一种清洗剂及其制备方法

申请号 CN202211521417.3 申请日 2022-11-30 公开(公告)号 CN115820349B 公开(公告)日 2023-12-08
申请人 浙江百斯特化工有限公司; 发明人 卢志勇; 栾星星;
摘要 本 发明 公开了一种 碱 性 清洗剂 ,包括表面活化基液及 表面处理 剂;所述表面活化基液由以下原料制成:碱金属氢 氧 化物、螯合剂、有机缓蚀剂、阳离子 表面活性剂 、阴离子乳化剂、助剂、纯 水 ;所述表面处理剂是 磨料 和分散填料按照 质量 比3.5~5:1混匀而成;所述磨料以 石英 粉为基体,并对石英粉进行表面改性,所述分散填料以 硅 灰石及 膨润土 为基体,并对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰,磨料的粒径大于分散填料的粒径;本发明还公开了该碱性清洗剂的制备方法。本发明利用表面活化基液有效 软化 、松动、分散 沉积物 ,并结合表面处理剂产生 湍流 涡旋来粘附、剥离沉积物,能够去油、除臭,无 腐蚀 作用,清洁后无痕且不会产生应 力 开裂。
权利要求

1.一种用于清洗纸机系统的清洗剂,其特征在于,由表面活化基液及表面处理剂以1:(0.2‑0.4)的比例组成;所述表面活化基液由以下质量百分数的原料制成:氢
15.0‑18.0%、乙二胺四乙酸四钠4.0‑6.0%、葡萄糖酸钠2.6‑5.0%、十二烷基二甲基苄基氯化铵2.5‑4.5%、十二烷基二苯醚二磺酸钠1.0‑2.2%、烷基糖苷2.5‑4.0%,余量为纯
所述表面处理剂是磨料和分散填料按照质量比(3.0‑4.5):1混匀而成;所述磨料以石英粉为基体,并对石英粉进行表面改性,磨料的粒径为180‑270 μm;所述分散填料以灰石及膨润土为基体,并对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰,分散填料的粒径为45‑100 μm;
所述磨料中,对石英粉进行表面改性的过程如下:将经过粉碎、过筛、干燥的石英粉分散于有机溶剂中,升温至60‑90℃,加入γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷,在氮气气氛下搅拌回流1‑3小时,冷却至室温后,加入强碱的水溶液,搅拌1‑3小时,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤、干燥、整粒,即得磨料;
其中,石英粉与γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量比为1:(0.3‑0.6),所述有机溶剂与强碱的水溶液的体积比为(9‑11):1;所述强碱的水溶液为质量分数为10‑20%的氢氧化钾溶液;所述有机溶剂为乙醇;
所述分散填料中,对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰的过程如下:
S1、将经过粉碎、过筛、干燥的硅灰石及膨润土混合均匀,并分散于反应介质中,升温至
60‑90℃,加入γ‑基丙基三乙氧基硅烷,在氮气气氛下搅拌3‑5小时,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤、干燥、研磨,得到硅烷接枝基体;
其中,硅灰石、膨润土、γ‑氨基丙基三乙氧基硅烷的质量比为1:(0.20‑0.25):(0.65‑
0.75);
S2、将硅烷接枝基体及乙烯基胍胺分散于纯水中,在氮气氛围下升温至50‑70℃,加入引发剂,搅拌反应5‑8小时,冷却至室温,继续搅拌0.5‑1小时,然后固液分离,取固体于水浴中水洗、真空干燥、整粒,即得分散填料;
其中,硅烷接枝基体与乙烯基胍胺的质量比为(1.2‑1.25):(6‑10);
步骤S1中所述反应介质为水与乙醇的混合液,且水与乙醇的混合液中乙醇所占的体积比大于60%;步骤S2中所述引发剂选用过硫酸铵,所述过硫酸铵的用量为乙烯基胍胺质量的
0.3‑0.6%;
所述碱性清洗剂的制备方法包括以下步骤:
(1)制备表面活化基液:按照质量百分数准备各原料,向乳化釜中加入第一批纯水,开启搅拌后,依次加入氢氧化钾、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠,搅拌至完全溶解后,加热升温至55‑65℃,再依次加入烷基糖苷、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基二苯醚二磺酸钠,搅拌50‑80分钟后,停止加热、开始降温,同时加入第二批纯水,乳化20‑40分钟,再加入余下的纯水,继续乳化50‑80分钟,温度降至30℃以下,即得表面活化基液;
(2)制备表面处理剂:按照质量比称取磨料和分散填料,并混合均匀,即得表面处理剂。
2.根据权利要求1所述的碱性清洗剂,其制备方法中,制备表面活化基液时,第一批纯水的加入量占纯水总量的45‑55%,第二批纯水的加入量占纯水总量的20‑30%。

说明书全文

一种清洗剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于化学清洗剂技术领域,具体涉及一种碱性清洗剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 为了推进造纸行业的可持续发展,造纸企业加大了废纸资源的回收利用。对于采用废纸造纸来说,由于使用的是二次纤维,纤维长度会有大幅度的下降,纤维间的结合强度会有所降低;同时,废纸中又存在较多的胶体杂质,因此,造纸原料的质量会有较大程度的降低。为了生产出符合标准的纸张,在造纸生产过程中,要使用更多的造纸助剂。由于纸机浆料中包含的物料多种多样,在抄纸过程中相互作用,很容易在桶槽和管道壁上产生化学沉积物;并且,纸机系统中存在的大量生物也会黏附到桶槽和管道内壁,产生生物沉积物。沉积物通过多种不同性质物质的混合物一层叠一层,形成软垢(微生物沉积物、有机软垢)和硬垢(无机硬垢、有机硬垢)等。如果不对沉积物加以控制,不但会造成纸张孔洞,影响产品质量,而且还会造成成型网、毛毯和干网的堵塞,影响车速和生产效率。
[0003] 造纸生产一般在每个生产周期结束后进行纸机系统清洗,以清洁附着在桶槽和管道壁上的沉积物。进行系统清洗时,首先要根据造纸体系的实际情况,选择合适的清洗药剂,用白或清水加以稀释后,在封闭浆料和白水系统中循环一段时间,最后将溶出的污染物连同清洗药液一同排掉。目前,系统清洗包括碱性系统清洗及酸性系统清洗,对应所用的清洗药剂为碱性清洗剂和酸性清洗剂。碱性清洗剂一般由苛性碱、阴离子表面活性剂有机溶剂、螯合剂及分散剂等组成,其中,碱和有机溶剂的作用是溶解系统中各类沉积物,表面2+ 2+
活性剂可促进清洗剂向沉积层的渗透,添加少量的螯合剂有助于络合溶液中的Ca 、Mg 等金属离子,降低它们再次沉积的可能,分散剂也可以起到分散溶出物,防止其二次沉积的作用。酸性清洗剂一般由各类有机或无机酸、表面活性剂、螯合剂及分散剂等组成,主要是清除来自填料的类无机盐沉积物。然而酸性清洗剂对于表面的软垢处理效率不如碱性清洗剂,并且酸性清洗剂对于金属有一定的腐蚀性,会加速返锈现象,往往使用了酸性系统清洗后还需进行碱性系统清洗,因此要尽量减免酸性清洗剂的使用。
[0004] 公开号为CN102628238A的专利公开了一种抄浆或抄纸系统组合式化学清洗方法,该方法使用碱溶液和/或毛布清洗剂溶液清洗。为了进一步提高对结渣严重表面的清洗能申请号为CN111876274B的专利公开了一种碱性清洗剂,按重量份数计包括如下组分:强碱1~5份、乙二醇10~20份、苯甲醇70~80份、N,N‑二甲基甲酰胺1~3份及水1~5份。该组分中含有大量挥发性有机溶剂,使用过程中会产生污染性气体,并且有机溶剂不易与水分离,加大了对清洗所产生废水的处理难度。为了减少清洗后有机废水的产生,公开号为CN104877777A的专利公开了一种水基清洗剂,以碳酸二甲酯、葡萄糖甲胺、酸钠为基础,根据清洗的油污混合物的成分适当添加壬基酚聚乙烯醚和去离子水;该水基清洗剂化学性质稳定,能够很好的使用在各种工业设备表面或内部的油蜡在线清洗过程中,但对于纸机系统中的沉积物难以起到剥离效果。
[0005] 由于造纸浆料化学成分复杂,且浆料与各种表面黏着力强,现有的碱性清洗剂很难彻底清除沉积物。对于造纸企业来说,要提高纸机时间利用效率、保障纸张品质,亟需开发一种环保且高效的碱性清洗剂。

发明内容

[0006] 基于现有技术的不足,本发明的目的在于提供了一种碱性清洗剂,以水为溶剂,利用碱金属氢氧化物、阳离子表面活性剂和阴离子乳化剂等有效软化、松动、分散沉积物,并结合固体表面处理剂形成湍流涡旋清洁表面;本发明还公开了该碱性清洗剂的制备方法以及该碱性清洗剂在清洗纸机系统中的应用。
[0007] 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
[0008] 一种碱性清洗剂,包括表面活化基液及表面处理剂;所述表面活化基液由以下质量百分数的原料制成:碱金属氢氧化物15.0~18.0%、螯合剂4.0~6.0%、有机缓蚀剂2.6~5.0%、阳离子表面活性剂2.5~4.5%、阴离子乳化剂1.0~2.2%、助剂2.5~4.0%,余量为纯水;所述表面处理剂是磨料和分散填料按照质量比(3.0~4.5):1混匀而成;所述磨料以石英粉为基体,并对石英粉进行表面改性,磨料的粒径为180~270μm;所述分散填料以硅灰石及膨润土为基体,并对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰,分散填料的粒径为45~100μm。
[0009] 本发明所述表面活化基液具有良好的溶解性、渗透性和相容性,通过发泡、润湿、渗透、乳化,可以有效软化、松动及分散有机沉积物和微生物沉积物,同时具有一定的去油、除臭能力和缓蚀作用;所述表面处理剂将粒径不同的磨料和分散填料引入清洗液中,分散填料可以增加清洗液的粘性,不仅可以吸附沉积物,而且有助于提高清洗液对磨料的携带能力,通过磨料与分散填料的碰撞产生湍流涡旋,进而增加清洗液的内摩擦力,固体颗粒在气泡及液体的扰动下,在液体内发生沉降、悬浮等运动,对无机沉积物产生一定的粘附、剥离作用;本发明通过表面活化基液和表面处理剂组合使用,清洁效果好,对各种材质无腐蚀作用,洗后无痕且不会应力裂开,适合用于家居清洗及工业设备表面清洗。
[0010] 优选地,所述磨料中,对石英粉进行表面改性的过程如下:将经过粉碎、过筛、干燥的石英粉分散于有机溶剂中,升温至60~90℃,加入有机硅烷I,在氮气气氛下搅拌回流1~3小时,冷却至室温后,加入强碱的水溶液,搅拌1~3小时,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤、干燥、整粒,即得磨料;其中,石英粉与有机硅烷I的质量比为1:(0.3~0.6),有机溶剂与强碱的水溶液的体积比为(9~11):1。
[0011] 进一步,所述有机溶剂为甲醇、乙醇及异丙醇中的一种或两种以上;所述有机硅烷I选用甲氧基硅烷;所述强碱的水溶液为质量分数为10~20%的氢氧化溶液。
[0012] 所述磨料选用石英粉作为基体,具有成本低、坚硬耐磨、化学性质稳定的优点;通过有机硅烷对石英粉进行表面处理,增强了材料的韧性,减少了材料在冲击作用下微小变形缓冲过程中的应力集中,避免了内部微裂纹的产生;利用强碱的水溶液促进有机硅烷水+解缩聚,调节磨料的亲疏水性,同时,使材料表面羟基中的H发生解离;经过表面处理的磨料表面形成有机接枝,减少了磨料的团聚,也降低了磨料的附着性,有助于磨料在碱性体系中稳定发挥摩擦作用。
[0013] 优选地,所述分散填料中,对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰的过程如下:
[0014] S1、将经过粉碎、过筛、干燥的硅灰石及膨润土混合均匀,并分散于反应介质中,升温至60~90℃,加入有机硅烷II,在氮气气氛下搅拌3~5小时,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤、干燥、研磨,得到硅烷接枝基体;
[0015] 其中,硅灰石、膨润土、有机硅烷II的质量比为1:(0.20~0.25):(0.65~0.75);
[0016] S2、将硅烷接枝基体及乙烯基胍胺分散于纯水中,在氮气氛围下升温至50~70℃,加入引发剂,搅拌反应5~8小时,冷却至室温,继续搅拌0.5~1小时,然后固液分离,取固体于水浴中水洗、真空干燥、整粒,即得分散填料;
[0017] 其中,硅烷接枝基体与乙烯基胍胺的质量比为(1.2~1.25):(12~15)。
[0018] 进一步,步骤S1中所述反应介质为水与烷基醇的混合液,且水与烷基醇的混合液中烷基醇所占的体积比大于60%,所述烷基醇选用C1~C10的醇中的一种或两种以上;步骤S1中所述有机硅烷II选用γ‑基丙基三乙氧基硅烷;步骤S2中所述引发剂选用过硫酸铵,所述过硫酸铵的用量为乙烯基胍胺质量的0.3~0.6%。
[0019] 所述分散填料选用疏松多孔的硅灰石及具有粘接性的膨润土为基体,通硅烷接枝达到良好润湿包覆作用,形成分散填料与有机修饰改性剂之间的过渡层,增加了基体和有机修饰改性剂之间的亲和力;再通过乙烯基胍胺在硅烷接枝基体的原位接枝聚合,提高了材料的粘弹性和分散性。
[0020] 优选地,所述表面活化基液中碱金属氢氧化物为氢氧化钾(KOH);所述表面活化基液中螯合剂为乙二胺四乙酸四钠(EDTA‑4Na);所述有机缓蚀剂为葡萄糖酸钠;所述表面活化基液中阳离子表面活性剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227,别称:苯扎氯铵);所述阴离子乳化剂为十二烷基二苯醚二磺酸钠(2A1);所述助剂为烷基糖苷(APG)。
[0021] 本发明所述表面活化基液中以氢氧化钾为主要成分,复配了十二烷基二甲基苄基氯化铵,降低了表面活化基液的表面张力,提高润湿性能;通过十二烷基二苯醚二磺酸钠和葡萄糖酸钠,产生良好的分散、渗透作用,同时具有去油、除臭和缓蚀作用,提高了表面活化基液对沉积物的剥离效果,通过复配乙二胺四乙酸四钠和烷基糖苷,产生增效作用,提高了抗污垢再沉积性能,综合增强了表面活化基液的去污力。
[0022] 上述碱性清洗剂的制备方法,包括以下步骤:
[0023] (1)制备表面活化基液:按照质量百分数准备各原料,向乳化釜中加入第一批纯水,开启搅拌后,依次加入碱金属氢氧化物、螯合剂、有机缓蚀剂,搅拌至完全溶解后,加热升温至55~65℃,再依次加入助剂、阳离子表面活性剂、阴离子乳化剂,搅拌50~80分钟后,停止加热、开始降温,同时加入第二批纯水,乳化20~40分钟,再加入余下的纯水,继续乳化50~80分钟,温度降至30℃以下,即得表面活化基液;
[0024] (2)制备表面处理剂:按照质量比称取磨料和分散填料,并混合均匀,即得表面处理剂。
[0025] 根据权利要求9所述碱性清洗剂的制备方法,其特征在于:制备表面活化基液时,第一批纯水的加入量占纯水总量的45~55%,第二批纯水的加入量占纯水总量的20~30%。
[0026] 上述碱性清洗剂在清洗纸机系统中的应用,包括短流程清洗工艺和浆池清洗工艺;
[0027] 短流程清洗工艺的步骤如下:
[0028] 将纸机的白水系统升温至50~55℃,向白水中依次入液碱及所述表面活化基液,形成系统清洗液;将系统清洗液通过循环运转形式对流送设备和管路的清洗,循环清洗60~75分钟,然后向系统清洗液中加入所述表面处理剂,加大循环运转流速,继续循环清洗
40~55分钟,循环清洗期间每20~30分钟检测一次温度和pH值,控制温度50~55℃、pH为
12.5~13.5;循环清洗结束后,排放清洗后的废水,喷淋清水串洗至pH为中性,排放干净后,人工检查清洗效果;
[0029] 其中,液碱的浓度为30~32%,液碱的总使用量为白水量的2%~6%,液碱、表面活化基液及表面处理剂的使用量之比为(3~4):1:(0.2~0.4);
[0030] 浆池清洗工艺的步骤如下:
[0031] 将待清洗的第一个浆池内充入白水,并升温至50~55℃,向白水中加入浓度为30~32%的液碱,至溶液pH为12.5~13.5,再加入表面活化基液,搅拌均匀,形成浆池清洗液;将浆池清洗液静置浸泡30~40分钟后,加入表面处理剂,搅拌20~30分钟,形成清洗残液;
将清洗残液用泵转移至下一个浆池,控制温度50~55℃、pH为12.5~13.5,然后按照第一个浆池的清洗步骤进行清洗,直至完成所有浆池的碱性清洗;浆池之间的连接管路通过泵循环清洗,每个经过碱性清洗剂清洗的浆池,当清洗残液转移走后,需打开排放,对浆池进行冲洗,排放干净后,人工检查清洗效果;
[0032] 其中,对于第一个浆池,所述表面活化基液的使用量为白水量的0.3~1.5%,表面活化基液与表面处理剂的使用量之比为1:(0.3~0.5);在清洗残液转移过程中,对于水量的减少,可补入白水、液碱及碱性清洗剂。
[0033] 本发明所述碱性清洗剂的制备过程便于控制,对制备设备要求低,无污染气体产生。将制备的碱性清洗剂应用于清洗纸机系统中,通过短流程清洗液走循环、浆池逐个浸泡清洗,使纸机系统中的沉积物被软化、剥落、冲洗干净,可以大大缩短清洗时间,减少了工人的劳动强度,减少了频繁的设备拆装,减少了清洗用水及设备空转功耗,提高了纸机时间利用效率,保障了纸张品质。附图说明
[0034] 图1为实施例1所述碱性清洗剂清洗管路时的示意图;
[0035] 图2为实施例1所述碱性清洗剂用于纸机清洗时不同部位清洗前后的对比图。

具体实施方式

[0036] 为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚,下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明,但所述实施例旨在解释本发明,而不能理解为对本发明的限制,实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0037] 下述实施例中所用原料均为普通市售产品。所述烷基糖苷选用APG0810,CAS:3
68515‑73‑1;所述石英粉粒度约80目,二氧化硅含量99.5%,密度2.65g/cm;所述硅灰石粒
3
度约250目,二氧化硅含量51.7%,密度2.8~2.9g/cm;所述膨润土选用钠基膨润土,粒度
3
约325目,密度1.9g/cm。
[0038] 实施例1
[0039] 一种碱性清洗剂的制备方法,包括以下步骤:
[0040] (1)制备表面活化基液:
[0041] (1‑1)以成品总量3000kg计,准备以下原料:KOH 500kg、EDTA‑4Na 150kg、葡萄糖酸钠100kg、1227 100kg、2A1 50kg、APG 100kg、纯水2000kg;即各原料的质量百分数为:KOH 16.67%、EDTA‑4Na 5%、葡萄糖酸钠3.33%、1227 3.33%、2A1 1.67%、APG 3.33%、余量为纯水;
[0042] (1‑2)向乳化釜中加入1000kg纯水,开启搅拌后,依次加入KOH、EDTA‑4Na、葡萄糖酸钠,搅拌至完全溶解后,加热升温至60℃,再依次加入APG、1227、2A1,搅拌1h后,停止加热、开启降温水,同时加入500kg纯水,乳化30min,再加入500kg纯水,继续乳化1h,温度降至30℃以下后出料,即得表面活化基液;
[0043] (2)制备表面处理剂:
[0044] (2‑1)以石英粉为基体,并对石英粉进行表面改性,表面改性步骤如下:
[0045] 向反应釜中加入600L乙醇,加入40kg石英粉(经过粉碎、过筛、干燥),搅拌分散的同时升温至65℃,加入18kgγ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH‑570),在氮气气氛下搅拌回流2h,降温至20℃,加入60L质量分数为15%的氢氧化钾溶液,搅拌2h,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤,于90℃干燥,整粒(粒度60~65目),即得磨料;
[0046] (2‑2)以硅灰石及膨润土为基体,并对硅灰石及膨润土进行表面有机修饰,表面有机修饰步骤如下:
[0047] 将40kg硅灰石(经过粉碎、过筛、干燥)和8kg膨润土(经过粉碎、过筛、干燥)混合均匀,加入至反应釜中,再加入600L80%乙醇溶液(乙醇与水的体积比为8:2),搅拌分散的同时升温至70℃,加入28kgγ‑氨丙基三乙氧基硅烷(KH‑550),在氮气气氛下搅拌4h,经固液分离,取固体用乙醇抽提洗涤,于90℃干燥、研磨、过200目筛,得到硅烷接枝基体;取20kg硅烷接枝基体及120kg乙烯基胍胺分散于600L纯水中,在氮气氛围下升温至60℃,加入0.6kg过硫酸铵,搅拌反应6小时,冷却至室温,继续搅拌1小时,然后固液分离,取固体于冰水浴中水洗、80℃真空干燥、整粒(粒度170~180目),即得分散填料;
[0048] (2‑3)将磨料和分散填料按照质量比4:1混合均匀,即得表面处理剂(使用前再混匀,以免长期存放出现不均匀问题)。
[0049] 上述方法制备的碱性清洗剂中,表面活化基液呈碱性,将表面活化基液用水稀释成质量分数为5%的水溶液,经检测,5%表面活化基液的水溶液的pH为13.0~13.5,密度为1.19~1.21g/mL。所述磨料的粒径(D50)为235.8μm,所述分散填料的粒径(D50)为87.4μm。
[0050] 将上述碱性清洗剂应用于清洗纸机系统中,为节约停机时间,采用短流程和浆池同时分别清洗的操作办法。清洗前,将纸机停机,对纸机浆水系统进行仔细检查,关闭需关闭的阀和喷淋水,打开蒸汽阀给系统加热。
[0051] 短流程清洗工艺的步骤如下:
[0052] 将纸机的白水系统升温至50~55℃,向白水中依次泵入浓度为30%的液碱及所述表面活化基液,形成系统清洗液;将系统清洗液通过循环运转形式对流送设备和管路的清洗(纸机出浆的水平管道流速为1.8~1.9m/s),循环清洗70min,然后向系统清洗液中加入所述表面处理剂,加大循环运转流速(水平管道流速为2.9~3.0m/s),继续循环清洗50min,循环清洗期间每20分钟检测一次温度和pH值,控制温度50~55℃、pH为12.5~13.0;循环清洗结束后,关闭蒸汽阀门,快速排放清洗后的废水(以防沉积物在温度降低后再次粘附在设备表面),喷淋清水串洗至pH接近中性,排放干净后,人工检查清洗效果。其中,液碱的总使用量为白水量的2%~6%,液碱、表面活化基液及表面处理剂的使用量之比为(3~4):1:(0.2~0.4)。
[0053] 浆池清洗工艺的步骤如下:
[0054] 将待清洗的第一个浆池(清白水池)内充入白水,并升温至50~55℃,向白水中加入浓度为30%的液碱,至溶液pH为12.5~13,再加入表面活化基液,搅拌均匀,形成浆池清洗液;将浆池清洗液静置浸泡30min后,加入表面处理剂,搅拌20min,形成清洗残液;将清洗残液用泵转移至下一个浆池,控制温度50~55℃、pH为12.5~13,然后按照第一个浆池的清洗步骤进行清洗,直至完成所有浆池的碱性清洗;浆池之间的连接管路通过泵循环清洗,每个经过碱性清洗剂清洗的浆池,当清洗残液转移走后,需打开排放阀,对浆池进行冲洗,排放干净后,人工检查清洗效果。其中,对于第一个浆池,所述表面活化基液的使用量为白水量的0.3~1.5%,表面活化基液与表面处理剂的使用量之比为1:(0.3~0.5);在清洗残液转移过程中,对于水量的减少,可补入白水、液碱及碱性清洗剂。
[0055] 上述清洗工艺清洗过程中,在未加入表面处理剂时,主要依靠液碱及表面活化基液对沉积物进行浸润、松动,表面活化基液的发泡成分可使清洗液产生气、液两相流,对沉积物冲击力增加,在加入表面处理剂后,清洗液中增加固相,不同颗粒碰撞,增加了表面清洗效果。采用上述清洗工艺清洗管路时,如图1所示,管道1的内壁附着有沉积物2,含有液碱、表面活化基液及表面处理剂的清洗液3沿方向V向前流动,清洗液3中分散有分散填料6,并携带有磨料5,清洗液3在流动过程中会夹杂少量气泡4,从而形成气、液、固三相混合流,分散填料6呈悬浮状态,在流动过程中增加了磨料6与管道1内壁的碰撞,提高了清洗效果。液碱、表面活化基液及表面处理剂的用量可根据沉积物污染情况进行调整;在人工检查时,如发现桶壁上残留松脱沉积物,用清水冲洗掉即可,确保无易掉落的沉积物残留在系统中,清洗液走过的多圆盘、浓缩机、网压部必须人工冲洗一遍,防止有沉积物挂在网孔里。
[0056] 实施例2
[0057] 一种碱性清洗剂,按照实施例1的方法制备,区别在于:
[0058] 所述表面活化基液由以下质量百分数的原料制成:KOH 16.67%、EDTA‑4Na 4.0%、葡萄糖酸钠2.6%、1227 2.5%、2A1 1.2%、APG 2.5%、余量为纯水;所述表面处理剂是磨料和分散填料按照质量比3:1混匀而成。
[0059] 实施例3
[0060] 一种碱性清洗剂,按照实施例1的方法制备,区别在于:
[0061] 所述表面活化基液由以下质量百分数的原料制成:KOH 16.67%、EDTA‑4Na 6.0%、葡萄糖酸钠5.0%、1227 4.5%、2A1 2.2%、APG 4.0%、余量为纯水;所述表面处理剂是磨料和分散填料按照质量比4.5:1混匀而成。
[0062] 比较例1
[0063] 一种碱性清洗剂,按照实施例1的方法制备,区别在于:所述表面处理剂仅含有磨料。
[0064] 比较例2
[0065] 一种碱性清洗剂,按照实施例1的方法制备,区别在于:所述表面处理剂仅含有分散填料。
[0066] 比较例3
[0067] 一种碱性清洗剂,按照实施例1的方法制备,区别在于:不含表面处理剂。
[0068] 下面对上述实施例1~3及比较例1~3所制备的碱性清洗剂的去污力进行试验检测,试验方法如下:
[0069] ①试片准备:选用304不锈片(规格为50mm×25mm×4mm)作为试片,先用180目砂纸打磨试片表面,再用200目砂纸按平行纹路方向打磨光亮,然后依次在丙和无水乙醇中擦洗干净,用滤纸吸干后,置于干燥器中干燥4h,称取质量m0(精确至0.1mg);
[0070] ②模拟人工污垢:将油猪油:精制植物油:单硬脂酸甘油酯:糖水溶液:鸡蛋清按16:16:32:3.2:30:2.8的比例配制,记为生活污垢;称取16.7g无水氯化钙和24.7g硫酸镁配制10L,约为2500mg/L硬水,取1L 2500mg/L硬水稀释至10L,即为250mg/L硬水,利用250mg/L硬水将仙鹤纸业的造纸浆料稀释至50%,再加入施胶剂(AKD,占工业污垢的0.4wt%)和染料(碱性蓝,占工业污垢的0.01wt%),记为工业污垢;
[0071] ③污片的制备:试片逐一夹于晾片架上,夹子应夹在试片上沿20mm线以上,将晾片架置搪瓷盘内准备涂污(涂污温度为60℃),待污垢保持在60℃时,逐一将试片连同夹子从晾片架上取下,手持夹子将试片浸入污垢中至20mm沿线以下1s~2s,缓缓取出,待污垢下滴速度变慢后,挂回到原来晾片架上,依此制备污片,待污垢凝固后,将污片取下用滤纸或脱脂将污片底边及两边侧多余的污垢擦掉,于室温下晾置4h后,采用相同方法循环浸涂污垢,最后于室温下晾置24h,精确称量涂污试片的质量为m1,每个污片的挂污量应保证在0.5g~0.6g;
[0072] ④清洗液配制:将表面活化基液及表面处理剂分散于pH=13的水(用液碱调节pH)中,表面活化基液加入量为水量的1wt%,表面处理剂加入量为水量的0.4wt%;
[0073] ⑤清洗试验:将清洗液倒入烧杯中,水浴升温至50~55℃保温,污片浸泡于清洗剂中,开启搅拌,生活污垢清洗10min,工业污垢清洗20min,清洗后迅速取出试片,用水冲洗后,挂晒3h,称取此时试片的质量为m2;
[0074] ⑥去污力计算: 计算结果如表1所示。
[0075] 表1实施例1~3及比较例1~3所得碱性清洗剂去污力测试结果(单位:%)[0076]
[0077] 从表1中可以看出,对于模拟的生活污垢,实施例1~3及比较例1~3所制得的碱性清洗剂均可在短时间内将其去除,说明表面活化基液对于油渍去污力很强;但对于工业污垢,由于纸浆成分复杂,其附着后形成的污垢,仅用表面活化基液浸泡清洗,短时间内难以去除干净;加入分散填料后,去污力有所提升,但是由于分散填料粒径小,对清洗液的粘度影响和吸附作用,短时间内难以直接体现污垢去除上;而加入磨料,去污力就有明显提升,因为小容积体系内搅拌助力了磨料的分散和对污垢的冲击力,有助于污垢的去除;本发明采用表面活化基液和表面处理剂结合,具有良好的去污力。
[0078] 下面采用本发明所述清洗工艺,利用实施例1所制备的碱性清洗剂,对仙鹤22号及12号纸机系统进行清洗,清洗前观察发现:22号机清白水桶内壁有大量沉积物(如图2(a‑1)所示),12号机清白水池和多个浆池内壁有大量有机硬垢(如图2(b‑1)所示)及蜡状沉积物(如图2(c‑1)所示),12号机浆池检查口有大量的微生物和有机混合软垢(如图2(d‑1)所示)。
[0079] 清洗时,22号机短流程药剂用量:液碱1t+表面活化基液250kg+表面处理剂75kg;22号机浆池药剂用量:液碱1.5t+表面活化基液500kg+表面处理剂200kg;12号机短流程药剂用量:液碱400kg+表面活化基液100kg+表面处理剂30kg;12号机浆池药剂用量:液碱1t+表面活化基液150kg+表面处理剂60kg。安全防护为:标识清洗区域预防无关人员进入,进入人员需穿戴防护眼镜、手套、防滑雨靴等个人防护用品。
[0080] 清洗工艺后段,短流程和浆池清洗废水排放时均在车间地沟用硫酸中和。由于排放清洗废水中含有的各种盐、表面活性剂等化学品以及高浓度的淀粉、微生物成分、细小纤维、各种胶粘物、水解物、树脂等有机物,会对废水COD产生影响,应及时协调污水处理部门做好高浓有机物废水(COD含量高)的接收工作;还需要在排放时进行pH中和调节,如需消除泡沫,可添加部分消泡剂;应根据废水处理能力,合理安排各纸机系统的清洗,错开清洗时间,避免集中清洗而产生大量高浓废水,影响污水处理厂的正常运行。
[0081] 短流程清洗液走循环、清白水池和浆池逐个浸泡后,仙鹤22号及12号纸机系统中沉积物被软化、剥落、冲洗干净(如图2(a‑2)、(b‑2)、(c‑2)、(d‑2)所示,图2中部分光影为实物拍照不可避免的反光所致,并不影响效果对比),符合GB/T 25146‑2010中工业设备化学清洗质量相关要求。清洗检查完毕,确认各部位复原到位,工具设备清理到位,清洗操作人员撤离到位,准备开机。22号机、12号机清洗后开机出纸品质正常,部分机台清洗1月后出纸有透明点或黑点,判断为系统内存有的蜡状沉积物掉落所致,因此可将清洗周期定为每月1次。
[0082] 采用本发明所述碱性清洗剂属于可生物降解的物质,对纸机系统进行清洗,具有良好的清洗效果,减免了大量有机溶剂的使用,有利于清洗废水的处理,对于工业生产及水环境保护均具有良好效应。
[0083] 上述的实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0084] 上述的仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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