CN103183416A

CN103183416A - 蒸汽锅炉水处理药剂及其制备方法和使用方法

Info

Publication number: CN103183416A
Application number: CN2011104515446A
Authority: CN
Inventors: 王炜
Original assignee: Shanghai Emperor of Cleaning TECH Co Ltd
Current assignee: Shanghai Emperor of Cleaning Tech Co., Ltd.
Priority date: 2011-12-27
Filing date: 2011-12-27
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2031-12-27
Also published as: CN103183416B

Abstract

本发明公开了一种蒸汽锅炉水处理药剂，其原料配方包括下述质量百分比的成分：有机磷酸盐0.6-0.8％、羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂1.4-2.0％、腐植酸钠0.4-0.6％、单乙醇胺0.2-0.4％、氮四取代苯二胺0.4-0.5％、除氧剂0.6-0.8％和水，还包括栲胶和/或壳聚糖0.2-0.3％，水补足至100％。本发明还公开了该药剂的制备方法和使用方法，其制备过程清洁，使用过程对人体健康和环境毒性小，并可生物降解，对环境无害。本发明的蒸汽锅炉水处理药剂不仅能够起到抑制锅水体系中的水垢和抑制蒸汽与凝结水体系中的腐蚀的效果，并且其储运简单方便，经长期储存和运输都不会降低其缓蚀和阻垢效果。

Description

蒸汽锅炉水处理药剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明涉及水处理药剂领域，尤其涉及蒸汽锅炉水处理药剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

蒸汽锅炉在运行过程中，由于炉管管壁温度和压力都很高，设备各部分的应力很大，如果水质不良，水中杂质在锅炉内浓缩析出形成沉积物，就会引起水汽系统结垢、积盐、金属腐蚀等故障，还会导致锅炉过热蒸汽品质劣化，影响到汽轮机的正常运行，而且可能导致锅炉爆管。

实际操作中通常采用药剂处理法对锅炉水进行处理，即往锅炉给水中添加适当地药剂，来达到防止锅炉阻垢的目的。对于锅炉水体系的阻垢主要采用磷酸盐处理法和螯合剂处理法。一般中、高压锅炉采用磷酸盐处理，该法是在锅水呈碱性的前提下，加入磷酸盐溶液，使锅水中的磷酸根维持在一定浓度内，水中的钙离子便与磷酸根反应生成碱式磷酸钙，少数镁离子则与锅水中的硅酸根生成蛇纹石。碱式磷酸钙和蛇纹石均归属难溶化合物，在锅水中呈分散、松软状水渣，易随锅炉排污排出锅炉，不会粘贴在受热面形成二次水垢。螯合剂处理法起源于20世纪60年代，常用的螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、氨基三乙酸(NTA)等。以除盐水作补给水的锅炉，在热负荷很高时，采用螯合剂EDTA处理，防止铁垢在锅内的沉积，效验较好。然而，当水中有钙离子存在时，EDTA与钙形成螯合物，其热分解会大大降低EDTA的使用性能，而且钙、镁离子的存在会使价格极其昂贵的EDTA用量大大增长。

此外，锅炉水体系中的水中所含有的溶解氧，是锅炉釜体、蒸汽冷凝水配管及其它水体系成套设备腐蚀的一个重要因素。因此，一般在锅炉水体系的水中，需添加含有具有除溶解氧作用的脱氧剂。以往用在锅炉水体系的脱氧剂，大多使用肼，但是由于人们对环保和人体健康越来越重视，考虑使用天然原材料来代替肼。目前作为脱氧剂的成分，栲胶类等多元酚系有机物不仅具有去氧作用而且还具有对金属表面形成腐蚀抑制覆膜能力。

然而，天然原料的栲胶类等的多元酚系有机物中，不可避免地含有少量如钙离子、镁离子等地会与磷酸根离子反应形成难溶性盐的离子。因此，同时含有多元酚系有机物和磷酸盐的水处理药剂，在其储存和流通中会析出难溶性盐，因此会降低其添加至水体系后本应该发挥的水垢抑制效果。若采用将多元酚系有机物和磷酸盐相互分离、进行储存和流通的方法来预防难溶性盐的析出，其在实际操作中非常繁杂，并且在后续使用时现场作业也很繁杂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了传统磷酸盐类水处理药剂与栲胶类除氧剂混合会形成难溶性盐，降低除垢效果的缺陷，提供了一种蒸汽锅炉水处理药剂及其制备方法和使用方法。本发明的蒸汽锅炉水处理药剂不仅能够起到蒸汽锅炉缓蚀和抑制锅水体系中的水垢的效果，并且其储运简单方便，经长期储存和运输都不会降低其缓蚀和阻垢效果，并且本发明水处理药剂为有机配方，实际使过程中用量小、排放少，为环境友好型水处理药剂，制备过程清洁，使用过程对人体健康和环境毒性小，并可生物降解，对环境无害。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种蒸汽锅炉水处理药剂，其原料配方包括下述质量百分比的成分：有机磷酸盐0.6-0.8％、羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂1.4-2.0％、腐植酸钠0.4-0.6％、单乙醇胺0.2-0.4％、氮四取代苯二胺0.4-0.5％、除氧剂0.6-0.8％和水，还包括栲胶和/或壳聚糖0.2-0.3％，水补足至100％。

其中，所述的有机磷酸盐为本领域常规使用的有机磷酸盐，较佳地为乙二胺四甲叉膦酸(简称EDTMP)。

其中，所述的羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂为本领域常规使用的羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂，较佳地为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(简称PBTC)、2-羟基膦酰基乙酸(简称HPAA)和聚丙烯酸钠(简称PAAS)中的一种或多种。所述的聚丙烯酸钠的分子量为本领域常规使用的分子量范围，较佳地为3000-8000。所述羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂的用量较佳地为1.5-1.8％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

其中，所述的除氧剂为本领域常规使用的除氧剂，较佳地为亚硫酸钠、焦磷酸钠和二乙基羟胺(简称DEHA)中的一种或多种。

其中，所述的水为本领域常规使用的水，较佳地为去离子水。所述水的用量较佳地为85-95％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

其中，所述腐植酸钠的用量较佳地为0.5-0.6％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

其中，所述单乙醇胺的用量较佳地为0.3-0.5％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

本发明还提供了上述蒸汽锅炉水处理药剂的制备方法，其包括下述步骤：将所述的原料配方中的成分混合搅拌，即可。

本发明还提供了上述蒸汽锅炉水处理药剂的使用方法，按每100吨蒸汽锅炉补水量投加4-8L所述的蒸汽锅炉水处理药剂，用碱剂调节pH值至10-12。

所述的碱剂为本领域中常规使用的碱剂，较佳地为氢氧化钠和/或氢氧化钾。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明所用试剂和原料均市售可得。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的蒸汽锅炉水处理药剂的缓蚀和阻垢的效果在储存和流通过程中不会降低，使用方便，能够起到蒸汽锅炉缓蚀和抑制锅水体系中的水垢的效果。本发明水处理药剂为有机配方，实际使用过程中用量小、排放少，为环境友好型水处理药剂，制备过程清洁，使用过程对人体健康和环境毒性小，并可生物降解，对环境无害。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1-6

表1实施例1-6的蒸汽锅炉水处理药剂配方及使用效果

1、蒸汽锅炉水处理药剂的制备：

将乙二胺四甲叉膦酸、2-膦酸丁烷-1，2，4三羧酸(PBTC)、腐植酸钠、栲胶和单乙醇胺、氮四取代苯二胺(TMPD)和亚硫酸钠以表1所示的质量百分比混合，水补足至100％。

2、采用中华人民共和国化工行业标准HG/T3924-2007中《锅炉水处理药剂性能评价方法》动态法对蒸汽锅炉水处理药剂的阻垢和缓蚀性能进行评价。该标准中，阻垢性能试验给水配制水和缓蚀性能试验给水配制水的水质指标见表2和表3。

表2阻垢性能试验给水配制水

水质指标	总碱度(HCO₃ ^-)	总硬度(3/4Ca²⁺+1/4Mg²⁺)
			浓度	4mmol/L	6mmol/L

表3缓蚀性能试验给水配制水

水质指标	总碱度(HCO₃ ^-)	总硬度(3/4Ca²⁺+1/4Mg²⁺)	氯离子(Cl^-)
				浓度	2mmol/L	2mmol/L	10mmol/L

3、蒸汽锅炉水处理药剂的使用方法：

以5L/100吨蒸汽锅炉补水量的剂量，将实施例1～6的蒸汽锅炉水处理药剂直接投加至蒸汽锅炉内，用氢氧化钠调整蒸汽锅炉水体系的pH值在10-12。此外，在使用过程中保持蒸汽锅炉水体系：碱度5-8mmol/L、PO₄ ^3-浓度15-25mg/L、pH值10-12。

经过水处理，锅炉使用情况良好，连续5年锅检所检测结果显示该锅炉的结垢及腐蚀控制效果良好。锅炉正常使用期间，按补水量的50-70ppm投加，用NaOH且控制pH值10-12范围内。

对比实施例1-6

表4对比实施例1-6的锅炉水处理药剂使用效果

试验	阻垢率	缓蚀率
			锅炉水处理药剂1	83.3％	94.8％
锅炉水处理药剂2	85.6％	95.1％
			锅炉水处理药剂3	83.7％	92.4％
锅炉水处理药剂4	85.9％	90.5％
			锅炉水处理药剂5	86.2％	93.7％
锅炉水处理药剂6	84.6％	91.6％

将市售的磷酸盐类锅炉水处理药剂1-6按中华人民共和国化工行业标准HG/T3924-2007中《锅炉水处理药剂性能评价方法》动态法对其阻垢和缓蚀性能进行评价，其中，采用的配制水指标、用量及锅炉水处理药剂的用量同实施例1-6，测得市售的锅炉水处理药剂的阻垢率见表4。与表1对比可见，本发明的蒸汽锅炉水处理药剂的阻垢率和缓蚀率明显高于市售药剂。

Claims

1.一种蒸汽锅炉水处理药剂，其原料配方包括下述质量百分比的成分：有机磷酸盐0.6-0.8％、羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂1.4-2.0％、腐植酸钠0.4-0.6％、单乙醇胺0.2-0.4％、氮四取代苯二胺0.4-0.5％、除氧剂0.6-0.8％和水，还包括栲胶和/或壳聚糖0.2-0.3％，水补足至100％。

2.如权利要求1所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述的有机磷酸盐为乙二胺四甲叉膦酸。

3.如权利要求1或2所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述的羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂为2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸、2-羟基膦酰基乙酸和聚丙烯酸钠中的一种或多种；所述的聚丙烯酸钠的分子量较佳地为3000-8000；和/或，所述羧酸盐类缓蚀阻垢分散剂的用量为1.5-1.8％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

4.如权利要求1或2所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述的除氧剂为亚硫酸钠、焦磷酸钠和二乙基羟胺中的一种或多种。

5.如权利要求1或2所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述的水为去离子水；和/或，所述水的用量为85-95％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

6.如权利要求1或2所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述腐植酸钠的用量为0.5-0.6％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

7.如权利要求1或2所述的蒸汽锅炉水处理药剂，其特征在于，所述单乙醇胺的用量为0.3-0.5％；所述的百分比为相对于所述原料总质量的质量百分比。

8.如权利要求1-7任一项所述的蒸汽锅炉水处理药剂的制备方法，其包括下述步骤：将所述原料配方中的成分混合搅拌，即可。

9.如权利要求1-7任一项所述的蒸汽锅炉水处理药剂的使用方法，按每100吨蒸汽锅炉补水量投加4-8L所述的蒸汽锅炉水处理药剂，用碱剂调节pH值至10-12。

10.如权利要求9所述的蒸汽锅炉水处理药剂的使用方法，其特征在于，所述的碱剂为氢氧化钠和/或氢氧化钾。