CN113044998A - 一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用 - Google Patents

一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及了一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用，该锅炉给水药剂按重量份计主要由以下原料制备而成：亚硫酸钠5份～25份；焦亚硫酸钠5份～20份；催化剂0.05份～0.2份；稳定剂1份～3份；水30份～70份；其中，所述催化剂是硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰中的至少一种。制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。所述锅炉水药剂的原料中加入了聚天冬氨酸溶液后，通过催化剂和聚天冬氨酸的协同作用下，使得本发明提供的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用。制备方法简单，有较高的市场经济价值。

Description

一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及了锅炉水处理的技术领域，具体涉及了一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用。
背景技术
锅炉是一种能量转换设备，锅炉中产生热水或蒸汽可直接为工业生产和人们生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，被应用于许多领域。锅炉在使用过程中需要控制锅炉的结垢和腐蚀，锅炉的腐蚀主要为电化学腐蚀，溶解氧成为腐蚀的主要原因之一，目前实际应用中，为了阻止锅炉的腐蚀，需要除去锅炉水中的溶解氧。
根据国家标准GB1576—2018《工业锅炉水质》中规定，额定蒸发量≥10t/h 的锅炉，给水应除氧，＜10t/h的锅炉如果发现局部氧腐蚀也应采取除氧措施。
现有除氧技术中主要有以下几种：
①热力除氧：其原理是根据气体溶解定律(亨利定律)，任何气体在水中的溶解度与在汽水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。热力除氧曾是广泛使用的除氧方式，但目前逐渐受到化学除氧等的有力挑战，特别是热力除氧在10～35t/h的锅炉和 2～6.5t/h的锅炉及其它要求低温除氧的场合，热力除氧有其明显的局限性。它的特点是除氧效果好，缺点是设备购置费用大、不好操作、能量消耗大、运行费用高。所谓不好操作，是因为使用条件苟刻，进水混合温度要求稳定在70～ 80℃，工作温度稳定在104～105℃，蒸汽压力稳定在0.02～0.03MPa，条件波动除氧效果不佳，特别是供热锅炉，随着天气冷暖的变化，锅炉负荷变化很大，这就给热力除氧带来很大困难。
②真空除氧：其除氧原理与热力除氧基本相同，除氧器在低于大气压力下进行工作，利用压力降低时水的沸点也降低的特性，水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧，在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势，但大部分热力除氧的缺点仍存在，并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。
③铁屑除氧，其原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学反应，在此过程中氧被消耗掉。该方法除氧装置简单，投资省，但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点，因而使用该方法除氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。
④树脂除氧，基本原理是在除氧器内氧化还原树脂与水中溶解氧反应生成除氧水，树脂失效后用水合肼(联氨)等再生，使用该方法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水和食物接触，且投资和占地均较大，不宜在工业锅炉上推广应用。
⑤传统化学药剂除氧，传统的化学药剂主要是亚硫酸钠、联氨及二甲基酮肟等。
如亚硫酸钠(Na2SO3)与氧反应，通常用下式表示：
Figure BDA0002994476060000021
联氨(N2H4)和氧在溶液中反应，通常用下式表示：
Figure BDA0002994476060000022
二甲基酮肟((CH3)2C＝N-OH)与氧反应，通常用下式表示：
Figure BDA0002994476060000023
化学药剂除氧具有装置和操作简单、投资省、除氧效果稳定且可满足深度除氧的要求，但传统化学药剂的反应条件限制(如亚硫酸钠与氧反应速度受温度、压力等条件影响较大，联氨只能在较高温度条件下才能有效地与氧反应达到除氧的目的)、不易储存(储存不当会与空气中的氧反应造成失效，联氨易爆)、副产物影响蒸汽质量(如二甲基酮肟等)等缺点，限制了传统化学除氧剂的进一步推广使用。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术锅炉给水除氧剂存在使用条件要求高、去除成本高、副产物影响蒸汽或锅炉水的质量等技术问题，提供一种锅炉给水药剂及其制备方法、应用。该锅炉给水药剂能在常温常压下快速除氧，且成本低，绿色环保，不会对蒸汽或锅炉水造成二次污染。制备方法简便，配方简单，具有较高的经济价值和市场推广价值。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种锅炉给水药剂，按重量份计主要由以下原料制备而成：
亚硫酸钠5份～25份；焦亚硫酸钠5份～20份；催化剂0.05份～0.2份；稳定剂1份～3份；水30份～70份；
其中，所述催化剂是硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰中的至少一种。
本发明公开的锅炉给水药剂，选择亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、稳定剂、催化剂和水为原材料，以亚硫酸钠和焦亚硫酸钠为还原剂，通过控制各个原料之间的添加配比，在本发明提供的催化剂的作用下，可以大大缩短还原剂与溶解氧的反应时间，使得制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著；稳定剂的选择一方面可以使药剂产品在生产、存放过程中减少与空气的氧反应，避免造成还原性物质的损耗，还具有稳定各组分体系的作用，避免产品出现结晶析出等现象的出现。且本发明所用的原料不易挥发进入蒸汽中，产物不会对蒸汽品质造成影响，反应产物随锅炉排污水排出系统，排污水无毒无害，绿色环保，原料成本低，具有较高的经济价值和市场推广价值。
进一步的，所述亚硫酸钠的纯度≥97％(质量分数)。
进一步的，所述焦亚硫酸钠的纯度≥96.5％(质量分数)。
进一步的，所述亚硫酸钠与所述焦亚硫酸钠的重量比为1～3:1。发明人通过大量的实验研究发现，亚硫酸钠与焦亚硫酸钠的重量添加比例对除氧效果有密切的影响关系，在合适的比例下，可以大大提高除氧的效率。优选地。所述亚硫酸钠与所述焦亚硫酸钠的重量比为1.4～1.7:1。
进一步的，所述稳定剂是异抗坏血酸钠(D-2，3，5，6-四羟基-2-己烯酸-γ- 内酯酸盐)和对苯二酚中的至少一种。本发明选择的稳定剂在药剂体系中不仅可以起到稳定各组分的作用，还能作为还原剂参与到除氧作用中，对快速除氧做出一定的贡献。
上述药剂是除去锅炉给水中的溶解氧，从而减少溶解氧造成的电化学腐蚀的发生，但是电化学腐蚀不仅仅是溶解氧造成的，其他一些物质，如二氧化碳、铜离子等金属离子等都可能造成电化学腐蚀，缓解除氧腐蚀之外的其他一些腐蚀作用以及阻垢分散(即由于锅炉给水中的盐分离子如钙、镁、碱度等会造成锅炉结垢)，也是十分重要的。
进一步的，所述锅炉水药剂的原料中还包括5份～15份的聚天冬氨酸溶液。本发明选用的催化剂不仅仅能起到缩短还原剂与溶解氧反应的时间，还具有一定的缓蚀、阻垢分散的作用。本发明锅炉给水药剂的原料中又加入了聚天冬氨酸溶液，通过催化剂和聚天冬氨酸的协同作用下，使得本发明提供的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用。
进一步的，所述聚天冬氨酸溶液与所述催化剂的重量比为80～120:1。通过发明人大量的实验研究发现，本发明采用聚天冬氨酸溶液和催化剂的协同作用下，具有优秀缓蚀、阻垢分散的效果，同时，聚天冬氨酸溶液与催化剂的添加比例对最终缓蚀、阻垢分散效果有一定的影响。优选地，聚天冬氨酸溶液与催化剂的重量比为100～120:1时，表现出更为优秀的缓蚀、阻垢分散的作用。
进一步的，所述聚天冬氨酸溶液是质量分数为40％～44％的水溶液；所述聚天冬氨酸溶液中聚天冬氨酸的分子量为3000～5000。聚天冬氨酸分子中含有大量的羧基，与催化剂共同使用，可以在不同温度、碱度、含盐量等的条件下，针对阻止CaSO4、CaCO3等垢物微粒的聚集结生发挥协同增效作用。
本发明的另一目的是为了提供上述锅炉给水药剂的制备方法。
一种锅炉给水药剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将催化剂与所述步骤2得到的第二混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
本发明提供的锅炉给水药剂的制备方法，操作简单，便于控制。通过控制添加原料组分的添加顺序，可以有效保证产品除氧效果快速稳定，并兼具良好的缓蚀和阻垢分散性能，有利于产品的成本控制，操作简单，其中，先加水溶解稳定剂，再溶解亚硫酸钠和焦亚硫酸钠，最后投加催化剂，可以减少以上还原性物质在搅拌过程中与空气中的氧气反应造成有效成分损耗。
进一步的，当原料中有聚天冬氨酸溶液时，所述步骤3为：将聚天冬氨酸溶液与所述步骤2得到的第二混合液混合，搅拌溶解，得到第三混合液；然后，将催化剂与所述第三混合液混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
本发明还有一目的是为了提供上述锅炉用水药剂的应用。
一种锅炉给水药剂在中、低压锅炉给水处理中的应用。
本发明提供的锅炉给水药剂，环境友好，可以对锅炉给水除氧及炉内缓蚀阻垢分散起到很好的协同增效效应，除氧效果显著快速，制备简单，便于工业化应用，在中、低压锅炉的给水处理中尤为显著。
进一步的，低压锅炉是出口蒸汽压力小于或等于2.45MPa的锅炉，蒸汽温度为饱和温度或不高于400℃。
进一步的，中压锅炉是出口蒸汽压力为2.94～4.9MPa的锅炉。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明公开的锅炉给水药剂，以亚硫酸钠和焦亚硫酸钠为还原剂，通过控制各个原料之间的添加配比，在本发明提供的催化剂的作用下，可以大大缩短还原剂与溶解氧的反应时间，使得制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，可以在30s内将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。
2、本发明锅炉给水药剂的原料中加入了聚天冬氨酸溶液，通过催化剂和聚天冬氨酸的协同作用下，使得本发明提供的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用，对不锈钢的缓蚀率可达85％以上，阻垢分散率可达75％以上，减少电化学腐蚀的发生，保障锅炉及管线的安全、高效、长周期稳定运行，降低运行及维护费用。
3、本发明锅炉给水药剂的制备方法简单，便于控制。
4、本发明提供的锅炉给水药剂，环境友好，可以对锅炉给水除氧及炉内缓蚀阻垢分散起到很好的协同增效效应，除氧效果显著快速，制备简单，便于工业化应用，在中、低压锅炉的给水处理中尤为显著。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中，亚硫酸钠和焦亚硫酸钠购自潍坊达康化工有限公司，亚硫酸钠的质量分数为98％。焦亚硫酸钠的质量分数为97.2％。聚天冬氨酸溶液购自山东远联化工股份有限公司，聚天冬氨酸溶液的固体质量分数为40％。
实施例1
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠18份；焦亚硫酸钠12份；催化剂硫酸镍为0.1份；稳定剂异抗坏血酸钠为2份，水56份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将催化剂与所述步骤2得到的第二混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
实验研究所用软水取自四川某公司锅炉用软水，软水分析数据如表1中所示。
表1软水水质分析结果
Figure BDA0002994476060000071
常温常压条件下，将溶解氧测定仪(Asmik-MIK-DM2800)的电极分别放入盛有1000ml上述锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例1制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，27.18s(时间秒) 后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
实施例1制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。
实施例2
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠13份；焦亚硫酸钠8份；催化剂硫酸钴为0.2份；稳定剂异抗坏血酸钠为3份，水40份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将催化剂与所述步骤2得到的第二混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
常温常压条件下，将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1相同批次锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例2制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，29.03s后，终点溶解氧DO 达到0mg/L。
实施例2制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。
实施例3
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠5份；焦亚硫酸钠5份；催化剂硫酸锰为0.05份；稳定剂异抗坏血酸钠为1份，水30份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将催化剂与所述步骤2得到的第二混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
常温常压条件下，将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1相同批次锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例3制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，33.24s后，终点溶解氧DO 达到0mg/L。
实施例3制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。
实施例4
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠15份；焦亚硫酸钠5份；聚天冬氨酸14份；催化剂硫酸镍为0.15 份；稳定剂对苯二酚为2份，水60份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将聚天冬氨酸溶液与所述步骤2得到的第二混合液混合，搅拌溶解，得到第三混合液；
步骤4、将催化剂与所述步骤3得到的第三混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
常温常压条件下，将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1相同批次锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例4制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，34.21s后，终点溶解氧DO 达到0mg/L。
测试二、使用实验室蒸馏水制水器，模拟常压蒸汽锅炉运行，制水器中悬挂标准试片以测试多功能锅炉给水除氧剂的缓蚀、阻垢性能。
实验仪器：北京某仪器公司生产的DZ—10电热式蒸馏水制水器，功率 7.5KW，出水量10L/h。浙江某公司生产的C8型号医用注射泵及其配件，输出速率0.1～1200mL/h。
实验方法：实验前在制水器炉体中分别悬挂已称重W1的标准不锈钢试片、碳钢试片各1块，控制制水器补充水量固定为20L/h，使用C8医用注射泵将上述实施例4制备的药剂加入制水器补水中，控制加药流量8mL/h，连续运行 72h后停止加药，断电，待制水器自然冷却至室温后取出试片，轻轻地用干净滤纸吸干试片表面的水珠，置于干燥器中恒重，称重(质量为W2)。接着将试片在阻化溶液为1000ml的盐酸溶液(由体积比为1:3的分析纯盐酸：水配制而成)中加入10g六次甲基四胺，溶解后，混匀。浸泡3～5min，并用毛刷刷净试片表面污垢，取出，迅速用自来水冲洗后，立即浸入浓度为60g/L的 NaOH溶液中约30s，取出，用蒸馏水冲洗干净，然后用滤纸擦拭并吸干，又放入无水乙醇中浸泡约3min，置试片于干净滤纸上并吸干，再置于干燥器中恒重，称重(质量为W3)。同时取未使用的试片做空白实验。计算上述实施例4药剂的缓蚀、阻垢分散率，测试结果如表2所示。
表2模拟锅炉运行缓蚀阻垢效果实验结果
Figure BDA0002994476060000101
Figure BDA0002994476060000111
注：①腐蚀速率(V)按下式计算：
V＝(W1-W3)/(S·ρ·t)×8.76×104
式中：
V——腐蚀速率，mm/a；
W1——试片第一次称重，g；
W3——试片第三次称重，g；
S——试片的表面积，cm2；(Ⅰ类为：20cm2)
ρ——试片的密度，g/cm3；(碳钢为：7.85；不锈钢为：7.92)
t——挂片时间，h；
8.76×104——换算系数。
②污垢沉积速率(η)按下式计算：
η＝(W2-W3)/(S·t)×7.2×105
式中：
η——污垢沉积速率，mg/(cm2·30d)；
W2——试片第二次称重，g；
W3——试片第三次称重，g；
S——试片的表面积，cm2；
t——挂片时间，h；
7.2×105——换算系数。
实施例4制备的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用。
实施例5
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠25份；焦亚硫酸钠20份；聚天冬氨酸20份；催化剂硫酸镍0.1 份，硫酸钴为0.1份；稳定剂对苯二酚为1.5份，水70份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将聚天冬氨酸溶液与所述步骤2得到的第二混合液混合，搅拌溶解，得到第三混合液；
步骤4、将催化剂与所述步骤3得到的第三混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
测试一、常温常压条件下，将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1相同批次锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例5制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，31.03s后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
测试二、按实施例4相同的方法、实验装备进行测试，结果显示，药剂对碳钢的缓蚀率为71.55％，阻垢分散率为72.33％。药剂对不锈钢的缓蚀率为 85.45％，阻垢分散率为76.11％。
实施例5制备的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用。
实施例6
一种锅炉给水药剂(一份为2g)
亚硫酸钠18份；焦亚硫酸钠12份；聚天冬氨酸8.5份；催化剂硫酸钴为 0.1份；稳定剂对苯二酚0.1份，异抗坏血酸钠1份，水65份。
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将聚天冬氨酸溶液与所述步骤2得到的第二混合液混合，搅拌溶解，得到第三混合液；
步骤4、将催化剂与所述步骤3得到的第三混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
测试一、常温常压条件下，将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1相同批次锅炉水的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml实施例6制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，24.82s后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
测试二、按实施例4相同的方法、实验装备进行测试，结果显示，药剂对碳钢的缓蚀率为70.32％，阻垢分散率为70.63％。药剂对不锈钢的缓蚀率为 78.25％，阻垢分散率为70.12％。
实施例6制备的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用。
对比例1
对比例1相对实施例1未添加焦亚硫酸钠，亚硫酸钠的添加量为30份，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例1相同，对比例1制备得到锅炉给水药剂。
将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的锅炉水的 1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例1制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，5分钟后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
研究发现，仅仅使用亚硫酸钠作为还原剂，除氧速率会明显降低。
对比例2
对比例2相对实施例1未添加亚硫酸钠，焦亚硫酸钠的添加量为30份，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例1相同，对比例2制备得到锅炉给水药剂。
将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的的1250mL 具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例2制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，15分钟后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
研究发现，仅仅使用焦亚硫酸钠作为还原剂，除氧速率会明显降低。
对比例3
对比例3相比实施例1，未添加催化剂，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例1相同，对比例3制备得到锅炉给水药剂。
将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的的1250mL 具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例3制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，反应很慢，一天后，溶解氧DO为4.55mg/L。
研究发现，常温常压下，不使用催化剂，除氧速率缓慢。
对比例4
对比例4相比实施例4，未添加聚天冬氨酸，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例4相同，对比例4制备得到锅炉给水药剂。
测试一、将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例4制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，34.88s后，终点溶解氧DO达到0mg/L。
测试二、按实施例4相同的方法、实验装备进行测试，结果显示，药剂对碳钢的缓蚀率为19.22％，阻垢分散率为13.55％。药剂对不锈钢的缓蚀率为 21.56％，阻垢分散率为15.20％。
研究发现不加聚天冬氨酸溶液，制备的给水药剂在催化剂等作用下仅有轻微的缓蚀阻垢分散的作用。
对比例5
对比例5相比实施例4，未添加催化剂，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例4相同，对比例5制备得到锅炉给水药剂。
测试一、将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例5制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，反应很慢，一天后，溶解氧DO为4.22mg/L。
测试二、按实施例4相同的方法、实验装备进行测试，结果显示，药剂对碳钢的缓蚀率为40.52％，阻垢分散率为23.55％。药剂对不锈钢的缓蚀率为 45.21％，阻垢分散率为35.60％。
研究发现，未添加催化剂，不仅除氧作用缓慢，缓蚀、阻垢分散的效果也大大降低。
对比例6
对比例6与实施例4的原料及添加配比相同，不同之处为制备方法，对比例6的制备方法是，直接将所有的原料进行混合，搅拌溶解，制备得到锅炉给水药剂。
测试一、将溶解氧测定仪电极分别放入盛有1000ml实施例1同一批次的的1250mL具盖塑料瓶中，投加0.4ml对比例6制备的药剂，摇匀，记录溶解氧完全去除所需时间。经测试发现，113s后，终点溶解氧DO达到0.74mg/L。
测试二、按实施例4相同的方法、实验装备进行测试，结果显示，药剂对碳钢的缓蚀率为63.11％，阻垢分散率为60.25％。药剂对不锈钢的缓蚀率为 65.76％，阻垢分散率为58.44％。
可能直接混合溶解的话可能会造成还原性物质与空气中的氧气过多反应，造成有效含量降低，不仅造成除氧效果慢，缓蚀、阻垢分散效果也有所降低。
实施例7-14
实施例7-14相比实施例1改变了亚硫酸钠和焦亚硫酸钠的添加比例，相比实施例1亚硫酸钠和焦亚硫酸钠总的添加量未变，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例1相同，实施例7-14亚硫酸钠和焦亚硫酸钠的添加情况如表1 所示，并对实施例7-14制备的锅炉给水药剂进行了除氧的实验，实验过程与实施例1相同，实验结果如表3所示。
表3性能测试结果
Figure BDA0002994476060000151
Figure BDA0002994476060000161
通过发明人大量的实验研究发现，本发明采用亚硫酸钠和焦亚硫酸钠共同作为还原剂才能发挥较高的除氧作用，同时，亚硫酸钠和焦亚硫酸钠的添加比例对除氧的效果有一定的影响，从表3中可以看出，当亚硫酸钠与焦亚硫酸钠的重量比为1～3:1时，可将除氧时间控制在40s以内。优选地，亚硫酸钠与焦亚硫酸钠的重量比为1.4～1.7:1时，表现出更为优秀的除氧效果。
实施例15-17
实施例15-17相比实施例4改变了聚天冬氨酸与催化剂的添加比例，其他的原料及添加比例、制备过程与实施例1相同，实施例15-17聚天冬氨酸及催化剂的添加情况如表1所示，其中，不同催化剂的添加比例与实施例4中相同。并对实施例15-17制备的锅炉给水药剂进行了除氧、缓蚀和阻垢分散的实验，实验过程与实施例4相同，实验结果如表4所示。
表4性能测试结果
Figure BDA0002994476060000171
通过发明人大量的实验研究发现，本发明采用聚天冬氨酸溶液和催化剂的协同作用下，具有优秀缓蚀、阻垢分散的效果，同时，聚天冬氨酸溶液与催化剂的添加比例对最终缓蚀、阻垢分散效果有一定的影响，从表4中可以看出，优选地，聚天冬氨酸溶液与催化剂的重量比为100～120:1时，表现出更为优秀的缓蚀、阻垢分散的作用。
总而言之，本发明公开的锅炉给水药剂，以亚硫酸钠和焦亚硫酸钠为还原剂，通过控制各个原料之间的添加配比，在本发明提供的催化剂的作用下，可以大大缩短还原剂与溶解氧的反应时间，使得制备的锅炉给水药剂能在常温常压条件下，将正常含量溶解氧的炉水中的溶解氧快速去除掉，除氧效果显著。原料中加入了聚天冬氨酸溶液，通过催化剂和聚天冬氨酸的协同作用下，使得本发明提供的锅炉给水药剂不仅能快速除氧，还能起到优秀的缓蚀及阻垢分散的作用，减少电化学腐蚀的发生，保障锅炉及管线的安全、高效、长周期稳定运行，降低运行及维护费用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锅炉给水药剂，其特征在于，按重量份计主要由以下原料制备而成：
亚硫酸钠5份～25份；焦亚硫酸钠5份～20份；催化剂0.05份～0.2份；稳定剂1份～3份；水30份～70份；
其中，所述催化剂是硫酸镍、硫酸钴和硫酸锰中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述亚硫酸钠与所述焦亚硫酸钠的重量比为1～3:1。
3.根据权利要求2所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述亚硫酸钠与所述焦亚硫酸钠的重量比为1.4～1.7:1。
4.根据权利要求1所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述稳定剂是异抗坏血酸钠和对苯二酚中的至少一种。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述锅炉水药剂的原料中还包括5份～15份的聚天冬氨酸溶液。
6.根据权利要求5所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸溶液与所述催化剂的重量比为80～120:1。
7.根据权利要求6所述的锅炉给水药剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸溶液与所述催化剂的重量比为100～120:1。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的锅炉给水药剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、搅拌条件下，按比例将稳定剂和水进行混合溶解，得到第一混合液；
步骤2、将亚硫酸钠、焦亚硫酸钠与所述步骤1得到的第一混合液混合，搅拌溶解，得到第二混合液；
步骤3、将催化剂与所述步骤2得到的第二混合溶液进行混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
9.根据权利要求8所述的锅炉给水药剂的制备方法，其特征在于，当原料中有聚天冬氨酸溶液时，所述步骤3为：将聚天冬氨酸溶液与所述步骤2得到的第二混合液混合，搅拌溶解，得到第三混合液；然后，将催化剂与所述第三混合液混合，搅拌溶解，得到锅炉给水药剂。
10.一种如权利要求1-7任意一项所述的锅炉给水药剂在中、低压锅炉给水处理中的应用。
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