鍋爐煮爐除垢清洗過(guò)程中的化學(xué)反應

煮爐是利用難溶化合物轉化的原理除垢。在煮爐化學(xué)反應中，使用較高濃度的轉化溶液，在相當高的溫度下，對水垢進(jìn)行液固兩相間的化學(xué)反應，經(jīng)過(guò)相當長(cháng)的時(shí)間，使垢變得松軟而脫落，再輔以人工的清理鏟刮，可達到80%以上的除垢效果，這是在鍋爐制造工藝為鉚接和脹接時(shí)代的安全快速（和人工除垢相比）清洗方法。鍋爐采取全焊接工藝后，煮爐壓力降為常壓，溫度小于等于95℃ ，使水垢能浸潤和疏松，有利于酸洗的進(jìn)行。

常規的煮爐是對3.8MPa及以下的采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐進(jìn)行的投產(chǎn)前清洗。它利用堿的皂化除污作用，洗去制造、運輸和存放中的油脂、灰塵和沙粒。煮爐還有使金屬表面鈍化的作用。

煮爐中的化學(xué)反應可分為以下四個(gè)種類(lèi)

（1）除油污煮爐反應

以油酸為代表的煮爐皂化反應為：

C₁₇H₃₃COOH+NaOH→C₁₇H₃₃COONa+H₂O

C₁₇H₃₃COOH+Na₃PO₄→C₁₇H₃₃COONa+Na₂HPO₄

以二氧化硅為代表的塵埃污物的煮爐反應為

SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O

（2）表面膜轉化的鈍化反應

鋼鐵的表層是氧化亞鐵和氧化鐵，在大氣環(huán)境中和水中是氫氧化亞鐵和氫氧化鐵，它們在煮爐中和磷酸三鈉作用形成磷酸鐵轉化膜。

4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O+4Na₃PO₄→4FePO₄+12NaOH

Fe(OH)₃+Na₃PO₄→FePO₄+3NaOH

磷酸鹽鈍化膜的形成機制較復雜，其成分也不僅是磷酸鐵，在成膜過(guò)程中存在著(zhù)鋼鐵表層的腐蝕和氧化膜的轉化以及磷酸鐵膜的形成。

（3）低壓鍋爐水垢的轉化和再酸溶清洗

硅酸鹽垢極難溶解，依靠煮爐溶液的較高濃度和達250℃ 的高溫度，使用氫氧化鈉處理，可使其轉化松散脫落；硫酸鈣不能用酸溶解，可借助其較高的溶度積，用碳酸鈉轉化為碳酸鈣，用鹽酸可將其溶解。硫酸鈣也能和磷酸鈉作用使其變得疏松易除。以上煮爐反應式如下：

SiO₂+2NaOH→Na₂SiO₃+H₂O

CaSiO₃+2NaOH→Ca(OH)₂+Na₂SiO₃

Mg₃Si₂O₇+4NaOH+H₂O→3Mg(OH)₂+2Na₂SiO₃

CaSO₄+Na₂CO₃→CaCO₃+Na₂SO₄

CaCO₃+2HCL→CaCL₂+CO₂↑+H₂O

3CaSO₄+2Na₂PO₄→Ca₃(PO₄)₂+3Na₂SO₄

Ca₃(PO₄)₂+6HCL→3CaCL₂+2H₃PO₄

煮爐使難以酸溶的垢種變得可溶，是清洗硅酸鹽垢和硫酸鈣垢的主要方法。煮爐還使硬質(zhì)水垢變得松散，無(wú)需進(jìn)行酸溶，可用壓力水從受熱面上沖除。

（4）栲膠（單寧）煮爐反應

小于0.8MPa的低壓小容量鍋爐，結垢后常采取栲膠煮爐除垢。栲膠也稱(chēng)單寧，是鞣酸，主要成分是沒(méi)食子酸，它對碳酸鈣垢有酸溶和絡(luò )合雙重作用。單寧與碳酸鈣的反應可以沒(méi)食子酸為代表，寫(xiě)作如下：

2C₆H₂(OH)₃COOH+4CaCO₃→(2C₆H₂)O₆Ca₃(COO)₂Ca+4CO₂+4H₂O

單寧煮爐不是將碳酸鈣溶解，而是使之變得松軟。煮爐后必須輔以人工清理殘垢。