CN106745846A - 一种锅炉阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

一种锅炉阻垢剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种锅炉阻垢剂，原料为：高纯水、胡敏酸钠、氨基三亚甲基膦酸、聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐、乙二胺四乙酸二钠、羟基亚乙基二膦酸、顺丁烯二酸酐和六偏磷酸钠；外排水中磷值0.05‑0.25mg/L，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，对碳钢的腐蚀速率0.001‑0.003μm·a‑1，对碳酸钙的阻垢率99.5‑99.9%。

Description

一种锅炉阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种环保材料，尤其涉及一种锅炉阻垢剂及其制备方法。
背景技术
阻垢剂（scale inhibitor）：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
从作用机理上来讲，阻垢剂的作用可分为鳌合、分散和晶格畸变三部分。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。
腐蚀会造成巨大的经济损失。对热水锅炉来说，腐蚀除导致降低寿命、大幅度增加维修和大修费用之外，还由于腐蚀泄漏往往发生在最严寒的冬季采暖时期，供热中断会直接影响到居民的正常生活。为了改变这种现状，研究开发热水锅炉防腐阻垢技术势在必行。
从作用机理上来讲，阻垢剂的作用可分为鳌合、分散和晶格畸变三部分。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。
随着我国城镇化及工业化进程的加快，与生产生活密切相关的工业锅炉及热水锅炉采暖系统规模也快速增长。由于锅炉水处理技术水平的限制等原因，工业锅炉普遍存在腐蚀结垢问题，导致锅炉寿命缩短，维护及运行成本上升。
我国工业蒸汽锅炉水处理的普遍做法是重视锅外，轻视锅内。对小容量低压锅炉，普遍采用软化法防腐阻垢。对大容量低压锅炉，普遍采用软化法阻垢，采用除氧器法防腐。对中压锅炉，普遍采用软化法或去离子法防垢，采用除氧器法防腐。对高压锅炉，普遍采用去离子法防垢，采用除氧器法防腐。然而，发达国家对锅内处理十分重视。对小容量低压锅炉，普遍采用防腐阻垢剂法防腐阻垢。对大容量低压锅炉，普遍采用软化-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。对中压锅炉，普遍采用软化或去离子-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。对高压锅炉，普遍采用去离子-除氧器-防腐阻垢剂法防腐阻垢。也就是说，对低、中、高压锅炉均采用了防腐阻垢剂。当然，所采用的防腐阻垢剂不尽相同，每种防腐阻垢剂都有其适用范围。
锅炉阻垢剂是由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。锅炉包括水暖、蒸汽、机车用锅炉等。锅炉专用缓蚀阻垢剂也可用于海水淡化、蒸馏及汽车水箱等系统的缓蚀防垢。
发明内容
本发明提供一种锅炉阻垢剂及其制备方法，解决现有阻垢剂阻垢率低、腐蚀率高、容忍度小和含磷率高等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种锅炉阻垢剂，原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠25-45份；氨基三亚甲基膦酸13-17份；聚马来酸酐1-5份；乌洛托品4-8份；磺酸琥珀二辛酸酯盐2-6份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐6-10份；乙二胺四乙酸二钠3-7份；羟基亚乙基二膦酸18-22份；顺丁烯二酸酐8-12份；六偏磷酸钠5-9份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠25份；氨基三亚甲基膦酸13份；聚马来酸酐1份；乌洛托品4份；磺酸琥珀二辛酸酯盐2份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐6份；乙二胺四乙酸二钠3份；羟基亚乙基二膦酸18份；顺丁烯二酸酐8份；六偏磷酸钠5份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠45份；氨基三亚甲基膦酸17份；聚马来酸酐5份；乌洛托品8份；磺酸琥珀二辛酸酯盐6份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐10份；乙二胺四乙酸二钠7份；羟基亚乙基二膦酸22份；顺丁烯二酸酐12份；六偏磷酸钠9份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠30份；氨基三亚甲基膦酸14份；聚马来酸酐2份；乌洛托品5份；磺酸琥珀二辛酸酯盐3份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐7份；乙二胺四乙酸二钠4份；羟基亚乙基二膦酸19份；顺丁烯二酸酐9份；六偏磷酸钠6份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠40份；氨基三亚甲基膦酸16份；聚马来酸酐4份；乌洛托品7份；磺酸琥珀二辛酸酯盐5份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐9份；乙二胺四乙酸二钠6份；羟基亚乙基二膦酸21份；顺丁烯二酸酐11份；六偏磷酸钠8份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠35份；氨基三亚甲基膦酸15份；聚马来酸酐3份；乌洛托品6份；磺酸琥珀二辛酸酯盐4份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐8份；乙二胺四乙酸二钠5份；羟基亚乙基二膦酸20份；顺丁烯二酸酐10份；六偏磷酸钠7份。
一种制备所述锅炉阻垢剂的方法，步骤为：
第一步：称取高纯水、胡敏酸钠、氨基三亚甲基膦酸、聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐、乙二胺四乙酸二钠、羟基亚乙基二膦酸、顺丁烯二酸酐和六偏磷酸钠；
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-50℃，搅拌40-60min，搅拌速度80-120转/分钟；
第三步：升温至60-70℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌1-3h即可。
本发明所述一种锅炉阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；2、外排水中磷值0.05-0.25mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；3、具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；4、除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.001-0.003μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.5-99.9%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
实施例1：
第一步：按质量份数配比称取：高纯水100份；胡敏酸钠25份；氨基三亚甲基膦酸13份；聚马来酸酐1份；乌洛托品4份；磺酸琥珀二辛酸酯盐2份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐6份；乙二胺四乙酸二钠3份；羟基亚乙基二膦酸18份；顺丁烯二酸酐8份；六偏磷酸钠5份。
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40℃，搅拌40min，搅拌速度80转/分钟。
第三步：升温至60℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌1h即可。
原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；外排水中磷值0.25mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.003μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.5%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
实施例2：
第一步：按质量份数配比称取：高纯水100份；胡敏酸钠45份；氨基三亚甲基膦酸17份；聚马来酸酐5份；乌洛托品8份；磺酸琥珀二辛酸酯盐6份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐10份；乙二胺四乙酸二钠7份；羟基亚乙基二膦酸22份；顺丁烯二酸酐12份；六偏磷酸钠9份。
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至50℃，搅拌60min，搅拌速度120转/分钟。
第三步：升温至70℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌3h即可。
原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；外排水中磷值0.2mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.0025μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.6%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
实施例3：
第一步：按质量份数配比称取：高纯水100份；胡敏酸钠30份；氨基三亚甲基膦酸14份；聚马来酸酐2份；乌洛托品5份；磺酸琥珀二辛酸酯盐3份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐7份；乙二胺四乙酸二钠4份；羟基亚乙基二膦酸19份；顺丁烯二酸酐9份；六偏磷酸钠6份。
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40℃，搅拌40min，搅拌速度80转/分钟。
第三步：升温至60℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌1h即可。
原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；外排水中磷值0.15mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.002μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.7%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
实施例4：
第一步：按质量份数配比称取：高纯水100份；胡敏酸钠40份；氨基三亚甲基膦酸16份；聚马来酸酐4份；乌洛托品7份；磺酸琥珀二辛酸酯盐5份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐9份；乙二胺四乙酸二钠6份；羟基亚乙基二膦酸21份；顺丁烯二酸酐11份；六偏磷酸钠8份。
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至50℃，搅拌60min，搅拌速度120转/分钟。
第三步：升温至70℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌3h即可。
原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；外排水中磷值0.1mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.0015μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.8%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
实施例5：
第一步：按质量份数配比称取：高纯水100份；胡敏酸钠35份；氨基三亚甲基膦酸15份；聚马来酸酐3份；乌洛托品6份；磺酸琥珀二辛酸酯盐4份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐8份；乙二胺四乙酸二钠5份；羟基亚乙基二膦酸20份；顺丁烯二酸酐10份；六偏磷酸钠7份。
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至45℃，搅拌50min，搅拌速度100转/分钟。
第三步：升温至65℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌2h即可。
原料来源广泛，水溶性好，使用效果好，保存时间长；外排水中磷值0.05mg/L，适应性强，无副作用，对硅酸盐、硫酸盐等铁质水垢有溶解和消毒作用；具有消化剥离陈垢的作用，没有腐蚀现象的发生，破坏垢层结构，系统可以长期稳定运行；除垢能力强，除垢效果好，无毒无蚀，安全可靠，可用于高碱度、高硬度、高pH值和高浓缩倍数的水质中，各个组分之间产生协同作用，对碳钢的腐蚀速率0.001μm·a-1，对碳酸钙的阻垢率99.9%，使用方便，成本低廉，工艺简单，可以广泛使用。
以上是对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (7)

1.一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠25-45份；氨基三亚甲基膦酸13-17份；聚马来酸酐1-5份；乌洛托品4-8份；磺酸琥珀二辛酸酯盐2-6份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐6-10份；乙二胺四乙酸二钠3-7份；羟基亚乙基二膦酸18-22份；顺丁烯二酸酐8-12份；六偏磷酸钠5-9份。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠25份；氨基三亚甲基膦酸13份；聚马来酸酐1份；乌洛托品4份；磺酸琥珀二辛酸酯盐2份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐6份；乙二胺四乙酸二钠3份；羟基亚乙基二膦酸18份；顺丁烯二酸酐8份；六偏磷酸钠5份。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠45份；氨基三亚甲基膦酸17份；聚马来酸酐5份；乌洛托品8份；磺酸琥珀二辛酸酯盐6份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐10份；乙二胺四乙酸二钠7份；羟基亚乙基二膦酸22份；顺丁烯二酸酐12份；六偏磷酸钠9份。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠30份；氨基三亚甲基膦酸14份；聚马来酸酐2份；乌洛托品5份；磺酸琥珀二辛酸酯盐3份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐7份；乙二胺四乙酸二钠4份；羟基亚乙基二膦酸19份；顺丁烯二酸酐9份；六偏磷酸钠6份。
5.根据权利要求1所述的一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠40份；氨基三亚甲基膦酸16份；聚马来酸酐4份；乌洛托品7份；磺酸琥珀二辛酸酯盐5份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐9份；乙二胺四乙酸二钠6份；羟基亚乙基二膦酸21份；顺丁烯二酸酐11份；六偏磷酸钠8份。
6.根据权利要求1所述的一种锅炉阻垢剂，其特征在于：原料按照组份的质量份数配比包括如下：高纯水100份；胡敏酸钠35份；氨基三亚甲基膦酸15份；聚马来酸酐3份；乌洛托品6份；磺酸琥珀二辛酸酯盐4份；二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐8份；乙二胺四乙酸二钠5份；羟基亚乙基二膦酸20份；顺丁烯二酸酐10份；六偏磷酸钠7份。
7.一种制备权利要求1所述的锅炉阻垢剂的方法，其特征在于步骤为：
第一步：称取高纯水、胡敏酸钠、氨基三亚甲基膦酸、聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸七钠盐、乙二胺四乙酸二钠、羟基亚乙基二膦酸、顺丁烯二酸酐和六偏磷酸钠；
第二步：将聚马来酸酐、乌洛托品、磺酸琥珀二辛酸酯盐和氨基三亚甲基膦酸投入带有温度计、加热装置和搅拌装置的反应釜中，升温至40-50℃，搅拌40-60min，搅拌速度80-120转/分钟；
第三步：升温至60-70℃，加入六偏磷酸钠和剩余原料，搅拌1-3h即可。
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