硫酸的应用

[db:作者] / 2023-02-07 00:00

[应用]硫酸是一种不易挥发的强酸，因此，可以通过适当加热来加快清洗速度。一般用5%～15%浓度的硫酸做清洗液时，可以加热到50～60℃。硫酸清洗液的优点是价格便宜，对不锈钢和铝合金设备没有腐蚀性。但与盐酸相比，硫酸用于钢铁表面氧化皮、铁锈、化工设备的清洗除垢，效果较差。硫酸酸洗时产生氢脆，还能使脂肪族有机缓蚀剂失效。对铁锈的溶解能力较差。对含钙的水垢虽然具有一定的清洗效果，但水中钙离子浓度高时易生成难溶的硫酸钙沉淀，清洗后表面状况不理想，故硫酸不宜做冷却水设备上碳酸钙和碳酸钙垢的清洗剂。一般采用硫酸和盐酸混合，去除金属表面铁锈、氧化皮、鳞铁，效果极好。以硫酸为清洗主剂的清洗工艺条件见表8-2。

表8-2 以硫酸为清洗主剂的清洗工艺条件

邹联沛等将硫酸用于一体式膜生物反应器的清洗，采用的膜的清洗顺序为：先用自来水冲洗，去除纤维丝间淤泥，通量可恢复11%；然后用0.033%的次氯酸钠浸泡12h，自来水冲洗，通量可以恢复23%；最后用0.33%的硫酸浸泡6h，自来水冲洗，通量可以恢复31%。

目前，用硫酸清洗设备使用得不多，已被盐酸取代。

硫酸和盐酸混合使用，作为金属表面处理除去铁锈、氧化皮，表面状态极好。硫酸加硝酸可除焦油、焦炭、海藻类生物等一系列的污垢。

硫酸清洗工艺大致为：水洗一酸洗一水洗一中和一水洗一弱酸洗一调pH值一钝化。

酸洗工序条件为：H2SO4 6%～8%；若丁缓蚀剂0.5%；80℃循环清洗6～8h终点；Ca2+、酸浓度变化不大，铁离子浓度骤升，放空水洗。用5% Na2CO3中和残酸，然后用弱酸中和放空。用0.6%左右柠檬酸溶液除去浮锈1h后放空。用0.5% Na2CO3溶液循环3～4h钝化放空。

硫酸是二元酸，能和许多金属或金属氧化物反应生成硫酸盐或酸式硫酸盐。硫酸有很强的吸水性，在与水迅速结合的同时放出大量的热。浓硫酸有很强的氧化性。在稀释硫酸时，务必把硫酸缓慢加入水中，并随时搅拌；切不可把水注入硫酸，以免酸液猛烈飞溅，引起严重事故!

在工业清洗中常用98%(质量分数)及其以下浓度的硫酸，用硫酸作为清洗介质的特点和应注意的事项如下。

(1)硫酸的稀释热很大，在进行稀释操作时一定要注意只可把酸注入水中，以免发生事故。

(2)清洗中生成的许多硫酸盐的溶解度较小。例如，在用硫酸清除碳酸钙垢时，又生成了水溶性差的硫酸钙，因此，除垢效果不好。若用盐酸清洗，就没有这种问题，因为所生成的氯化钙是可溶于水的。所以，只有在不能选用盐酸时，再考虑应用硫酸，例如用于奥氏体不锈钢的清洗。

(3)稀硫酸和钢铁反应产生大量氢气，因此用稀硫酸进行酸洗，比较容易引起材料的渗氢和氢损伤。

(4)硫酸水溶液不易挥发，稳定性好，使用硫酸比用盐酸环境中的酸雾较少。可以采用加热方法，提高清洗速度。例如，用质量分数5%～15%的硫酸水溶液清洗时，可以加热到60℃左右。

(5)稀硫酸的酸根SO42-无氧化性，比硝酸安全；它又不含有会引起奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂和其他局部腐蚀的氯离子，因此，在另一些场合，它又比盐酸安全。

(6)60%(质量)以上的浓硫酸水溶液，对钢铁有钝化作用，使钢铁具有耐蚀性。在一定浓度范围内的硫酸对铝合金、不锈钢几乎没有腐蚀作用。

(7)硫酸的价格也比较便宜。

根据上述性能，在工业清洗中，凡是能采用盐酸的场合，一般不用硫酸。在用硫酸清洗时，一般采用15%(质量)以下的水溶液。一般用在清洗不锈钢、铝合金等的特殊设备。

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