CN109912050A - 一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法，所述方法为：向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，进入锅炉进行循环；循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，进入锅炉进行循环。本发明在利用碱性药剂除垢之前增加了预处理的步骤，乙基磺酸含有的‑SO3H官能团能够有效分解锅炉中部分难分解的水垢，且不会对锅炉产生新的腐蚀作用。其和后续吗啉等碱性药剂产生配合作用，最终实现了对锅炉中水垢的有效清除，达到了防止锅炉腐蚀的目的。本发明采用药剂连续投加方式，结合对药剂投加量进行的优选控制，使锅炉水始终处在温和的环境中，可以有效解决锅炉的腐蚀问题，且整个处理过程操作简单，适用于大规模推广。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉腐蚀领域，具体涉及一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法。
背景技术
锅炉的腐蚀类型有外腐蚀和内腐蚀两种。外腐蚀主要由燃料燃烧后形成的烟气介质所引起，内腐蚀主要由汽、水系统的介质所致。外腐蚀又因产生的部位和条件不同又分为低温腐蚀和高温腐蚀。在锅炉事故中，由腐蚀造成的受热面(水冷壁、过热器、省煤器和再热器等)爆破损坏事故最为严重且危害也大。当受热面管子爆破时，会损坏邻近的管壁，冲塌炉墙，并且在很短时间内造成锅炉严重缺水，高温高压汽水喷出，容易造成人身伤害。
锅炉水处理是有效解决锅炉腐蚀的方法之一。锅炉水的处理技术大致可以分为锅内处理及锅外处理两大类。锅内处理就是往锅炉(或给水箱、给水管道)内投加药剂，达到防止或减轻锅炉腐蚀的目的；锅外处理就是在水进入锅炉之前，通过物理的、化学的及电化学的方法，将能够生产水垢的及具有腐蚀性的物质除去。
锅炉水处理方法目前比较成熟的主要有：反渗透法、阴阳离子交换除盐法、钠离子交换软化法、锅内加药法等。其中，由于具有操作简单，除垢效果良好等优势，锅内加药法得到了较为广泛的应用。
常用的锅炉内添加的药剂种类很多，主要成份涉及胺类、醚类、有机磷酸盐以及各种乙烯基单体的共聚物等。一般添加时，药剂整体上呈现偏碱性，补给水的pH在8-10之间。但锅炉中存在着少量难以分解的水垢，常用的碱性药剂难以进行有效分解。而传统的无机酸性过强，在处理过程中会对锅炉产生二次腐蚀，乙酸等有机酸酸性太弱，对水垢难以实现彻底的分解。
此外，药剂的投加方式也影响着锅炉的腐蚀情况。冲击式投加会造成锅炉中pH和电导率的突然升高，促使蒸汽中携带的固体蒸溅，造成汽轮机翅片的损坏。高压锅炉不允许使用冲击式药剂投加方式。冲击式药剂投加会产生化学环境变化，从而造成腐蚀。
对于锅炉腐蚀而言，水处理方式选择不当会增加锅炉的运行风险及环境污水的处理成本，解决这一问题的对策就是采用更先进、合理的水处理方法，这为本领域的技术人员提出了新的挑战。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法，增加了预处理的步骤，结合对药剂的选择、投加方式以及投加量的控制，有效解决了锅炉的腐蚀问题。
本发明提供了一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法，所述方法包括以下步骤：
(1)向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，进入锅炉进行循环；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，进入锅炉进行循环。
根据本发明，步骤(1)所述乙基磺酸的投加量为1-3g/t蒸汽量，例如可以是1g/t、1.5g/t、2g/t、2.5g/t或3g/t等。
根据本发明，步骤(1)中加入乙基磺酸后，补给水在锅炉中循环1-3个周期后，然后再进行步骤(2)的操作。
根据本发明，步骤(2)所述吗啉的投加量为0.5-1.5g/t蒸汽量，例如可以是0.5g/t、0.6g/t、0.7g/t、0.8g/t、0.9g/t、1.0g/t、1.1g/t、1.2g/t、1.3g/t、1.4g/t或1.5g/t等。
根据本发明，步骤(2)所述吗啉的浓度为60-80％，该浓度为质量浓度。
根据本发明，步骤(2)所述磷酸三钠的投加浓度为2-6mg/L补给水，例如可以是2mg/L、2.5mg/L、3mg/L、3.5mg/L、4mg/L、4.5mg/L、5mg/L、5.5mg/L或6mg/L等。
根据本发明，步骤(2)所述磷酸三钠为食品级。
根据本发明，步骤(2)所述水合肼的投加量为0.5-2g/t蒸汽量，例如可以是0.5g/t、0.8g/t、1g/t、1.3g/t、1.5g/t、1.8g/t或2g/t等。
根据本发明，步骤(2)所述水合肼的浓度为20-40％，该浓度为质量浓度。
本发明步骤(2)中选择对碱性药剂进行持续性添加，即每一个补给水添加周期均重复进行步骤(2)中药剂(吗啉、磷酸三钠和水合肼)的投放过程。其中，前几次投放时药剂的添加量应偏大一些，以消除预处理时残留的乙基磺酸对锅炉循环水pH的影响。
本发明在持续性投加药剂的过程中，所有的药剂都应该使用合适的泵连续投加(每个回路的泵一用一备)。根据分析结果，药剂投加量可以通过提高或降低泵的速率进行调整，但是绝对不能停止投加，除非锅炉自身停止运行。
根据本发明，步骤(1)和步骤(2)所述的补给水为新水生产的反渗透水和/或经过混床处理的除盐水。
根据本发明，步骤(1)和步骤(2)所述的补给水的温度为20-40℃。
根据本发明，在步骤(1)和步骤(2)中补给水添加药剂后，补给水与回流冷凝水混合后经过除氧器除氧后再进入锅炉。
上述加入除氧器除氧的步骤后，吗啉、磷酸三钠和水合肼的具体加入顺序是可调的，本发明对此不做特殊限定。例如，可以选择先向补给水中加入吗啉，然后将补给水和冷凝水混合进入除氧器，在除氧器中进行磷酸三钠和水合肼的投加。
作为优选的技术方案，本发明所述抑制锅炉腐蚀的水处理方法包括以下步骤：
(1)按照1-3g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，进入锅炉进行循环1-3个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中，吗啉的投加量为0.5-1.5g/t蒸汽量，水合肼的投加量为0.5-2g/t蒸汽量，磷酸三钠为的投加浓度为2-6mg/L补给水；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
(1)本发明在利用碱性药剂除垢之前增加了预处理的步骤，乙基磺酸含有的-SO3H官能团能够有效分解锅炉中部分难以分解的水垢，且不会对锅炉产生新的腐蚀作用。其和后续吗啉等碱性药剂产生配合作用，最终实现了对锅炉中水垢的有效清除，达到了防止锅炉腐蚀的目的。
(2)本发明采用药剂连续投加方式，结合对药剂投加量进行的优选控制，使锅炉水始终处在温和的环境中，可以有效解决锅炉的腐蚀问题，且整个处理过程操作简单，适用于大规模推广。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明各实施例中选用的磷酸三钠均为食品级磷酸三钠，补给水的温度控制在20-40℃。
以下为本发明典型但非限定性的具体实施例：
实施例1
(1)按照1.5g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环2个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉，其中吗啉的浓度为60％，投加量为1.5g/t蒸汽量；补给水和冷凝水混合进入除氧器，在除氧器中持续性投加磷酸三钠和水合肼，磷酸三钠的投加浓度为6mg/L补给水，水合肼的浓度为30％，投加量为1.5g/t蒸汽量；
(3)重复步骤(2)的操作两个循环周期，然后将吗啉的投加量降至0.8g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至3mg/L补给水，水合肼的投加量降至0.5g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表1所示。
表1
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.6 | 7.62 |
| 混床2出口 | 1.3 | 7.25 |
| 供水泵房出口 | 1.5 | 6.93 |
| 补充水+冷凝水 | 4.0 | 8.91 |
| 除氧器出口 | 5.5 | 8.05 |
| 锅炉水 | 247 | 9.71 |
实施例2
(1)按照2.3g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环3个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中吗啉的浓度为75％，投加量为1.5g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度为6mg/L补给水，水合肼的浓度为30％，投加量为2g/t蒸汽量；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环；
(3)重复步骤(2)的操作三个循环周期，然后将吗啉的投加量降至1.1g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至3mg/L补给水，水合肼的投加量降至0.9g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表2所示。
表2
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.8 | 7.48 |
| 混床2出口 | 1.5 | 7.16 |
| 供水泵房出口 | 1.8 | 6.94 |
| 补充水+冷凝水 | 4.0 | 8.94 |
| 除氧器出口 | 5.7 | 8.07 |
| 锅炉水 | 201 | 9.63 |
实施例3
(1)按照3g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环1个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中吗啉的浓度为60％，投加量为1.2g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度为5.5mg/L补给水，水合肼的浓度为20％，投加量为1.8g/t蒸汽量；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环；
(3)重复步骤(2)的操作三个循环周期，然后将吗啉的投加量降至0.8g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至2.3mg/L补给水，水合肼的投加量降至1g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表3所示。
表3
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.9 | 7.51 |
| 混床2出口 | 1.6 | 7.20 |
| 供水泵房出口 | 1.9 | 6.92 |
| 补充水+冷凝水 | 4.3 | 8.97 |
| 除氧器出口 | 5.8 | 8.10 |
| 锅炉水 | 209 | 9.53 |
实施例4
(1)按照1g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环3个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉，其中吗啉的浓度为70％，投加量为1.3g/t蒸汽量；补给水和冷凝水混合进入除氧器，在除氧器中持续性投加磷酸三钠和水合肼，磷酸三钠的投加浓度为5mg/L补给水，水合肼的浓度为30％，投加量为1.5g/t蒸汽量；
(3)重复步骤(2)的操作两个循环周期，然后将吗啉的投加量降至0.5g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至3.3mg/L补给水，水合肼的投加量降至0.5g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表4所示。
表4
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.6 | 7.46 |
| 混床2出口 | 1.3 | 7.22 |
| 供水泵房出口 | 1.7 | 6.91 |
| 补充水+冷凝水 | 4.6 | 8.90 |
| 除氧器出口 | 5.6 | 8.13 |
| 锅炉水 | 208 | 9.51 |
实施例5
(1)按照2.7g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环2个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中吗啉的浓度为65％，投加量为1.3g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度为5.8mg/L补给水，水合肼的浓度为30％，投加量为1.5g/t蒸汽量；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环；
(3)重复步骤(2)的操作三个循环周期，然后将吗啉的投加量降至0.6g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至2.5mg/L补给水，水合肼的投加量降至0.6g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表5所示。
表5
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.8 | 7.46 |
| 混床2出口 | 1.4 | 7.12 |
| 供水泵房出口 | 1.7 | 6.99 |
| 补充水+冷凝水 | 4.1 | 8.93 |
| 除氧器出口 | 5.4 | 8.01 |
| 锅炉水 | 211 | 9.60 |
实施例6
(1)按照2.1g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，补给水进入锅炉后循环2个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中吗啉的浓度为80％，投加量为1.5g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度为4.8mg/L补给水，水合肼的浓度为35％，投加量为2g/t蒸汽量；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环；
(3)重复步骤(2)的操作两个循环周期，然后将吗啉的投加量降至1g/t蒸汽量，磷酸三钠的投加浓度降至3mg/L补给水，水合肼的投加量降至0.7g/t蒸汽量，保持稳定，按照此投加量持续性进行药剂的投加。
经检测，此种处理方式下水质正常，如表6所示。
表6
| 水样 | 电导率(μS/cm) | pH |
| 混床1出口 | 1.6 | 7.40 |
| 混床2出口 | 1.7 | 7.14 |
| 供水泵房出口 | 1.6 | 6.91 |
| 补充水+冷凝水 | 4.7 | 8.97 |
| 除氧器出口 | 5.7 | 8.63 |
| 锅炉水 | 255 | 9.60 |
由实施例1-6中的数据可知，本发明通过增加预处理的步骤，结合对药剂的选择、投加方式以及投加量的控制，有效解决了锅炉的腐蚀问题。且本发明操作简单，处理过程中条件温和，处理后水质正常，是一种更先进、合理的水处理方法。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种抑制锅炉腐蚀的水处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，进入锅炉进行循环；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，进入锅炉进行循环。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述乙基磺酸的投加量为0.1-1g/t蒸汽量。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中加入乙基磺酸后，补给水在锅炉中循环1-3个周期。
4.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述吗啉的投加量为0.5-1.5g/t蒸汽量；
优选地，步骤(2)所述吗啉的浓度为60-80％。
5.如权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述磷酸三钠的投加浓度为2-6mg/L补给水；
优选地，步骤(2)所述磷酸三钠为食品级。
6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述水合肼的投加量为0.5-2g/t蒸汽量；
优选地，步骤(2)所述水合肼的浓度为20-40％。
7.如权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述的补给水为新水生产的反渗透水和/或经过混床处理的除盐水。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)所述的补给水的温度为20-40℃。
9.如权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)和步骤(2)中补给水添加药剂后，补给水与回流冷凝水混合后经过除氧器除氧后再进入锅炉。
10.如权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按照1-3g/t蒸汽量的比例向锅炉的补给水中投加乙基磺酸，进入锅炉进行循环1-3个周期；
(2)步骤(1)所述循环结束后，向锅炉的补给水中持续性投加吗啉、磷酸三钠和水合肼，其中，吗啉的投加量为0.5-1.5g/t蒸汽量，水合肼的投加量为0.5-2g/t蒸汽量，磷酸三钠为的投加浓度为2-6mg/L补给水；添加药剂后的补给水与回流冷凝水混合，经过除氧器除氧后进入锅炉进行循环。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190621 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |