显现其重要性,酸洗是化学清洗过程中的最重要环节,酸洗工艺是整个化学清洗的关键;柠檬酸作为一种安全清洗剂,在化学清洗工作得到了广泛的应用,主要对柠檬酸在化学清洗中的除锈机理和应用做了一些阐述.1柠檬酸简介在室温下,柠檬酸(CH.0,)又名2一羟基丙烷一1,2,3一三羧酸,为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭,味极酸,在潮湿的空气中微有潮解性.它可以以无水合物或者一水合物的形式存在:柠檬酸从热水中结晶时,生成无水合物;在冷水中结晶则生成一水合物.

3、加热到78.c时一水合物会分解得到无水合物.在15.C时,柠檬酸也可在无水乙醇中溶解….从结构上讲,柠檬酸是一种三羧酸类化合物,并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质.加热至175.C时它会分解产生二氧化碳和水,剩余一些白色晶体.柠檬酸是一种较强的有机酸,有3个H可以电离;加热可以分解成多种产物,与酸,碱,甘油等发生反应.柠檬酸是有机酸中第一大酸,由于物理性能,化学性能,衍生物的性能,是广泛应用于食品,医药,目化等行业最重要的有机酸].2柠檬酸清洗机理柠檬酸(C6H.0)对金属腐蚀小,是一种安全清洗剂,表1是柠檬酸与一些无机酸,有机酸对金属的腐蚀性比较表,

4、由于柠檬酸不含有cl～,故不会引起设备的应力腐蚀,它能够络合Fe¨,削弱Fe对腐收稿日期:2010—12—02作者简介:林劲柱(1968一),男,集美轻工业学校化学高级讲师.蚀的促进作用.表1几种常用的有机酸和无机酸对钢铁溶Mg”J对比-柠檬酸1%甲酸1%有机酸羟蓑酸EDTA(乙二胺1%四乙酸)4.46.13.76.23.8注:表中”%”均为溶质质量分数柠檬酸可溶解氧化铁和氧化铜,生成柠檬铁,铜的络合物,如果采用氨化的柠檬酸溶液,能生成溶解度很大的柠檬酸亚铁氨和柠檬酸高铁络合物,清洗效果非常好,柠檬酸以除铁锈为主,所以主要用于清洗新建的锅炉,柠檬酸与氨基磺酸

5、,羟基乙酸或甲酸混用,可用来清洗锅炉中的钙镁垢和铁锈,柠檬酸与乙二胺四乙酸(EDTA)混用,可用来清洗过热器.,引.柠檬酸清洗反应机理.柠檬酸先要进行氨化,生成柠檬酸铵作为有效成份,它与铁系氧化物反应以络合物的形式存在于清洗液中,柠檬酸氨反应如下:H3C6H507+NH4OH—NH4H2C6H507+H20用氨水调节溶液的pH为3.5～4.O,清洗温度应>90oC,清洗时间延长2～6倍.?34?贵州化工GuizhouChemicalIndustry2011年4月第36卷第2期柠檬酸铵与铁系氧化物反应NH4H2C6H507+FeO—NH4FeC6H5O7

6、+H2O2NH4H2C6H507+Fe2032FeC6H507I+H20+2NH4OH3NH4H2C6H507+Fe304_+NH4FeC6H5O7+2FeC6H5O7+2FeC6H5O7+2H2O+2NH4OH同时柠檬酸铵与垢也发生反应NH4H2C6H507+CaCO3-,.NH4CaC6H507+H20+CO23柠檬酸除垢能力的综合分析与比较,,]3.1柠檬酸与几种常用清洗剂的比较[63见表2,表3,表4表2几种酸洗液溶解锈垢能力的数据对比酸洗液种类质量分数/%溶解锈垢的量/(g/L)表3几种酸洗液溶解一定量锈垢所需时间的对比注:A:10%的除垢效果;B

7、:20%～95%的除垢效果;C:95%一100%的除垢效果表4流速对清洗锈垢的效果对比酸液及质量分数条件流速/(m.s)静置0.0090.03o.3o.60.9盐酸,5%71—776CCCCCC磷酸,3%1006C一一CCc檬酸单铵,949863%铵盐,l3514963%’’二钠941056盐.l5%～一BBCCC—BBCCC注:B:0—80%的除垢效果;c:95%～100%的除垢效果;(以上数据均从参考文献中引用)3.2除垢能力用柠檬酸作清洗剂时,要在清洗液中加氨,将溶液的pH调至3.5—4.0,在这样的条件下,清洗溶液的主要成分是柠檬酸单铵,与铁离子会生

8、成易溶的络合物,有很好的清洗效果.与Fe.形成络合离