CN113896334A - 阻垢除垢剂 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及除垢剂的技术领域,公开了一种阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6‑亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2‑乙烯基吡啶、N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠和水。本申请采用AMPS三元共聚物、双1,6‑亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠,对碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、磷酸钙、锌垢、氧化铁等污垢具有抑制和分散作用,阻垢性能高,并适用于高温条件下各组分发挥更好的协同作用,以在锅炉运行时使用;在N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺存在下,以焦磷酸、碳纳米管和乙烯基吡啶聚合制备具有高阻垢除垢性能的复合吸附化合物。
Description
技术领域
本申请涉及除垢剂的技术领域,尤其是涉及阻垢除垢剂。
背景技术
锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式,而经过锅炉转换,向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。
而在蒸汽锅炉运行的过程中,随着锅炉的运行会产生很多水垢,这些垢的存在,对锅炉有相当大的危害,容易导致锅炉热效率降低,浪费燃料,并可能引起垢下腐蚀,缩短锅炉寿命,因此对锅炉除垢的技术仍有待改进。
发明内容
为了清理锅炉内的水垢并缓解水垢再沉积的情况,本申请提供一种阻垢除垢剂。
本申请提供的阻垢除垢剂采用如下的技术方案:
阻垢除垢剂,包括如下重量份数的组分:
25-30份AMPS三元共聚物;
8-12份双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸;
10-15份焦磷酸;
5-6份碳纳米管;
2-3份2-乙烯基吡啶;
0.6-0.8份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺;
2-3份六偏磷酸钠;
100-150份水。
通过采用上述技术方案,AMPS三元共聚物在共聚物的分子链上同时含有强电子配位体的官能团(酸、弱酸)与非离子基团,在高温、高酸碱度与高硬度条件等恶劣的工况下具有稳定性高、各组分协同效果优的特点,并具有较高的阻垢分散性能,从而对水中的碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙、磷酸钙、锌垢、氧化铁等污垢具有抑制和分散作用,一方面达到阻垢性能高的目的,另一方面还可适用于高温条件下各组分发挥更好的协同作用,以在锅炉运行时使用;双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸具有膦酸和羧酸的结构特性,使其具有良好的阻碳酸钙、磷酸钙垢的性能,同时还具有缓蚀性能,在除垢同时减少对锅炉的腐蚀,还同时具有耐高温的性能;六偏磷酸钠作为金属离子螯合剂,有效去除钙、镁等易沉淀的离子;在N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的引发下,以焦磷酸、碳纳米管和乙烯基吡啶聚合制备复合吸附化合物,将碳纳米管活化,在具有吸附性能的碳纳米管中加入焦磷酸酸化,并进一步引入强极性的乙烯基吡啶基团,形成具有能吸附金属的原子或原子团的吸附基,可带走容易形成沉淀的钙、镁离子等,从而提高阻垢性能。
优选的,按重量份数计,还包括2-3份饱和脂肪链胺。
通过采用上述技术方案,饱和脂肪链胺能够在锅炉的内壁金属表面形成疏水性的吸附膜,从而将锅炉的内壁与腐蚀介质隔开,达到保护锅炉减少腐蚀的目的。
优选的,按重量份数计,还包括0.5-0.6份二甲基甲酰胺。
通过采用上述技术方案,通过加入二甲基甲酰胺与饱和脂肪链胺复合进行改性,引入极性基团,有助于提高分散性,使锅炉的内壁形成均匀的吸附膜,提高防腐蚀效果,同时还可减少沉淀附着;另一方面,饱和脂肪链胺和二甲基甲酰胺的反应产物还可促使沉淀物形成细小并呈松散状态的颗粒,从而更易被清除,达到较为理想的除垢效果,其原因可能是,饱和脂肪链胺和二甲基甲酰胺的反应产物为极性的长直链烷基产物,也提供了一定的空间位阻,可阻止分子出现团聚形成大颗粒沉淀。
优选的,按重量份数计,还包括0.2-0.3份酒石酸。
通过采用上述技术方案,酒石酸具有速效疏松效果,使在锅炉内壁形成的聚集小颗粒污垢松弛而脱落,以进一步促使阻垢除垢剂与污垢发生物理、化学作用,提高除垢效果;同时,酒石酸与二甲基甲酰胺和饱和脂肪链胺共混,可提高反应活性,促进反应进行,且得到的产物具有良好的除垢性能。
优选的,所述饱和脂肪链胺为十八烷胺。
优选的,按重量份数计,还包括1-2份明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈。
通过采用上述技术方案,明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈聚合物具有一定的附着力,可在锅炉的内壁金属表面形成保护膜,减少锅炉的内壁与腐蚀介质的接触,提高锅炉的耐腐蚀性;另一方面,明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈的添加可与双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸产生协同作用,得到较好的除垢效果,其原因可能是,由三种单体经接枝共聚而成的明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈具有更多活性基团,与双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸协同,分解污垢并防止污垢的附着,携带悬浮或处理后的污垢通过排污排出炉外,由此达到较好的阻垢和除垢作用,辅助提升阻垢除垢性能。
优选的,按重量份数计,还包括1-2份苯骈三氮唑。
通过采用上述技术方案,苯骈三氮唑可起防锈缓蚀作用,同时,苯骈三氮唑可与AMPS三元共聚物产生较好的协同增效作用,从而有效减少对锅炉内壁的腐蚀。
优选的,阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于25-30份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以200-250r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于1-2份水中,逐滴加入分散液中,升温至75-85℃搅拌反应3-4h,再将产物用蒸馏水洗涤2-3次,得到复合吸附化合物;
将AMPS三元共聚物和双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸混合,再加入复合吸附化合物,最后加入剩余的水,搅拌1-2h,得到阻垢除垢剂。
优选的,所述制备方法还包括如下步骤:
将2-3份十八烷胺、0.5-0.6份二甲基甲酰胺和0.2-0.3份酒石酸混合,在50-60℃下搅拌反应45-55min,得到烷基混合物;
将25-30份AMPS三元共聚物和8-12份双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸混合,接着加入复合吸附化合物,再加入烷基混合物,最后加入剩余的水,搅拌1-2h,得到阻垢除垢剂。
优选的,所述制备方法还包括如下步骤:将最终得到的阻垢除垢剂以超声功率120-140W,频率20-30kHz的超声波处理5-7min,得到成品阻垢除垢剂。
通过采用上述技术方案,采用超声波制备方法,使阻垢除垢剂中的分子产生振动,化学键之间断开,从而使分子团变成单个的极性分子,提高对水垢的溶解度,并通过产生的极微小的分子渗透、包围、疏松、溶解水垢,提高吸附金属阳离子的性能,从而减少水中的钙镁离子与碳酸根离子等结合形成附着于锅炉内壁的沉淀。
综上所述,本申请包括以下有益技术效果:
1.AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠的混合,对水中的碳酸钙、硅酸钙、硫酸钙、磷酸钙、锌垢、氧化铁等污垢具有优良的抑制作用和分散性能,使制得的阻垢除垢剂具有较高的阻垢和除垢性能之外还可适用于高温条件下各组分发挥更好的协同作用,以在锅炉运行时使用;在N,N’-亚甲基双丙烯酰胺存在下,以焦磷酸、碳纳米管和乙烯基吡啶聚合制备具有高阻垢除垢性能的复合吸附化合物,复合吸附化合物具有能吸附金属的原子或原子团的吸附基,可带走容易形成沉淀的钙、镁离子等,从而提高阻垢除垢剂的阻垢性能;
2.饱和脂肪链胺能够在锅炉的内壁金属表面形成疏水性的吸附膜,减少锅炉腐蚀,其中优选十八烷胺,通过十八烷胺与二甲基甲酰胺和酒石酸的进一步协同,促使沉淀物形成细小并呈松散状态的颗粒,从而更易被清除,达到较为理想的阻垢除垢效果,得到具有良好阻垢除垢性能的产物;
3.明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈具有一定的附着力,可在锅炉的内壁金属表面形成保护膜,减少锅炉的内壁与腐蚀介质的接触;并可由明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈携带的更多活性基团,与双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸产生协同,分解污垢并防止污垢的附着,携带悬浮或处理后的污垢通过排污排出炉外,由此达到较好的阻垢除垢作用,辅助提升阻垢除垢性能;
4.采用超声波制备方法,使阻垢除垢剂中的分子产生振动,化学键之间断开,从而使分子团变成单个的极性分子,提高对水垢的溶解度,并通过产生的极微小的分子渗透、包围、疏松、溶解水垢,提高吸附金属阳离子的性能,从而减少水中的钙镁离子与碳酸根离子等结合形成附着于锅炉内壁的沉淀。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请中,AMPS三元共聚物由山东大禹水处理有限公司生产;碳纳米管由上海肖晃纳米科技有限公司生产,货号XH-C2-8,平均粒径8nm;明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈由西安瑞禧生物科技有限公司生产;苯骈三氮唑由山东鑫宇航精细化工有限公司生产,型号WZ-苯骈三氮唑。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
实施例1
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠和水。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于25份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以200r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于1份水中,逐滴加入分散液中,升温至75℃搅拌反应3h,再将产物用蒸馏水洗涤2次,得到复合吸附化合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,再加入复合吸附化合物,最后加入剩余的水,搅拌1h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例2
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠和水。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于30份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以250r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于2份水中,逐滴加入分散液中,升温至85℃搅拌反应4h,再将产物用蒸馏水洗涤3次,得到复合吸附化合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,再加入复合吸附化合物,最后加入剩余的水,搅拌2h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例3
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠和水。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于27份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以230r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于2份水中,逐滴加入分散液中,升温至80℃搅拌反应3h,再将产物用蒸馏水洗涤3次,得到复合吸附化合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,再加入复合吸附化合物,最后加入剩余的水,搅拌2h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例4
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠、水、饱和脂肪链胺、二甲基甲酰胺、酒石酸、明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈和苯骈三氮唑;其中,饱和脂肪链胺为十八烷胺。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于25份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以200r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于1份水中,逐滴加入分散液中,升温至75℃搅拌反应3h,再将产物用蒸馏水洗涤2次,得到复合吸附化合物;
将十八烷胺、二甲基甲酰胺和酒石酸混合,在50℃下搅拌反应45min,得到烷基混合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,接着加入复合吸附化合物,再加入烷基混合物,最后加入剩余的水,搅拌1h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例5
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠、水、饱和脂肪链胺、二甲基甲酰胺、酒石酸、明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈和苯骈三氮唑;其中,饱和脂肪链胺为十八烷胺。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于30份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以250r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于2份水中,逐滴加入分散液中,升温至85℃搅拌反应4h,再将产物用蒸馏水洗涤3次,得到复合吸附化合物;
将十八烷胺、二甲基甲酰胺和酒石酸混合,在60℃下搅拌反应55min,得到烷基混合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,接着加入复合吸附化合物,再加入烷基混合物,最后加入剩余的水,搅拌2h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例6
本实施例公开了阻垢除垢剂,包括如下组分:AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、焦磷酸、碳纳米管、2-乙烯基吡啶、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、六偏磷酸钠、水、饱和脂肪链胺、二甲基甲酰胺、酒石酸、明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈和苯骈三氮唑;其中,饱和脂肪链胺为十八烷胺。
阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于27份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以230r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于2份水中,逐滴加入分散液中,升温至80℃搅拌反应3h,再将产物用蒸馏水洗涤3次,得到复合吸附化合物;
将十八烷胺、二甲基甲酰胺和酒石酸混合,在55℃下搅拌反应50min,得到烷基混合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,接着加入复合吸附化合物,再加入烷基混合物,最后加入剩余的水,搅拌2h,得到阻垢除垢剂。
各组分含量如下表1所示。
实施例7
与实施例1的区别在于,阻垢除垢剂还包括饱和脂肪链胺,饱和脂肪链胺为十八烷胺,各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例7的区别在于,阻垢除垢剂还包括二甲基甲酰胺,各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例8的区别在于,阻垢除垢剂还包括酒石酸,各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例9的区别在于,将十八烷胺替换为1-十二胺,各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例10的区别在于,将二甲基甲酰胺替换为甲氧基甲基胺,各组分含量如下表2所示。
实施例12
与实施例9的区别在于,将酒石酸替换为碳酸钠,各组分含量如下表2所示。
实施例13
与实施例1的区别在于,阻垢除垢剂还包括明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈,各组分含量如下表2所示。
实施例14
与实施例13的区别在于,将明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈替换为聚丙烯酸丁酯,各组分含量如下表2所示。
实施例15
与实施例14的区别在于,将双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸替换为PBTCA,各组分含量如下表2所示。
实施例16
与实施例1的区别在于,阻垢除垢剂还包括苯骈三氮唑,各组分含量如下表2所示。
实施例17
与实施例1的区别在于,阻垢除垢剂还包括饱和脂肪链胺,饱和脂肪链胺为1-十二胺。
对比例
对比例1
与实施例1的区别在于,阻垢除垢剂的组分包括AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸、六偏磷酸钠和水,各组分含量如下表3所示。
对比例2
与实施例1的区别在于,将焦磷酸替换为磷酸钠,各组分含量如下表3所示。
对比例3
与对比例2的区别在于,将碳纳米管替换为硅藻土,各组分含量如下表3所示。
对比例4
与对比例3的区别在于,将2-乙烯基吡啶替换为烯丙醇,各组分含量如下表3所示。
对比例5
与实施例1的区别在于,将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺替换为过氧化苯甲酰,各组分含量如下表3所示。
表1 实施例1-6的组分含量表
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
AMPS三元共聚物 | 25 | 30 | 28 | 25 | 30 | 28 |
双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸 | 8 | 12 | 10 | 8 | 12 | 10 |
焦磷酸 | 10 | 15 | 12 | 10 | 15 | 12 |
碳纳米管 | 5 | 6 | 5 | 5 | 6 | 5 |
2-乙烯基吡啶 | 2 | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 |
N,N’-亚甲基双丙烯酰胺 | 0.6 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.8 | 0.7 |
六偏磷酸钠 | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 2 |
水 | 100 | 150 | 125 | 100 | 150 | 125 |
十八烷胺 | / | / | / | 2 | 3 | 3 |
二甲基甲酰胺 | / | / | / | 0.5 | 0.6 | 0.5 |
酒石酸 | / | / | / | 0.2 | 0.3 | 0.3 |
明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈 | / | / | / | 1 | 2 | 2 |
苯骈三氮唑 | / | / | / | 1 | 2 | 1 |
表2 实施例7-16的组分含量表
实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | |
AMPS三元共聚物 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸/PBTCA | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
焦磷酸 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
碳纳米管 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
2-乙烯基吡啶 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
N,N’-亚甲基双丙烯酰胺 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
六偏磷酸钠 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
水 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
十八烷胺/1-十二胺 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | / | / | / | / |
二甲基甲酰胺/甲氧基甲基胺 | / | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | / | / | / | / |
酒石酸/碳酸钠 | / | / | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | / | / | / | / |
明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈/聚丙烯酸丁酯 | / | / | / | / | / | / | 1 | 1 | 1 | / |
苯骈三氮唑 | / | / | / | / | / | / | / | / | / | 1 |
表3 对比例1-5的组分含量表
对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | |
AMPS三元共聚物 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸 | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 |
焦磷酸/磷酸钠 | / | 10 | 10 | 10 | 10 |
碳纳米管/硅藻土 | / | 5 | 5 | 5 | 5 |
2-乙烯基吡啶/烯丙醇 | / | 2 | 2 | 2 | 2 |
N,N’-亚甲基双丙烯酰胺/过氧化苯甲酰 | / | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
六偏磷酸钠 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
水 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
性能检测试验
测试方法:
(1)参考工业锅炉水处理用缓蚀阻垢剂标准,对实施例1-6的阻垢除垢剂的耐腐蚀性进行测试,将20G钢材制作的管状试样表面用砂纸打磨,并用游标卡尺测量计算面积,再用丙酮浸泡除去油脂,用冷风吹干,干燥至恒重后称重W1,精确至0.2mg;配置试验用水:Na+:30.4mmol/L;1/2SO4 2-:8.8mmol;Cl-:12.4mmol/L;HCO3 -:9.2mmol/L;将实施例1-6的阻垢除垢剂加到试验用水中,混匀,再放入管状试样,5h后取出管状试样并用水冲洗,放入用氨水调节pH值为9-10的水中浸泡1-2min,再将试样表面用毛刷清理干净,放入无水乙醇中浸泡1-2min,取出后用滤纸擦干,冷风吹干,干燥至恒重后称重W2,精确至0.2mg,计算腐蚀速率=(W1-W2)/S·t,结果如下表4所示。
(2)a.以阻垢率表征阻垢性能;试验用碳酸氢钙水溶液由CaCl2和NaHCO3溶液混合而成,其中初始Ca2+浓度L1为200mg/L,取碳酸氢钙水溶液150mL于锥形瓶中,加入5mL各实施例和对比例的阻垢除垢剂,在pH为6.0、温度25℃条件下水浴8h,测得试验后Ca2+浓度L2,计算阻垢率=(L2/L1)×100%,阻垢率越大,则剩余Ca2+浓度越大,形成沉淀越少,阻垢性能越好;测试结果如下表4所示。
b.初始Ca2+浓度L1为200mg/L,在pH为6.0、温度80℃条件下水浴8h,冷却后测得试验后Ca2+浓度L2,计算阻垢率=L2/L1,阻垢率越大,则剩余Ca2+浓度越大,形成沉淀越少,阻垢性能越好;测试结果如下表5所示。
(3)以除垢率表征除垢性能;将初始重量m1为1g的BaSO4浸没于各实施例和对比例的阻垢除垢剂中,在80℃下放置5h,将剩余BaSO4过滤并干燥称重m2,计算除垢率=[(m1-m2)/m1]×100%,除垢率越大,除垢性能越好,测试结果如下表5所示。
表4 实施例1-6的性能结果表
项目 | 腐蚀速率,mm/a | 阻垢率(%) |
指标 | <0.075 | ≥85 |
实施例1 | 0.022 | 94.3 |
实施例2 | 0.017 | 96.0 |
实施例3 | 0.020 | 95.1 |
实施例4 | 0.015 | 98.6 |
实施例5 | 0.010 | 99.5 |
实施例6 | 0.014 | 99.0 |
据此,本申请的阻垢除垢剂具有有效降低锅炉腐蚀的效果,且阻垢性能较为理想。
表5 各实施例和对比例的性能测试结果表
阻垢率(%) | 除垢率(%) | |
实施例1 | 93.5 | 94.2 |
实施例2 | 95.3 | 95.8 |
实施例3 | 94.8 | 95.1 |
实施例4 | 97.5 | 98.1 |
实施例5 | 98.9 | 99.3 |
实施例6 | 98.1 | 98.6 |
实施例7 | 93.7 | 94.4 |
实施例8 | 95.1 | 95.5 |
实施例9 | 95.9 | 96.4 |
实施例10 | 94.7 | 95.0 |
实施例11 | 93.9 | 94.6 |
实施例12 | 94.2 | 94.9 |
实施例13 | 95.4 | 96.2 |
实施例14 | 94.0 | 94.6 |
实施例15 | 93.6 | 94.3 |
实施例16 | 94.2 | 95.0 |
实施例17 | 93.5 | 94.2 |
对比例1 | 85.5 | 86.3 |
对比例2 | 92.6 | 93.1 |
对比例3 | 91.7 | 92.4 |
对比例4 | 90.4 | 91.1 |
对比例5 | 92.9 | 93.3 |
综上所述,本申请的阻垢除垢剂具有较高的阻垢以及除垢性能,且在高温下仍可保持较为理想的阻垢以及除垢性能。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释,并非依此限制本申请的保护范围,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.阻垢除垢剂,其特征在于:包括如下重量份数的组分:
25-30份AMPS三元共聚物;
8-12份双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸;
10-15份焦磷酸;
5-6份碳纳米管;
2-3份2-乙烯基吡啶;
0.6-0.8份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺;
2-3份六偏磷酸钠;
100-150份水。
2.根据权利要求1所述的阻垢除垢剂,其特征在于:按重量份数计,还包括2-3份饱和脂肪链胺。
3.根据权利要求2所述的阻垢除垢剂,其特征在于:按重量份数计,还包括0.5-0.6份二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求3所述的阻垢除垢剂,其特征在于:按重量份数计,还包括0.2-0.3份酒石酸。
5.根据权利要求2所述的阻垢除垢剂,其特征在于:所述饱和脂肪链胺为十八烷胺。
6.根据权利要求1所述的阻垢除垢剂,其特征在于:按重量份数计,还包括1-2份明胶-聚丙烯酸丁酯-聚丙烯腈。
7.根据权利要求1所述的阻垢除垢剂,其特征在于:按重量份数计,还包括1-2份苯骈三氮唑。
8.根据权利要求1所述的阻垢除垢剂,其特征在于,阻垢除垢剂的制备方法包括如下步骤:
将焦磷酸溶于25-30份水中,加入碳纳米管和2-乙烯基吡啶,以200-250r/min的转速搅拌分散,得到分散液;再将N,N’-亚甲基双丙烯酰胺溶于1-2份水中,逐滴加入分散液中,升温至75-85℃搅拌反应3-4h,再将产物用蒸馏水洗涤2-3次,得到复合吸附化合物;
将AMPS三元共聚物、双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和六偏磷酸钠混合,再加入复合吸附化合物,最后加入剩余的水,搅拌1-2h,得到阻垢除垢剂。
9.根据权利要求8所述的阻垢除垢剂,其特征在于:所述制备方法还包括如下步骤:
将2-3份十八烷胺、0.5-0.6份二甲基甲酰胺和0.2-0.3份酒石酸混合,在50-60℃下搅拌反应45-55min,得到烷基混合物;
将25-30份AMPS三元共聚物、8-12份双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸和2-3份六偏磷酸钠混合,接着加入复合吸附化合物,再加入烷基混合物,最后加入剩余的水,搅拌1-2h,得到阻垢除垢剂。
10.根据权利要求9所述的阻垢除垢剂,其特征在于:所述制备方法还包括如下步骤:将最终得到的阻垢除垢剂以超声功率120-140W,频率20-30kHz的超声波处理5-7min,得到成品阻垢除垢剂。
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