CN111349528A - 用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法 - Google Patents

用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法，解决现有转炉余热锅炉内水垢清洗困难、清洗效率低、清洗成本高的技术问题。一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其组成成分的重量百分比为：组份A 40～50％、组份B 20～25％、抗坏血酸3～6％，余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐10～15％，丙烯酸50～55％，羟丙酯类化合物10～16％，催化剂3～6％，余量为去离子水；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA 5～10％,催化剂10～15％，余量为去离子水。本发明鳌合分散剂生产成本低，去污效率高，去污成本低，对锅炉无腐蚀。

Description

用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种除垢剂，具体涉及一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法，属于锅炉水处理技术领域。
背景技术
炼钢厂转炉余热锅炉高压系统管道上，移动烟罩过滤器内常有白色水垢现象，汽包上层常有白色结垢现象，结垢物影响锅炉的热交换效率，不利于锅炉长期稳定运行。如何有效软化分散结垢物，并让软化分散后的结垢物悬浮分散在水中，防止其沉积在换热设备表面，常常困扰炼钢厂转炉余热锅炉的正常运转。
目前转炉余热锅炉的清洗大多采用化学方法，如：EDTA清洗、盐酸清洗、盐酸加氢氟酸清洗、硝酸清洗等，当用这些方法对疑难水垢进行清洗时，其清洗的效果并不好，达不到预期效果。采用的方法是：停炉后先用碱煮，使污垢转型，然后再用盐酸进行清洗。这种清洗方法由于清洗时间较长，停炉又影响生产。
目前，对于转炉余热锅炉内水垢的清洗，尚没有更有效的解决方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂及其制备方法，解决现有转炉余热锅炉内水垢清洗困难、清洗效率低、清洗成本高的技术问题。
本发明采用的技术方案是，一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其组成成分的重量百分比为：组份A 40％～50％、组份B 20％～25％、抗坏血酸3％～6％，余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐10％～15％，丙烯酸50％～55％，羟丙酯类化合物10％～16％，催化剂3％～6％，余量为去离子水；组分A中的催化剂为焦亚硫酸钠或酒石酸或柠檬酸中的一种或多种混合物；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA5％～10％,催化剂10％～15％，余量为去离子水；组分B中的催化剂为双氧水或过硫酸铵中的一种或二种的混合物。
上述用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备鳌合分散剂的组分A，按组分A组成成分的重量百分比进行制备，在15—25℃的温度下，首先，在去离子水中加入聚马来酸酐和组分A的催化剂，使马来酸酐完全溶解于离子水；其次，在去离子水中加入丙烯酸、羟丙酯类化合物，搅拌均匀后得到组分A；再次，将组份A转移至高位槽中待用；
2)制备鳌合分散剂的组分B，按组分B组成成分的重量百分比进行制备，在15—25℃的温度下，首先，在去离子水中加入EDTA和组分B的催化剂，搅拌均匀后得到组分B；其次，将组份B转移至高位槽中待用；
3)制备鳌合分散剂，按鳌合分散剂组成成分的重量百分比进行制备，在反应釜内依次加入离子水、抗坏血酸，操控反应釜的搅拌并同时加热升温；反应釜内的温度为90℃～100℃时，向反应釜内同时滴加鳌合分散剂的组分A和组分B，组分A和组分B滴加结束后，将反应釜的温度调控为80℃～90℃保温1.5-2.5小时，然后向反应釜内加入去离子水并搅拌均匀降至室温，得到鳌合分散剂成品。
本发明方法制备的鳌合分散剂由于滴加速度快、聚合度比较小，在转炉余热锅炉循环水使用过程中不易析出，同时对转炉余热锅炉循环水体中硬垢起到软化、分散作用，通过正常排污能快速排出水体，减少转炉余热锅炉检修频次，降低转炉余热锅炉运营检修成本。
用上述鳌合分散剂清洗转炉余热锅炉内水垢的方法，包括：在转炉余热锅炉高压加药系统内连续加入质量浓度为4.0-8.0mg/L螯合分散剂，螯合分散剂的浓度以转炉余热锅炉的补充水量计。
申请人通过研究发现转炉余热锅炉内水垢的主要成分碳酸钙和磷酸钙，本发明鳌合分散剂通过络合反应将已生成水垢的钙镁离子形成水溶性的配位化合物；在鳌合分散剂的作用和沸腾炉水的冲刷下，转炉余热锅炉内水垢会逐渐产生孔隙，随着时间孔隙增大，从而可将管壁内的水垢变成水渣或细小颗粒，通过排污排出；提高了去垢效率，降低成本，提高生产效率。
本发明鳌合分散剂去垢的机理是：
1.鳌合分散剂，作为一种化学清洗药剂，在其药剂中复配的主要组分之一是相对小分子量的聚低分子量聚丙烯酸；小分子的聚羧酸中羧基活性高，酸性比较强，能与结垢物质发生反应，解析出钙镁等结垢离子，游离于转炉余热锅炉水系统中，进而与药剂中另一种主要组分络合剂结合，使得结垢物质逐渐裂解崩析。若烷烃基较大，聚羧酸中的羧基活性较小，酸性较弱就不能起到溶垢除垢的作用。同时化学清洗药剂中复配的聚马来酸酐、抗坏血酸、柠檬酸与小分子量的聚低分子量聚丙烯酸可起到互补作用，对磷酸钙、碳酸钙及镁盐等分别具有分散稳定阻垢的作用。防止解析后的微小结晶在高温下再次碰撞结合形成新的结垢沉积，然后通过锅炉正常排污排出。
2.络合剂的代表性物质如EDTA只能对离子状态的化合物有作用，固体结垢物在没有溶解或者转化成其他易溶于水的物质前，是不能与EDTA反应的，EDTA通常采用H4Y表示，其在水中会被电离，电离成H4Y、H3Y-、H2Y2-、HY3-与HY4-五种离子形式，平衡的存在于EDTA溶液中。
3.化学清洗药剂中一般采用EDTA钠盐或铵盐，一般是以H2Y2-、HY3-的形式存在于溶液中，其离解与络合溶垢的机理为：
电离反应：
H4Y→H++H3Y-
H3Y-→H++H2Y2-
H2Y2－→H++HY3-
HY3－→H++Y4－
垢溶解反应：
FeO+2H→Fe2++H2O
Fe2O3+6H+→2Fe3++3H2O
Figure BDA0001917279500000031
络合反应：
H2Y2－+Fe2+→FeY2－+2H+
H2Y2－+Fe3+→FeY－+2H+
H2Y2－+Ca2+→CaY2_+2H+
H2Y2-+Mg2+→MgY2-+2H+
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1.本发明鳌合分散剂生产成本低，彻底解决了转炉余热锅炉内水垢难以去除的难题；对其它工业锅炉内疑难污垢去污能力较强，去污效率高，去污成本低，提高了生产效率，实用性强。2.本发明鳌合分散剂不含酸性较强的腐蚀性化合物，对锅炉或管道无腐蚀。
具体实施方式
以下结合本发明的具体实施方案进一步描述。
实施例1，一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其组成成分的重量百分比为：组份A 45％、组份B 20％、抗坏血酸3％，余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐15％，丙烯酸51％，羟丙酯类化合物10％，焦亚硫酸钠4％，去离子水20％；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA 5％，双氧水10％，去离子水85％。
上述用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备鳌合分散剂的组分A，按组分A组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入聚马来酸酐和焦亚硫酸钠，使马来酸酐完全溶解于离子水；其次，在去离子水中加入丙烯酸、羟丙酯类化合物，搅拌均匀后得到组分A；再次，将组份A转移至高位槽中待用；
2)制备鳌合分散剂的组分B，按组分B组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入EDTA和双氧水，搅拌均匀后得到组分B；其次，将组份B转移至高位槽中待用；
3)制备鳌合分散剂，按鳌合分散剂组成成分的重量百分比进行制备，在反应釜内依次加入离子水、抗坏血酸，操控反应釜的搅拌并同时加热升温，反应釜内的温度为100℃，向反应釜内同时滴加鳌合分散剂的组分A和组分B，组分A和组分B滴加结束后，将反应釜的温度调控为90℃保温2小时，然后向反应釜内加入去离子水并搅拌均匀降至室温，得到鳌合分散剂成品。
用上述鳌合分散剂清洗转炉余热锅炉内水垢的方法，包括：在转炉余热锅炉高压加药系统内连续加入浓度为4.0mg/L螯合分散剂，螯合分散剂的浓度以转炉余热锅炉的补充水量计。
实施例2，一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其组成成分的重量百分比为：组份A 40％，组份B 22％；抗坏血酸5％；余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐12％，丙烯酸50％，羟丙酯类化合物13％，酒石酸4.5％，去离子水20.5％；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA 5％，过硫酸铵15％，去离子水80％。
上述用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备鳌合分散剂的组分A，按组分A组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入聚马来酸酐和酒石酸，使马来酸酐完全溶解于离子水；其次，在去离子水中加入丙烯酸、羟丙酯类化合物，搅拌均匀后得到组分A；再次，将组份A转移至高位槽中待用；
2)制备鳌合分散剂的组分B，按组分B组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入EDTA和过硫酸铵，搅拌均匀后得到组分B；其次，将组份B转移至高位槽中待用；
3)制备鳌合分散剂，按鳌合分散剂组成成分的重量百分比进行制备，在反应釜内依次加入离子水、抗坏血酸，操控反应釜的搅拌并同时加热升温，反应釜内的温度为95℃，向反应釜内同时滴加鳌合分散剂的组分A和组分B，组分A和组分B滴加结束后，将反应釜的温度调控为85℃保温2小时，然后向反应釜内加入去离子水并搅拌均匀降至室温，得到鳌合分散剂成品。
用上述鳌合分散剂清洗转炉余热锅炉内水垢的方法，包括：在转炉余热锅炉高压加药系统内连续加入浓度为6.0mg/L螯合分散剂，螯合分散剂的浓度以转炉余热锅炉的补充水量计。
实施例3，一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其组成成分的重量百分比为：组份A 50％，组份B 25％；抗坏血酸6％；余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐10％，丙烯酸50％，羟丙酯类化合物16％，柠檬酸6％，去离子水18％；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA 5％，过硫酸铵10％，去离子水85％。
上述用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂的制备方法，包括以下步骤：
1)制备鳌合分散剂的组分A，按组分A组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入聚马来酸酐和柠檬酸，使马来酸酐完全溶解于离子水；其次，在去离子水中加入丙烯酸、羟丙酯类化合物，搅拌均匀后得到组分A；再次，将组份A转移至高位槽中待用；
2)制备鳌合分散剂的组分B，按组分B组成成分的重量百分比进行制备，在20℃的温度下，首先，在去离子水中加入EDTA和过硫酸铵，搅拌均匀后得到组分B；其次，将组份B转移至高位槽中待用；
3)制备鳌合分散剂，按鳌合分散剂组成成分的重量百分比进行制备，在反应釜内依次加入离子水、抗坏血酸，操控反应釜的搅拌并同时加热升温，反应釜内的温度为90℃，向反应釜内同时滴加鳌合分散剂的组分A和组分B，组分A和组分B滴加结束后，将反应釜的温度调控为80℃保温2小时，然后向反应釜内加入去离子水并搅拌均匀降至室温，得到鳌合分散剂成品。
用上述鳌合分散剂清洗转炉余热锅炉内水垢的方法，包括：在转炉余热锅炉高压加药系统内连续加入浓度为8.0mg/L螯合分散剂，螯合分散剂的浓度以转炉余热锅炉的补充水量计。
本发明方法制备的鳌合分散剂由于滴加速度快、聚合度比较小，在转炉余热锅炉循环水使用过程中不易析出，同时对转炉余热锅炉循环水体中硬垢起到软化、分散作用，通过正常排污能快速排出水体，减少转炉余热锅炉检修频次，降低转炉余热锅炉运营检修成本。
除上述实施例外，本技术方案还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂，其特征是，所述鳌合分散剂组成成分的重量百分比为：组份A 40～50％、组份B 20～25％、抗坏血酸3～6％，余量为去离子水；所述组分A组成成分的重量百分比为：聚马来酸酐10～15％，丙烯酸50～55％，羟丙酯类化合物10～16％，催化剂3～6％，余量为去离子水；组分A中的催化剂为焦亚硫酸钠或酒石酸或柠檬酸中的一种或多种混合物；所述组分B组成成分的重量百分比为：EDTA 5～10％,催化剂10～15％，余量为去离子水；组分B中的催化剂为双氧水或过硫酸铵中的一种或二种的混合物。
2.一种用于清洗转炉余热锅炉内水垢的鳌合分散剂的制备方法，其特征是，制备权利要求1所述的鳌合分散剂，所述的方法包括以下步骤：
1)制备鳌合分散剂的组分A，按组分A组成成分的重量百分比进行制备，在15—25℃的温度下，首先，在去离子水中加入聚马来酸酐和组分A的催化剂，使马来酸酐完全溶解于离子水；其次，在去离子水中加入丙烯酸、羟丙酯类化合物，搅拌均匀后得到组分A；再次，将组份A转移至高位槽中待用；
2)制备鳌合分散剂的组分B，按组分B组成成分的重量百分比进行制备，在15—25℃的温度下，首先，在去离子水中加入EDTA和组分B的催化剂，搅拌均匀后得到组分B；其次，将组份B转移至高位槽中待用；
3)制备鳌合分散剂，按鳌合分散剂组成成分的重量百分比进行制备，在反应釜内依次加入离子水、抗坏血酸，操控反应釜的搅拌并同时加热升温；反应釜内的温度为90℃～100℃时，向反应釜内同时滴加鳌合分散剂的组分A和组分B，组分A和组分B滴加结束后，将反应釜的温度调控为80℃～90℃保温1.5-2.5小时，然后向反应釜内加入去离子水并搅拌均匀降至室温，得到鳌合分散剂成品。
3.一种用鳌合分散剂清洗转炉余热锅炉内水垢的方法，其特征是，采用权利要求1所述的鳌合分散剂，所述的方法包括以下步骤：在转炉余热锅炉高压加药系统内连续加入浓度为4.0-8.0mg/L螯合分散剂，螯合分散剂的浓度以转炉余热锅炉的补充水量计。
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