CN108585228B - 一种海藻多糖高效锅炉水调节剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，由以下质量份数的原料：单宁酸钠5～10份、腐殖酸钠3～5份、海藻多糖5～12份、乙二醇衍生物3份、木质素3～5份、谷朊粉2份、除氧剂1份，余量为水，总量100份，组分间相互补充，协同形成防垢、防腐、除垢，避免汽水共腾等作用，而且能够除去锅炉内已经存在的老垢，形成可流动性的污泥，通过定期排污排出锅炉本体外；有利于提高锅炉的热效率，降低锅炉的额外的燃料消耗；避免了添加氢氧化钠和硫酸盐引起的碱性腐蚀或酸性磷酸盐腐蚀的风险及环境污染问题。

Description

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂

技术领域

本发明涉及一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，尤其是一种基于海藻资源化利用的不含硫及有毒性除氧剂的新型绿色环保锅炉水调节剂，属于生物化学领域。

背景技术

近些年来，锅炉用水及工业循环水（氮肥厂、制氧车间及制药厂的循环冷却水等）的处理大多为磷酸盐系配方，通常使用的是正磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等，上述水处理剂缓蚀阻垢效果较好，应用广泛，但在使用中存在以下缺点：①PO₄ ^3-对水垢的抑制没有阈值效应，故对水垢没有抑制效果，只能生成Ca₁₀(OH)₂(PO₄)₆水渣，且是按化学计量形成的，排污量大，锅炉水不能在高浓缩倍数下运行。为了排出磷酸盐，锅炉水排污底阀需每天间排，易导致频繁泄漏现象；②PO₄ ^3-垢本身并无防腐功能，并且是成垢基团，无法对锅炉提供钝化防护，因此无法有效抑制结垢和沉积物的生成；③PO₄ ^3-对锅炉水的ｐＨ值缓冲能力有限，且在锅炉负荷发生变化时易出现磷酸盐的“暂时消失”，导致磷酸盐加入过量。④钙、镁等与磷酸三钠锅炉水调节剂生成的盐类易因夹带进入蒸汽系统中，导致蒸汽系统汽压机结垢和管线腐蚀，表现为蒸汽系统中Na⁺、SiO₂等含量偏高。⑤磷酸盐也会夹带进入蒸汽中，并沉积在汽压机叶片上，影响汽压机的长期安全、稳定运行。此外，随着大量的磷排入水域，造成水的富营养化，发生赤潮，使水中菌藻繁殖，进而可能会造成水中缺氧，致使水生物死亡，不仅水产受害而且破坏生态环境。目前现有技术中大多数锅炉水处理剂中仍含有一定量的磷酸盐系，如专利201510405747.X（公开日2017.01.18）公开了一种锅炉水处理剂，其原料中含有5-10份的亚硫酸钠；专利201610376456.7（公开日2016.08.03）公开了一种生物质锅炉用水处理剂，其原料中含有15-19份催化亚硫酸钾、8-13份羟基乙叉二磷酸和5-8份磷酸三钠；专利201610636723.X（公开日2017.01.04）公开了一种复合型锅炉水处理剂组合物，其原料中含有2～15%聚磷酸盐。

目前该问题已经起各国的普遍重视，一些研究机构和学者开始研发无磷低钠锅炉水处理剂，如专利201710128659.9（公开日2017.06.13）公开了一种无磷低钠锅炉水处理剂，该药剂包括以下原料组分：聚烷基丙烯酸盐、聚马来酸盐、聚环氧琥珀酸盐、苯骈化合物、钠盐等；专利201710127999.X（公开日2017.06.09）公开了一种无磷无钠锅炉水处理药剂，其原料组成包括聚马来酸酐、聚环氧琥珀酸苷、有机氨类、苯骈化合物等。分析上述无磷锅炉水处理剂，尽管其不含磷，但其原料中的苯骈化合物、有机氨类等属毒性较强的物质，并被怀疑有致癌作用，操作时容易溅到人的眼睛、皮肤或衣服上，极易被人体吸入，影响操作人员的健康；并且联氨的挥发性强、易燃、易爆，当空气中所含联氨蒸汽的体积分数达到4.7％时。遇火要发生爆燃，给运输、贮存和使用带来了麻烦，欧、美、日等国家已相继摒弃上述化学物质。

为了取代传统的磷酸盐和氢氧化钠水处理方法，并取代联氨类化合物的使用，使锅炉更加高效、环保、绿色、安全的运行，开发绿色新型高效安全的锅炉水处理剂成为必然。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，响应国内外提倡的节能、减排、降耗的环保、节能政策，本申请提供一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，该调节剂不含磷酸盐及联氨化合物等有害有毒物质，控制锅炉氧腐蚀和冷凝水腐蚀，能够大幅度提高炉水浓缩倍数，降低锅炉排污率，节约水资源和热能，实现节能减排目标，从而提高经济效益；还能够有效的降低蒸汽中的二氧化硅的含量，可大大降低，甚至避免锅炉及汽轮机上产生硅垢问题。

本发明通过下述技术方案实现上述技术效果：

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述锅炉水调节剂含有以下质量份数的原料：单宁酸钠5～10份、腐殖酸钠3～5份、海藻多糖5～12份、乙二醇衍生物3份、木质素3～5份、谷朊粉2份、除氧剂1份，余量为水，总量100份。

最优的，一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述锅炉水调节剂含有以下质量份数的原料：单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份。

上述海藻多糖是海带多糖、浒苔多糖中的一种或两种的混合物。

上述除氧剂是乙醛肟和二乙基羟胺的混合物，其质量比为7:3。

本申请提供一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述海藻多糖通过以下工艺制备；

（1）预处理：将干海藻粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1～2%纤维素酶、2～3%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解3～5h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖。

本发明提供一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于锅炉水调节剂通过如下工艺制备：

（1）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按比例准确配料；

（2）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（3）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（4）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

本申请提供了一种海藻多糖锅炉水处理剂，原料包括单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂等，其中：单宁酸钠的作用是形成单宁酸盐防腐保护膜并吸附氧。单宁酸盐是目前最好的防止腐蚀的锅炉水添加剂，可以吸附水中的氧形成单宁酸盐保护膜(即磁铁矿保护膜)，从而避免腐蚀问题的发生；腐殖酸钠的作用是防止水垢生成；海藻多糖的作用在于通过多糖对金属离子的络合作用在金属表面形成保护膜，从而避免腐蚀问题的发生，还可以通过海藻多糖的吸附作用防止水垢的生成，抑制发泡；乙二醇衍生物的作用是抑制泡沫的形成，可以在保证纯净蒸汽的同时，提高锅炉水的浓缩倍数，以降低锅炉水的排污率，节约补水，降低排污热损失；木质素的作用是疏松和分解锅炉水垢；谷朊粉的作用在于调节污泥，提高污泥对水垢的吸附能力，降低锅炉的排污率；除氧剂的目的在于快速消耗水中的溶解氧，表面氧气对铁等金属的氧化作用。上述组分间相互补充，协同形成防垢、防腐、除垢，避免汽水共腾等作用。

相比现有技术，本申请具有以下有益效果：

（1）本申请创造性的在锅炉水处理剂添加了海藻多糖、谷朊粉等成分，与单宁酸钠、腐殖酸钠、乙二醇衍生物、木质素、除氧剂等有机无机等复合物使用，通过组分间的协同作用显著提升了锅炉水处理剂的防垢、防腐、除垢，避免汽水共腾等作用；而且能够除去锅炉内已经存在的老垢，形成可流动性的污泥，通过定期排污排出锅炉本体外；有利于提高锅炉的热效率，降低锅炉的额外的燃料消耗；其技术效果对本领域技术人员而言并非是可以预料的，试验结果表明，尽管本申请锅炉水处理剂与专利技术CN102126796A原料组成近似，其有机、无机原料的的添加量显著降低，但在相同的实验条件下其作用效果提升3倍以上；

（2）该锅炉水处理剂具有更强的共沉积作用，提高了炉水抗冲击能力，增强了锅炉对给水的适应性，同时，进一步提高炉水的防金属腐蚀性能；

（3）消除锅炉在磷酸盐水工况下极易发生的磷酸盐隐藏问题，以及由此引起的碱性腐蚀或酸性磷酸盐腐蚀的风险，从而减少炉管泄漏；

（4）放宽锅炉对给水品质的要求，降低炉内水工况对技术管理和水处理设施投入等方面的要求，使中高参数的锅炉炉内处理水平与大容量高参数机组看齐，延长锅炉寿命、减少维修费用、维持系统出力水平；

（5）使炉水技术指标与锅炉排污率等经济指标实现紧密的有机联系，从而突出技术指标管理的经济性目的，改善管理的同时提高了生产的经济性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，具体工艺步骤包括：

（1）预处理：将干海藻粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取，其中海藻由海带和浒苔按1;1的质量比例组成；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖；

（5）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份比例准确配料；

（6）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（7）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（8）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

实施例2

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，具体工艺步骤包括：

（1）预处理：将干海带粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖；

（5）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份比例准确配料；

（6）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（7）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（8）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

实施例3

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，具体工艺步骤包括：

（1）预处理：将干浒苔粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖；

（5）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份比例准确配料；

（6）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（7）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（8）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

实施例4

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，具体工艺步骤包括：

（1）预处理：将干海藻粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取，其中海藻由海带和浒苔按6：4的质量比例组成；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖；

（5）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份比例准确配料；

（6）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（7）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（8）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

实施例:5

一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，具体工艺步骤包括：

（1）预处理：将干海藻粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取，，其中海藻由海带和浒苔按1;1的质量比例组成；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即可得到海藻多糖；

（5）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按单宁酸钠10份、腐殖酸钠5份、海藻多糖12份、乙二醇衍生物3份、木质素5份、谷朊粉2份、除氧剂1份，余量62份比例准确配料；

（6）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（7）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（8）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。

实施例6 采用下述试验验证本发明的效果：

按专利申请CN106277380A中所述方法对本申请产品进行缓蚀挂片试验和除氧性能试验。在本申请中缓蚀率的测定采用的是20号碳钢，试验片的密度为7.82kg/m³，表面积为27.5cm²，时间为72h。试验结果如下表所示：

表1 实施例1-5缓蚀挂片试验

实施例	失重(g)	腐蚀率(mm/a)	缓释率（%）
				空白	0.09121	0.51603	——
1	0.00421	0.02382	95.38
				2	0.04140	0.23422	54.61
3	0.05983	0.33849	34.40
				4	0.01367	0.07734	85.01
5	0.00975	0.05516	89.31

从腐蚀挂片试验数据结果看，实施例1、实施例4和实施例5碳钢挂片的缓蚀率分别为95.38%、85.01%和89.31%，缓蚀率均大于80%，说明缓蚀性能优异。而实施例2和实施例3的缓蚀率分别为54.61%和34.40%，说明单一海藻来源的海藻多糖的缓蚀性能较差，这说明海带多糖和浒苔多糖之间的协同作用显著提升了锅炉水处理剂的缓蚀作用效果，且取得了1+1>2的技术效果。此外，增加原料中的添加量并不能提高缓蚀作用效果，反而有可能降低水处理剂的缓蚀作用效果。

以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对被发明进行了详细的说明，但对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而对这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述锅炉水调节剂含有以下质量份数的原料：单宁酸钠6.8份、腐殖酸钠4份、海藻多糖9.2份、乙二醇衍生物3份、木质素4份、谷朊粉2份、除氧剂1份，纯净水70份；所述海藻多糖通过以下工艺制备；

（1）预处理：将干海藻粉碎至20目以下，加入10倍重量的自来水，投入提取罐中进行提取，其中海藻由海带和浒苔按1: 1的质量比例组成；

（2）加酶：向混合后的提取罐中加入1.5%纤维素酶、2.5%淀粉酶，并调整含水量40～50%，控温30～40℃酶解4h；

（3）纯化：将降解液过滤或离心，将得到的滤液或离心液进行浓缩得浓缩液至固形物含量为25-35%；

（4）干燥：将浓缩液进喷雾干燥，即得到海藻多糖。

2.根据权利要求1所述的一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述除氧剂是乙醛肟和二乙基羟胺的混合物，其质量比为7:3。

3.根据权利要求1所述的一种海藻多糖高效锅炉水调节剂，其特征在于所述锅炉水调节剂通过如下工艺制备：

（1）配料：将单宁酸钠、腐殖酸钠、海藻多糖、乙二醇衍生物、木质素、谷朊粉、除氧剂按比例准确配料；

（2）加药：将混合后的原料通过加药装置加入到纯净水中；

（3）混匀：将加药后的物料混合均匀，混合机转速3000r/min以上，混匀时间10min以上；

（4）分装:将混匀后的物料精准分装，制得锅炉水处理剂。