CN101693998A - 不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法。缓蚀剂的溶质为含氧酸盐，溶剂为去离子水，缓蚀剂浓度为5～150mg/L，其中含氧酸盐为硝酸盐、硫酸盐、或硝酸盐和硫酸盐的混合物。其制备方法为：在室温下向去离子水中加入含氧酸盐，搅拌溶解混合即得本发明的用于不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂。本发明的缓蚀剂与传统的钝化型缓蚀剂钼酸盐、钨酸盐等相比，可大幅度降低使用成本，同时有效防止不锈钢在冷却水环境中的点蚀，在冷却水体系中起到的缓蚀效果与钼酸盐相近，略优于钨酸盐。

Description

不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法，属循环冷却水处理领域。

背景技术

凝汽器是发电厂的冷却设备，在我国以淡水为冷却水的凝汽器普遍采用铜合金管。由于水资源的短缺和环境污染，铜合金管的腐蚀问题日渐突出。近几年来已有不少电厂开始在凝汽器中使用不锈钢管代替黄铜管，而且呈现出较快的上升趋势。许多以不锈钢管替代铜合金管的凝汽器，运行后仍采用铜合金管凝汽器的水质稳定剂，包括缓蚀剂。由于铜合金与不锈钢的耐蚀机理有所不同，铜合金管凝汽器的缓蚀剂并不适合于不锈钢管凝汽器，特别是吸附类的铜合金缓蚀剂反而会促进不锈钢的腐蚀。而近年来常用的钝化型缓蚀剂钼酸盐、钨酸盐等的价格居高不下，因此，研究适用于不锈钢管凝汽器的低价、高效缓蚀剂非常有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低价、高效的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂及其制备方法。

本发明采用的技术方案

一种不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂，溶质为含氧酸盐，溶剂为去离子水，缓蚀剂浓度为5～150mg/L；

所述的含氧酸盐为硝酸盐、硫酸盐、或硝酸盐和硫酸盐的混合物；

其中硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾；硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾。

一种不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂，其制备方法如下：

在室温下向去离子水中添加含氧酸盐，搅拌混合即得本发明的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂。

本发明的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂的应用

本发明的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂适用于不锈钢管凝汽器循环冷却水系统中，如果不锈钢在循环冷却水中的阳极钝化曲线出现过钝化，则不需加入缓蚀剂；当不锈钢的阳极钝化曲线出现点蚀电位时，加入一定量的缓蚀剂使不锈钢重新进入过钝化。

本发明的有益效果

不锈钢在循环冷却水中的主要腐蚀形式是点蚀，冷却水中的氯离子可以促进点蚀，而含氧酸根离子可以抑制点蚀，通过极化曲线的测定可以获得不锈钢的过钝化电位或点蚀电位，从而来判断不锈钢钢是否可发生点蚀以及点蚀的敏感性。通过在循环冷却水中加入一定浓度的硝酸盐或硫酸盐，可以显著提高不锈钢的点蚀电位，使不锈钢的点蚀敏感性降低。当不锈钢的极化曲线出现过钝化时，不锈钢将不会发生点蚀。本发明不采用传统的钼酸盐、钨酸盐等缓蚀剂，采用廉价的硝酸钠、硝酸钾、硫酸钠、硫酸钾等作为缓蚀剂，可以大幅度降低水处理成本。

附图说明

图1，SUS304不锈钢电极在含不同浓度硝酸根离子的模拟冷却水中的阳极极化曲线

图2，SUS304不锈钢电极在某厂循环冷却水中及加入缓蚀剂后的不锈钢的极化曲线

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。

1.实验材料与实验介质

实验材料为SUS304不锈钢板材。将不锈钢加工成工作面为1cm×1cm的试片，工作面背面焊上导线，用环氧树脂封装非工作面。实验前用0#～6#砂纸逐级打磨后，再用酒精脱脂，去离子水冲洗。

参照邯郸热电厂的循环冷却水水质配制了实验用模拟冷却水，其基本组成为(以mg/L计)：Ca²⁺、Mg²⁺、HCO₃ ^-、SO₄ ^2-、Cl^-、Na⁺分别为20、6、122、360、300、379。实验温度为45℃。

2.测试方法：

不锈钢电极的阳极极化曲线测定在EG&G PARC M283恒电位仪上进行，采用M352软件系统。扫描速度20mV/min；测定时以铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，参比电极和工作电极之间用盐桥连接。实验前将电极置于模拟冷却水中在-1.1V下阴极还原5min。本发明中电位均相对于饱和甘汞电极。

实施例1

不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂

以硝酸钠为溶质，去离子水为溶剂，配制成65g/L的不锈钢管凝汽器缓蚀剂浓缩液(以硝酸根离子质量浓度计)。在500mL模拟冷却水中加入一定量的缓蚀剂浓缩液，最终配制成缓蚀剂浓度分别为0mg/L、32.5mg/L、65mg/L、97.5mg/L的测试液。

在上述测试液中进行不锈钢阳极极化曲线测定，结果见图1。

从图1中可看出，曲线1为不加缓蚀剂时，不锈钢的点蚀电位为0.51V，点蚀敏感性较大；曲线2为含32.5mg/L硝酸根离子时，点蚀电位增大到0.63V；曲线3和4分别为含65mg/L及97.5mg/L硝酸根离子时，不锈钢的极化曲线可以看出出现过钝化，过钝化电位均为1.03V，不锈钢不会发生点蚀。继续增加硝酸盐浓度，不锈钢的过钝化电位一直保持在1.0V以上，说明该药剂对不锈钢具有良好的缓蚀性能。

在相同的冷却水中，采用钼酸钠或钨酸钠作缓蚀剂进行实验时，使不锈钢达到过钝化的钼酸钠或钨酸钠使用浓度分别为58mg/L(以钼酸根离子质量浓度计)或84mg/L(以钨酸根离子质量浓度计)，采用相同浓度的硝酸盐起到的缓蚀效果与钼酸钠相近，而略优于钨酸钠。

实施例2

不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂

以硝酸钾和硫酸钠为溶质，去离子水为溶剂，分别配制成含50g/L硝酸钾和30g/L硫酸钠的溶液，作为不锈钢管凝汽器缓蚀剂浓缩液(分别以硝酸根离子和硫酸根离子质量浓度计)。

取江苏新海发电有限公司的不锈钢管凝汽器循环冷却水进行实验，按缓蚀剂与冷却水体积比1∶1000将缓蚀剂加入循环冷却水中，极化曲线结果见图2。

如图2所示，曲线1不加缓蚀剂时，不锈钢的点蚀电位为0.45V，点蚀敏感性较大；曲线2加入50mg/L的硝酸盐和30mg/L的硫酸盐(分别以硝酸根离子和硫酸根离子浓度计)后，不锈钢的极化曲线出现过钝化，过钝化电位为0.93V，不锈钢将不发生点蚀。继续增加这些含氧酸盐的浓度，不锈钢的过钝化电位一直保持在0.90V以上，说明该药剂对不锈钢具有良好的缓蚀性能。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂，其特征在于溶质为含氧酸盐，溶剂为去离子水，缓蚀剂浓度为5～150mg/L；

所述的含氧酸盐为硝酸盐、硫酸盐、或硝酸盐和硫酸盐的混合物；

所述的硝酸盐为硝酸钠或硝酸钾，硫酸盐为硫酸钠或硫酸钾。

2.一种制备如权利要求1所述的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂的方法，其特征在于步骤如下：

在室温下向去离子水中加入含氧酸盐，搅拌溶解混合即得本发明的不锈钢管凝汽器循环冷却水系统的缓蚀剂。

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