CN1239410C - 一种工业锅炉传热面阻垢方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种工业锅炉传热面阻垢方法是以聚环氧琥珀酸为阻垢剂,聚环氧琥珀酸的相对分子质量为400~1000,聚环氧琥珀酸加入到锅炉系统中的用量范围在2mg/L~100mg/L。本发明可用于锅炉压力范围为常压~2.45MPa,给水为硬度250mg/L、碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L的标准水质下使用,甚至在锅水pH值为10~12,总溶解固形物为15000mg/L的超浓缩水质下也能使用。本发明适用于锅炉给水为普通水、高硬水或高碱水水质。具有无磷、非氮、易生物降解和不污染环境等特点,是一种环境友好的工业锅炉传热面阻垢方法。
Description
技术领域
本发明涉及锅炉传热面阻垢方法,是一种以聚环氧琥珀酸(PESA)为阻垢剂的阻垢方法,主要用于工业锅炉的阻垢。
背景技术
锅炉是以水为工质的热力设备。天然水中含有较多有害杂质,如果不经处理就进入锅炉,水中的杂质会在锅炉中形成水垢或水渣。水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍到数百倍,其生成会极大的影响锅炉的导热能力,将导致炉管过热损坏、燃料浪费、出力降低、消耗化学除垢药剂、缩短锅炉使用寿命等。因此,锅炉的水处理十分重要。
对低压锅炉,普遍采用的阻垢方法是软化-阻垢剂法和阻垢剂法。目前采用的的阻垢剂品种主要有磷酸盐、聚磷酸盐、有机多元膦酸、聚丙烯酸、苯乙烯磺酸与马来酸共聚物等。这些阻垢剂具有较好的阻垢作用,但会引起环境问题,因而其排放已开始受到限制,开发环境友好的阻垢剂势在必行。
迄今已发现的绿色阻垢剂仅有聚环氧琥珀酸(PESA)和聚天冬氨酸两种。其中,PESA是一种具有强力螯合性和阻垢性的水溶性聚合物,其分子结构中不含磷、氮元素,不会引起水体富营养化,可生物降解性好,是一种绿色聚合物。
美国专利“Methods of controlling scale formation inaqueous systems”[US 5,062,962(1991)]发现,聚环氧琥珀酸具有阈值效应,是一种性能优异的阻垢剂,对钙离子有很高的容忍度,适用于高碱高固水质的工业冷却水系统。美国专利“Methods ofcontrolling scale formation in aqueous systems”[US 5,147,555(1992)]发现,聚环氧琥珀酸对高pH值、高钙和高碱水质特别有效,可以使工业冷却水在很高的浓缩倍数下进行,对碳酸钙、草酸钙、硫酸钙和硫酸钡均有很好的阻垢效果。美国专利“Method of inhibitingcorrosion in aqueous systems”[US 5,256,332(1993)]提供了一种由磷酸盐、唑类化合物、聚环氧琥珀酸和丙烯酸共聚物组成的低磷配方,可降低磷系化合物对环境的污染。美国专利“Methods ofcontrolling scale formation in aqueous systems”[US 5,248,438(BetzDearborn Inc.,1993)]和美国专利“Compositions forcontrolling scale formation in aqueous system”[US5,342,540(1994)]提供了向水中加入聚环氧琥珀酸、丙烯酸共聚物和镧系离子的阻垢方法,镧系离子有效地阻止了聚环氧琥珀酸与丙烯酸共聚物的相互作用。美国专利“Method of inhibiting reservoir scale”[US5,409,062(1995)]提供了一种在石油开采时用PESA防止地下水中钙垢和钡垢的生成和沉淀的方法。美国专利“Caicium carbonatescale controlling method”[US5,562,830(1996)]发明了一种向水中加入聚环氧琥珀酸和膦羧酸来阻垢和缓蚀的方法。美国专利“Methodof controlling fluoride scale formation in aqueous systems”[US 5,705,077(1998)]提供了一种用PESA防止氟化垢的阻垢方法,在喷射冷却水系统(如钢的铸造系统)对氟化垢有优异的阻垢性能。美国专利“Method of controlling scale formation in brineconcentration and evaporation system”[US 5,866,011(1999,2,2)]提供了一种用PESA防止盐浓缩和蒸发系统结垢的阻垢方法。
然而,锅炉的运行条件,如:压力、温度条件远比上述专利的条件苛刻,水质条件也比上述专利条件苛刻得多,聚环氧琥珀酸这种绿色聚合物是否能够在锅炉的高压、高温和高碱度下有效防止锅炉传热面结垢,迄今尚无文献报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种环境友好的锅炉传热面阻垢方法,该方法是一种以绿色聚合物聚环氧琥珀酸(PESA)为阻垢剂的锅炉传热面阻垢方法。由于使用了无磷、非氮和易生物降解的高效的阻垢剂,适用于工业锅炉传热面阻垢。
本发明一种工业锅炉传热面阻垢方法是以聚环氧琥珀酸为阻垢剂,聚环氧琥珀酸的相对分子质量为400~1000,聚环氧琥珀酸加入到锅炉系统中的用量范围在2mg/L~100mg/L。
本发明将聚环氧琥珀酸加入到锅炉系统中的用量范围最好在5mg/L~50mg/L。
本发明的方法可用于锅炉压力范围为常压~2.45MPa。
本发明的方法可以在锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L的标准水质下使用。
本发明的方法甚至在锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物为15000mg/L的超浓缩水质下也能使用。
本发明的方法适用于锅炉给水为普通水、高硬水或高碱水水质。
本发明所用的的聚环氧琥珀酸可采用市售工业品,其相对分子质量为400~1000。加入到锅炉系统中的聚环氧琥珀酸的用量范围在2mg/L~100mg/L之间,最好的用量范围在5mg/L~50mg/L之间。
本发明对锅炉给水的硬度和碱度没有限制,在普通水、高硬水、高碱水条件下均有高效阻垢作用。本发明对锅水的品质也没有限制,在锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L的标准水质下,甚至在总溶解固形物在15000mg/L的超浓缩水质下仍有高效阻垢作用。本发明适用的锅炉压力范围为常压~2.45MPa。
本发明提出的阻垢方法对温度、压力、水质的适应性强,对锅炉传热面的阻垢率可达100%,同时具有无磷、非氮、易生物降解和不污染环境等特点,因而是一种环境友好的锅炉传热面阻垢方法。
具体实施方式
实施例1:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例2:把相对分子质量为400~1000的PESA按5g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为98%。
实施例3:把相对分子质量为400~1000的PESA按50g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例4:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为常压的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例5:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为0.69MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例6:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度1000mg/L,碱度250mg/L的高硬型自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例7:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度1000mg/L的高碱型自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例8:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物为15000mg/L的试验水质,经1个月试验运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例9:把相对分子质量为400~1000的PESA按20g/t量随给水加入工作压力为2.45MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
实施例10:把相对分子质量为400~1000的PESA按2g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,标准20g钢试片的阻垢率为93%。
实施例11:把相对分子质量为400~1000的PESA按100g/t量随给水加入工作压力为1.27MPa的运行蒸汽锅炉系统中。锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L,经4个月运行后检查,锅炉传热面未发现结垢,原有垢层明显变薄,部分表面已经洁净,标准20g钢试片的阻垢率为100%。
Claims (5)
1、一种工业锅炉传热面阻垢方法,以聚环氧琥珀酸为阻垢剂,其特征在于:聚环氧琥珀酸的相对分子质量为400~1000,聚环氧琥珀酸加入到锅炉系统中的用量范围在2mg/L~100mg/L,锅炉压力范围为常压~2.45MPa。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于:聚环氧琥珀酸加入到锅炉系统中的用量范围在5mg/L~50mg/L。
3、根据权利要求1所述的方法,其特征在于:在锅水pH值为10~12,总溶解固形物≤4000mg/L的标准水质下使用。
4、根据权利要求1所述的方法,其特征在于:锅炉给水为硬度250mg/L,碱度250mg/L的普通自来水,锅水pH值为10~12,总溶解固形物为15000mg/L的水质下使用。
5、根据权利要求1所述的方法,其特征在于:锅炉给水为普通水、高硬水或高碱水水质。
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