CN109502729A - 锅炉水pH调节剂 - Google Patents

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董增义
刘燕
张红
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Abstract

本发明提供一种锅炉水pH调节剂，涉及水处理技术领域。该锅炉水pH调节剂，包括以下组分：中和胺、焦亚硫酸钠和去离子水。解决了现有的采用NH3调节pH在蒸汽系统中富集NH3，导致铜合金的氨腐蚀。采用中和胺为主要物质，以焦亚硫酸钠作为最为催化剂，实现调节pH的目的。中和胺可以与锅炉补给水中的碳酸发生反应，生成不宜溶解的产物，并且提高了给水的PH值。中和胺作为PH调节剂的使用过程中。该锅炉水pH调节剂只有微毒性，更加安全，可以改善操作环境，减少铜腐蚀，降低设备管道腐蚀；蒸汽冷凝水无富集氨，可以用于对蒸汽品质要求较高的生产企业。控制锅炉水pH在8.8‑9.3，锅炉水PH指标比较稳定，指标波动范围更小。

Description

锅炉水pH调节剂
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种锅炉水pH调节剂。
背景技术
锅炉是蒸汽或热水的发生设备，以水作为传热介质，因此给水的质量是核心技术，使用合格的水质，是保障锅炉安全稳定运行以及产出合格蒸汽或热水的前提。在锅炉的使用过程中，锅炉及水管的传热面处于高温高压环境中，经常存在非正常腐蚀问题。锅炉非正常腐蚀不仅影响锅炉的使用寿命，还给安全生产带来严重隐患。
造成锅炉腐蚀的常见因素是水体中含有的O2和CO2。对于连续运行的锅炉系统，只要运行正常和冷凝水回收管网设计合理，漏入空气的可能性很小，冷凝水作为部分锅炉补给水回用时带入的氧很少，那么造成锅炉腐蚀的主要因素是水中含有的CO2。据测算，在20℃以下，0.2mg/L的CO2就可以使纯水pH值从7.0下降至5.9，从而导致金属腐蚀速率增加。因此，为了防止锅炉腐蚀，pH值的调节至关重要。
现有的高压锅炉中主要采用NH3来调节水的pH值，但是在采用NH3调节pH时，由于CO2的分配系统比NH3的大得多，即汽相中CO2的浓度较高，所以蒸汽冷凝时，水相中的NH3/CO2比值比气相中的大；而当蒸发时，气相中的NH3/CO2比值比水相中的小。因此，热力系统中有些部位出现NH3过剩，有些部位出现NH3不足，从而影响NH3的处理效果。导致不同部位产生pH差异。当水的pH值超过9.3，也就意味着蒸汽系统中NH3的量较多，在NH3的富集区，NH3会与Cu形成可溶性的铜氨络离，即发生铜合金的氨腐蚀，容易引起铜合金材料的腐蚀。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种锅炉水pH调节剂，解决了现有的pH调节剂在蒸汽系统中富集NH3，导致铜合金的氨腐蚀。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种锅炉水pH调节剂，包括以下组分：中和胺、焦亚硫酸钠和去离子水。
优选的，所述锅炉水pH调节剂还包括氨气。
优选的，所述各组分的物质的量比为：中和胺15～30％、焦亚硫酸钠10～20％、去离子水50～75％。
优选的，所述各组分的物质的量比为：中和胺25％、焦亚硫酸钠15％、去离子水60％。
优选的，所述各组分的物质的量比为：中和胺15～30％、焦亚硫酸钠10-20％、氨气0.2～0.5％、去离子水占比50-75％。
优选的，所述各组分的物质的量比为：中和胺24.6％、焦亚硫酸钠15％、氨气0.4％、去离子水占比60％。
优选的，所述中和胺包括吗啉、环已胺、N-甲基二乙醇胺。
优选的，所述中和胺中吗啉、环已胺、N-甲基二乙醇胺的物质的量比为：4.5～7.5:2～5:0.3～0.8。
优选的，所述锅炉水pH调节剂为固体物含量0％、总磷含量0％、PH值为11～12、密度约为0.8～1.2g/cm3的无色透明液体。
(三)有益效果
本发明提供了一种锅炉水pH调节剂。与现有技术相比，具备以下有益效果：
采用中和胺为主要物质，以焦亚硫酸钠作为最为催化剂，实现调节pH的目的。中和胺可以与锅炉补给水中的碳酸发生反应，生成不宜溶解的产物，并且提高了给水的PH值。中和胺作为PH调节剂的使用过程中。该锅炉水pH调节剂只有微毒性，更加安全，可以改善操作环境，减少铜腐蚀，降低设备管道腐蚀；蒸汽冷凝水无富集氨，可以用于对蒸汽品质要求较高的生产企业。控制锅炉水pH在8.8-9.3，锅炉水PH指标比较稳定，指标波动范围更小。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如背景技术的阐述，现有的采用现有的高压锅炉中主要采用NH3来调节水的pH值，由于CO2的分配系统比NH3的大得多，即汽相中CO2的浓度较高，所以蒸汽冷凝时，水相中的NH3/CO2比值比气相中的大；而当蒸发时，气相中的NH3/CO2比值比水相中的小。因此，热力系统中有些部位出现NH3过剩，有些部位出现NH3不足，从而影响NH3的处理效果。导致不同部位产生pH差异。当水的pH值超过9.3，也就意味着蒸汽系统中NH3的量较多，在NH3的富集区，NH3会与Cu形成可溶性的铜氨络离，即发生铜合金的氨腐蚀，容易引起铜合金材料的腐蚀。
其次氨水具有刺激性气味，使用不方便，操作环境比较恶劣，会对操作人员的建康造成危害。操作存在安全隐患。
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种锅炉水pH调节剂，该调节剂包括以下组分：中和胺、焦亚硫酸钠和去离子水。
在具体实施过程中，制备上述pH调节剂时，为了加快搅拌溶解的速率的，在上述调节剂中加入NH3，通过NH3加快搅拌溶解的速率。
通过上述锅炉水pH调节剂代替了传统的NH3来调节水中的pH，该锅炉水pH调节剂只有微毒性，与原使用氨气相比，更加安全，可以改善操作环境，减少铜腐蚀，降低设备管道腐蚀；蒸汽冷凝水无富集氨，可以用于对蒸汽品质要求较高的生产企业。
采用中和胺为主要物质，以焦亚硫酸钠作为最为催化剂，实现调节pH的目的。中和胺可以与锅炉补给水中的碳酸发生反应，生成不宜溶解的产物，并且提高了给水的PH值。控制锅炉水pH在8.8-9.3，锅炉水PH指标比较稳定，和氨气调节PH值方法相比指标波动范围更小，控制较低的pH值8.8-9.3完全能同时满足除盐水及炉水的pH值要求；替代气氨也在一定程度上改善了现场环境，避免了现场氨泄漏存在的易燃易爆等隐患。
具体实施时，该锅炉水pH调节剂，将各组分搅拌混合后，锅炉水pH调节剂为固体物含量0％、总磷含量0％、PH值为11-12、密度约为0.8～1.2g/cm3的无色透明液体。
中和胺由吗啉和环已胺组成，并通过焦亚硫酸钠催化。其中，中和胺作为PH调节剂的使用过程中，关键是要解决中和胺在不同给水压力下吗啉、环己胺、N-甲基二乙醇胺的分配系数及浓度，在给水中的中和能力和调节能力。
通过中和胺，并控制中和胺的组分，充分防止酸性水质对系统产生的影响，免受酸性物质的腐蚀，提供对锅炉给水系统、蒸汽和凝结水系统的全面保护，实际pH至10.0，也不会产生像氨的局部富集情况。产品通过发生下列反应起作用：
R[(CmHn)o-NH2]p[OH-+H+]HCO3→R[(CmHn)o-NH2]pHCO3+H2O(中和酸根离子)
其中的长链化合物还会在金属基体表面生成单分子保护膜。防止O2、CO2和腐蚀产物对基体金属的侵蚀，从而防止管线和汽轮机腐蚀现象发生。
该调节剂只有微毒性，与原使用氨气相比，更加安全，可以改善操作环境，减少铜腐蚀，降低设备管道腐蚀；蒸汽冷凝水无富集氨，可以用于对蒸汽品质要求较高的生产企业。
下面结合具体详细的实施例进行说明：
实施例1
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺15％、焦亚硫酸钠10％、去离子水75％；所述中和胺按照物质的量比，由4.5份吗啉、5份环已胺、0.5份N-甲基二乙醇胺组成。
实施例2
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺30％、焦亚硫酸钠20％、去离子水50％；所述中和胺按照物质的量比，由7.5份吗啉、2份环已胺、0.5份N-甲基二乙醇胺组成。
实施例3
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺25％、焦亚硫酸钠15％、去离子水60％；所述中和胺按照物质的量比，由5份吗啉、4.2份环已胺、0.8份N-甲基二乙醇胺组成。
实施例4
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺14.8％、焦亚硫酸钠10％、氨0.2％、去离子水75％；所述中和胺按照物质的量比，由6份吗啉、3.7份环已胺、0.3份N-甲基二乙醇胺组成。
实施例5
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺29.5％、焦亚硫酸钠20％、氨0.5％、去离子水50％；所述中和胺按照物质的量比，由5.6份吗啉、4份环已胺、0.4份N-甲基二乙醇胺组成。
实施例6
该锅炉水pH调节剂包括以下组分，各组分的物质的量比为：中和胺24.6％、焦亚硫酸钠15％、氨0.4％、去离子水占比60％；所述中和胺按照物质的量比，由4.8份吗啉、4.7份环已胺、0.5份N-甲基二乙醇胺组成。
对比例
以传统的NH3作为pH调节剂添加值除盐水中最为对照组。
锅炉的给水补充一般采用除盐水，而除盐水中含有少量的游离CO2，呈弱酸性，为了避免对给水管路造成腐蚀，故在通过柱塞泵将浓度为1％～2％的氨水溶液注入除盐水母管，以提高除盐水的PH值，减少给水中游离CO2的腐蚀。
将上述实施例1～6的pH调节剂分别不间断稳定的注入除盐水管道中，以蒸发量为320吨/小时为例，每小时投加量约为：1.00-2.00Kg/h，最终达到锅炉水系统中该pH调节剂含量为4-6克/吨。
锅炉给水PH调节剂投加试运行，调节除盐水pH值，控制除盐水pH在8.8-9.3。除盐水PH指标比较稳定，和气氨调节PH值方法相比指标波动范围更小，控制较低的pH值8.8-9.3完全能同时满足除盐水及炉水的pH值要求；替代气氨也在一定程度上改善了现场环境，避免了现场氨泄漏存在的易燃易爆等隐患。
综上所述，本发明实施例提供一种锅炉水pH调节剂。与现有技术相比，具备以下有益效果：
采用中和胺为主要物质，以焦亚硫酸钠作为催化剂，实现调节pH的目的。中和胺可以与锅炉补给水中的碳酸发生反应，生成不宜溶解的产物，并且提高了给水的PH值。中和胺作为PH调节剂的使用过程中。该锅炉水pH调节剂只有微毒性，更加安全，可以改善操作环境，减少铜腐蚀，降低设备管道腐蚀；蒸汽冷凝水无富集氨，可以用于对蒸汽品质要求较高的生产企业。控制锅炉水pH在8.8-9.3，锅炉水PH指标比较稳定，指标波动范围更小。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种锅炉水pH调节剂，其特征在于，包括以下组分：中和胺、焦亚硫酸钠和去离子水。
2.如权利要求1所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述锅炉水pH调节剂还包括氨气。
3.如权利要求1所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述各组分的物质的量比为：中和胺15～30％、焦亚硫酸钠10～20％、去离子水50～75％。
4.如权利要求1所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述各组分的物质的量比为：中和胺25％、焦亚硫酸钠15％、去离子水60％。
5.如权利要求2所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述各组分的物质的量比为：中和胺15～30％、焦亚硫酸钠10-20％、氨气0.2～0.5％、去离子水占比50-75％。
6.如权利要求2所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述各组分的物质的量比为：中和胺24.6％、焦亚硫酸钠15％、氨气0.4％、去离子水占比60％。
7.如权利要求1～6任一项所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述中和胺包括吗啉、环已胺、N-甲基二乙醇胺。
8.如权利要求7所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述中和胺中吗啉、环已胺、N-甲基二乙醇胺的物质的量比为：4.5～7.5:2～5:0.3～0.8。
9.如权利要求1～6任一项所述的锅炉水pH调节剂，其特征在于，所述锅炉水pH调节剂为固体物含量0％、总磷含量0％、PH值为11～12、密度约为0.8～1.2g/cm3的无色透明液体。
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