專(zhuān)利名稱(chēng)：鍋爐水處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于處理鍋爐給水的水處理藥劑。
無(wú)論是蒸汽鍋爐，還是熱水鍋爐，爐內(nèi)受熱面的腐蝕和結(jié)垢，均會(huì)縮短其使用壽命，增加能耗，甚至?xí)?dǎo)致鍋爐爆炸事故。為了防止鍋爐的腐蝕和結(jié)垢，必須對(duì)鍋爐的給水進(jìn)行處理，達(dá)到鍋爐的緩蝕和阻垢目的。
本發(fā)明所說(shuō)的對(duì)鍋爐給水進(jìn)行處理，是指采用藥劑處理法，即往鍋爐給水中添加適當(dāng)適量的藥劑，來(lái)達(dá)到防止鍋爐腐蝕和結(jié)垢的目的。對(duì)于鍋爐給水的處理，根據(jù)報(bào)導(dǎo)可知，已形成了有機(jī)膦酸鹽和聚羧酸鹽的復(fù)合配方。例如，歐洲專(zhuān)利EP265723中報(bào)導(dǎo)，軟水鍋爐在150～250℃時(shí)緩蝕阻垢配方為①至少一種聚磷酸、有機(jī)磷酸和正磷酸鹽10～200mg/l;②至少一種脂肪族羧酸和氨基酸40～500mg/l;③至少一種在水中能釋放Sn、Zn、Mn或Ni的金屬化合物2.5～50mg/l。這樣的藥劑，雖然能起到一定的緩蝕和阻垢作用，但由于藥劑中沒(méi)有除氧劑，爐內(nèi)水的溶解氧仍然很高，溶解氧的腐蝕問(wèn)題沒(méi)有解決。
針對(duì)目前鍋爐水處理存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種集阻垢、除氧、緩蝕于一體的鍋爐水處理劑。
本發(fā)明所提供的鍋爐水處理劑，是一種復(fù)合型藥劑，同時(shí)具有緩蝕、阻垢、除氧的功能。一般地說(shuō)，對(duì)于一般的蒸汽鍋爐，本發(fā)明提供的藥劑包括有機(jī)膦酸鹽10～40%，聚羧酸鹽8～30%，有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑4～30%，有機(jī)除氧劑5～20%。對(duì)于直接使用原水做鍋爐給水的情況，本發(fā)明的藥劑中還應(yīng)包括磷酸三鈉。對(duì)于熱水鍋爐，除使用上述藥劑外，除氧劑應(yīng)使用催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑。
本發(fā)明藥劑中所說(shuō)的有機(jī)膦酸鹽可以是羥基乙叉二膦酸(HEDP)及其堿金屬鹽或胺鹽，丙二膦酸鹽，芳基氯甲叉二膦酸鹽，膦酸基琥珀酸，氨基三甲叉膦酸(ATMP)，乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)，三乙撐二胺四甲叉膦酸(TEDTMP)，三乙撐四胺六甲叉膦酸(TETDHMP)，二乙撐三胺五甲叉膦酸(DETPMP)等膦酸鹽及其衍生物，可以是其中的一種，也可以是其中的兩種或兩種以上的混合物。有機(jī)膦酸鹽的熱穩(wěn)定性好，不易水解。
本發(fā)明藥劑中所說(shuō)的聚羧酸鹽可以是低分子量的聚馬來(lái)酸酐或其酸，聚富馬酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺等聚合物，或者是其二元聚合物或多元共聚物。聚羧酸鹽與有機(jī)膦酸鹽復(fù)配使用，有良好的協(xié)同效應(yīng)，而且還具有溶限效應(yīng)。
本發(fā)明藥劑中所說(shuō)的有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑，是分子量不同于低分子量聚羧酸鹽的聚合物，可以是聚丙烯酰胺，聚馬來(lái)酸酐或其聚合物，聚甲基丙烯酸或其鹽，聚丙烯酸或其鹽及其多元共聚物等類(lèi)似的聚合物。有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑有良好的吸附分散能力，能使Ca2+，Mg2+等離子或其它成垢物質(zhì)形成高度流動(dòng)性的泥漿，能自由流動(dòng)，使泥漿不粘附在爐壁上，可隨鍋爐排污排出。
本發(fā)明的蒸汽鍋爐中使有機(jī)除氧劑，這是一種肟類(lèi)物質(zhì)，其通式為RC＝N-OH，如甲醛肟，乙醛肟，丙醛肟，丙酮肟，丁二酮肟等，該類(lèi)有機(jī)除氧劑易溶于水，無(wú)毒不會(huì)增加溶固量，沒(méi)有聯(lián)氨類(lèi)除氧劑那種毒性大，致癌，易分解等缺點(diǎn)，它可以在100～340℃范圍內(nèi)，3～140Kg/cm2的壓力下，使水中的溶解氧維持在一個(gè)最低水平甚至為零。從而有效地控制蒸汽發(fā)生系統(tǒng)金屬表面的腐蝕。本發(fā)明在熱水鍋爐中使用催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑，并與有機(jī)磷酸鹽、聚羧酸鹽、有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑一起使用。本發(fā)明以前的熱水鍋爐除氧劑，均是單一使用亞硫酸鹽做為除氧劑，這樣使用的缺點(diǎn)在于用量大，給鍋爐帶來(lái)雜質(zhì)，而且亞硫酸鹽穩(wěn)定性差，在空氣中易被氧化而失效。本發(fā)明是將亞硫酸鹽與催化劑配合使用，加速亞硫酸鹽與氧的反應(yīng)，提高了亞硫酸鹽存放時(shí)的穩(wěn)定性，克服了單一使用亞硫酸鹽的缺點(diǎn)。本發(fā)明所說(shuō)的催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑是亞硫酸鹽90～99%，鈷鹽0.001～5%，苯甲酸0.01～5%。
本發(fā)明所提供的鍋爐水處理劑，其阻垢機(jī)理是增溶法。它是由多種化合物復(fù)配而成，有多途徑的阻垢作用。通過(guò)螯合作用，以羥基為中心對(duì)金屬離子(Ca2+、Mg2+)有很強(qiáng)的螯合作用，同時(shí)又起著晶格歧變的作用。通過(guò)對(duì)晶格的扭曲和錯(cuò)位，干擾垢層的晶格生長(zhǎng)或使垢層晶格結(jié)垢發(fā)生歧變，垢層不能繼續(xù)生成，通過(guò)對(duì)Ca2+、Mg2+等離子的去活化性作用，減少成垢的晶格數(shù)。還能在水垢生成物的表面上形成薄膜，或被鍋爐壁吸附，從而阻止固體顆粒增大，改變質(zhì)點(diǎn)的電荷，使鍋爐受熱面構(gòu)成中性層，阻礙與質(zhì)點(diǎn)的相互吸引，與沉淀物形成高濃度流動(dòng)性的泥漿，容易從鍋爐排污中排出。
本發(fā)明所提供的鍋爐水處理劑，其緩蝕功能主要是通過(guò)除氧劑而發(fā)揮作用。蒸汽鍋爐中使用有機(jī)除氧劑，熱水鍋爐中使用催化亞硫酸鹽除氧劑，可以使鍋爐給水中的氧含量接近零，從而解決了水中溶解氧的腐蝕問(wèn)題。
本發(fā)明所提供的藥劑為復(fù)合型藥劑，適用于各種類(lèi)型的原水、軟水熱水鍋爐和蒸汽鍋爐。使用本發(fā)明的藥劑不需要增加設(shè)備，操作簡(jiǎn)便，費(fèi)用低，適用廣泛。
實(shí)例1鍋爐補(bǔ)給水有離子交換樹(shù)脂處理，沒(méi)有除氧裝置，鍋爐為蒸汽鍋爐，試驗(yàn)條件如下鍋爐型號(hào) SHL-10-13-A
給水 軟水，沒(méi)有除氧裝置排污量 10%(相對(duì)于給水量)使用年限 五年左右該鍋爐在使用鍋爐水處理劑以前，鍋爐內(nèi)有一層薄垢，約1mm厚，而且垢下層腐蝕約1mm，鍋爐上水管每半年就需要更換一次，這是腐蝕損壞所致。試驗(yàn)前，換上新管，試驗(yàn)時(shí)間為半年，試驗(yàn)時(shí)使用如下配方羥基乙叉二膦酸 40%丙烯酸與馬來(lái)酸共聚物 25%甲基丙烯酸聚合物 20%丙醛肟 5%水 10%加藥量為20ppm，六個(gè)月后開(kāi)爐檢查，在原來(lái)的老垢層上沒(méi)有新垢附著，并且有些老垢層脫落，金屬表面光滑，似有保護(hù)膜生成。原來(lái)被腐蝕的地方?jīng)]有加劇的跡象。上水管光潔無(wú)垢腐蝕。試驗(yàn)期間爐水的溶解氧含量測(cè)定如下
加藥前加 藥 后89年1月31日3月6日4月27日5月26日爐水氧含量>100ppb <5ppb <5ppb 0～5ppb <5ppb實(shí)例2用原水做鍋爐補(bǔ)給水的蒸汽鍋爐，試驗(yàn)條件如下鍋爐型號(hào) KZW-53-AIV出汽量 2噸/小時(shí)給水 原水排污量 10%(相對(duì)于給水量)使用年限 新?tīng)t該爐使用以下配方的鍋爐水處理藥劑二乙撐三甲胺五甲叉膦酸 40%聚馬來(lái)酸酐 25%丙烯酸聚合物 10%丙醛肟 15%磷酸三鈉 5%水 5%該復(fù)配藥劑使用量為25ppm，使用時(shí)間為四個(gè)月，開(kāi)爐檢查，爐筒壁及管內(nèi)均光潔無(wú)垢，無(wú)腐蝕。用藥期間爐水溶解氧含量測(cè)定如下
加藥前加 藥 后90年5月12日6月5日8月27日爐水氧含量>100ppb <5ppb <5ppb <5ppb實(shí)例3試驗(yàn)用鍋爐為熱水鍋爐，除氧劑為催化亞硫酸鹽，試驗(yàn)條件如下鍋爐型號(hào) QXW-360-7/95/70-AIV給水 原水排污量 10%(相對(duì)于給水量)使用年限 兩年(實(shí)際為兩個(gè)采暖期)
該鍋爐在加藥前是使用軟水做補(bǔ)給水，沒(méi)有除氧裝置，爐內(nèi)基本無(wú)垢，但氧腐蝕很?chē)?yán)重，很多地方有潰瘍狀腐蝕。加藥試驗(yàn)時(shí)改用原水做補(bǔ)給水，使用以下配方處理緩蝕劑乙二胺四甲叉膦酸 20%聚馬來(lái)酸酐 40%聚丙烯酸鈉 30%水 10%除氧劑催化亞硫酸鹽，其中亞硫酸鈉99%，鈷鹽0.8%，苯甲酸0.2%。
緩蝕劑用量25ppm，除氧劑用量為25ppm試驗(yàn)時(shí)間為四個(gè)月，即一個(gè)采暖期，然后開(kāi)爐檢查，未發(fā)現(xiàn)有垢，也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有新的腐蝕，原來(lái)腐蝕的地方?jīng)]有加劇的跡象。試驗(yàn)期間測(cè)定爐水溶解氧含量如下
加藥前加藥后89年10月4日爐水氧含量>100ppb 0～5ppb實(shí)例4本例在有離子交換而無(wú)除氧裝置的鍋爐上進(jìn)行試驗(yàn)。
鍋爐型號(hào) SHL-20-13給水 軟水，沒(méi)有除氧裝置排污量 10%(相對(duì)于給水量)使用年限 新?tīng)t該爐使用以下配方的鍋爐水處理藥劑氨基三甲叉膦酸 10%甲基丙烯酸與馬來(lái)酸共聚物 10%聚丙烯酰胺 30%丁酮肟 20%水 30%加藥量為20ppm，18個(gè)月后開(kāi)爐檢查，爐內(nèi)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)腐蝕及結(jié)垢現(xiàn)象。試驗(yàn)期間爐水的溶解氧含量測(cè)定如下
89年3月28日10月9日90年4月2日8月25日爐水氧含量<5ppb 0～5ppb <5ppb <5ppb實(shí)例5直接使用原水做鍋爐補(bǔ)給水的蒸汽鍋爐鍋爐型號(hào) KZW-13出汽量 2噸/小時(shí)給水 原水排污量 10(相對(duì)于給水量)使用年限 二年左右該爐使用以下配方的鍋爐水處理藥劑丙二膦酸鹽 10%聚甲基丙烯酸 10%聚丙烯酸鈉 5%丁酮肟 20%磷酸三鈉 30%水 25%該爐在用藥劑以前，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)結(jié)垢1毫米左右，腐蝕不嚴(yán)重。藥劑使用濃度為25ppm，使用時(shí)間為一年，開(kāi)爐檢查，發(fā)現(xiàn)爐內(nèi)老垢層已基本脫落，沒(méi)有新垢生成，加藥前被腐蝕的地方?jīng)]有腐蝕加劇的地方。試驗(yàn)期間爐水溶解氧測(cè)定如下89年4月5日90年3月14日爐水氧含量<5ppb <5ppb
權(quán)利要求
1.一種鍋爐給水的鍋爐水處理劑，其中包括有機(jī)膦酸鹽10～40%，聚羧酸鹽8～20%，有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑4～30%，有機(jī)除氧劑5～20%，對(duì)于使用原水做鍋爐補(bǔ)給水的蒸汽鍋爐，還應(yīng)包括磷酸三鈉5～30%，對(duì)于熱水鍋爐除氧劑應(yīng)使用催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑。
2.一種如權(quán)利要求1所說(shuō)的鍋爐水處理劑，所說(shuō)的有機(jī)膦酸鹽是羥基乙叉二膦酸(HEDP)及其堿金屬鹽或胺鹽，丙二膦酸鹽，芳基氯甲叉二膦酸鹽，膦酸基琥珀酸，氨基三甲叉膦酸(ATMP)，乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)，三乙撐二胺四甲叉膦酸(TEDTMP)，三乙撐四胺六甲叉膦酸(TETDHMP)，二乙撐三胺五甲叉膦酸(DETPMP)，等膦酸鹽及其衍生物。
3.一種如權(quán)利要求1所說(shuō)的鍋爐水處理劑，所說(shuō)的聚羧酸鹽是低分子量的聚馬來(lái)酸酐或其酸，聚富馬酸，聚甲基丙烯酸，聚丙烯酰胺等聚合物，或者是其二元聚合物。
4.一種如權(quán)利要求1所說(shuō)的鍋爐水處理劑，所說(shuō)的有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑是分子量不同于低分子量聚羧酸鹽的一類(lèi)聚合物，可以是聚丙烯酰胺，聚馬來(lái)酸酐或其酸或其共聚物，聚甲基丙烯酸或其鹽，聚丙烯酸或其鹽。
5.一種如權(quán)利要求1所說(shuō)的鍋爐水處理劑，所說(shuō)的有機(jī)除氧劑是通式為RC＝N-OH的肟類(lèi)物質(zhì)，可以是甲醛肟，乙醛肟，丙酮肟，丙醛肟，丁酮肟，丁二酮肟。
6.一種如權(quán)利要求1所說(shuō)的鍋爐水處理劑，所說(shuō)的催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑是亞硫酸鹽90～99%，鈷鹽0.001～5%，苯甲酸0.01～5%。
全文摘要
本發(fā)明是一種鍋爐水處理藥劑，它是一種復(fù)合型水處理劑，由有機(jī)膦酸鹽，聚羧酸鹽，有機(jī)淤渣調(diào)節(jié)劑，有機(jī)除氧劑為基本配方，對(duì)于使用原水做鍋爐補(bǔ)給水的蒸汽鍋爐還包括磷酸三鈉，對(duì)于熱水鍋爐除氧劑使用包括鈷鹽和苯甲酸的催化亞硫酸鹽復(fù)合除氧劑。本發(fā)明適用于使用原水，軟水做補(bǔ)給水的各種類(lèi)型的蒸汽和熱水鍋爐。
文檔編號(hào)C02F5/14GK1068313SQ91104700
公開(kāi)日1993年1月27日 申請(qǐng)日期1991年7月8日 優(yōu)先權(quán)日1991年7月8日
發(fā)明者鮑衛(wèi)國(guó), 黃秉慧, 劉恩閨, 彭曉敏, 高鵬, 徐振華, 李冰 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部天津化工研究院