工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製作方法

2023-09-18 13:46:45

專利名稱：工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製作方法
技術領域：
本發明屬於工業鍋爐蒸汽冷凝水水處理技術領域，具體涉及一種工業鍋爐蒸汽冷凝水系統緩蝕劑。
背景技術：
鍋爐產生的蒸汽在使用過程中被冷凝成了冷凝水。冷凝水具有高純潔性和高含熱能的特性。據統計，不同壓力下蒸汽產生的冷凝水所含有的餘熱可佔到蒸汽總熱量的15% 30%，是一種數量可觀、品質優良的理想餘熱資源。如果充分回收這部分的熱量，就可降低鍋爐的燃料消耗量，起到節能的作用。不僅如此，還可大量減少鍋爐補給水的用量，降低鍋爐排汙量(包括C02、SO2、煤渣及廢水等的排放量)。因此，將蒸汽冷凝水回收用作鍋爐補給水，是一項節能節水、有利於環境保護的措施。但是由於蒸汽冷凝水系統的腐蝕，使回收的冷凝水中含有大量的鐵離子，如果將其直接回收，作為鍋爐給水使用，將使鍋爐受熱面結生鐵垢，影響傳熱，並易發生垢下腐蝕，進而引發爆管等威脅鍋爐安全運行的事故，嚴重時會導致鍋爐提前報廢。如果不回用，將含有很高價值的冷凝水排放掉，將會造成能源和水資源的浪費。另外腐蝕將導致金屬管道及用汽設備的使用壽命降低。蒸汽冷凝水系統的腐蝕，是因為鍋爐給水(軟化水)中的HC03_在爐內高溫、高壓下，發生分解產生C02，CO2隨水蒸汽進入蒸汽冷凝水系統。當蒸汽被冷凝成水時，CO2也隨之溶於冷凝水中，使冷凝 水成酸性。酸性的冷凝水會腐蝕碳鋼管道及設備，從而使冷凝水含有大量的鐵離子。當系統中同時存在氧氣時，會加速腐蝕。因此，必須首先做好蒸汽冷凝水的水處理工作，抑制系統的腐蝕，將蒸汽冷凝水中的鐵離子降低至國家標準規定值以內，才能將其作為鍋爐給水回用，從而達到鍋爐節能減排之目的。在冷凝水中加入緩蝕劑，可以防止系統中碳鋼的腐蝕，從而很好地解決了冷凝水鐵離子超標問題。傳統的緩蝕劑主要是成膜胺和中和胺。成膜胺能夠吸附在碳鋼表面，形成一層疏水膜，防止碳鋼表面與酸性的冷凝水接觸，從而達到防腐的目的。成膜胺具有投加量少，緩蝕效果好，水處理成本低等優點。但成膜胺檢測方法複雜，需要高端檢測儀器及高技術人員操作，所以一般單位在使用該藥劑時，都不能對加藥量進行跟蹤檢測。由於蒸汽用量在不斷地變化，所以藥劑的投加量也因隨之改變。若不隨時對水中的藥劑含量進行檢測，會出現藥量時多時少現象，藥量多時，造成水處理成本的不必要增加，藥量不足，造成緩蝕效果的下降。中和胺是用於中和冷凝水中的碳酸，使冷凝水呈弱鹼性，從而達到消除系統酸性腐蝕的目的。該類藥劑能夠通過調控冷凝水的PH值，來控制加藥量。因此具有操作方便，便於控制的優點。但是與成膜胺相比加藥量偏高，水處理成本高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服傳統緩蝕劑存在的缺點，提供一種加藥量少、緩蝕效果好、水處理成本低的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑。解決上述技術問題所採用的技術方案是該緩蝕劑由下述質量百分配比的原料製成:
十二烷基胺醋酸鹽或十八烷基胺醋酸鹽5% 10%
環己胺或嗎啉60% 匪
乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽3% 10%
去離子水或蒸餾水加至100%。本發明的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，優選由下述質量百分配比的原料製成:
十二烷基胺醋酸鹽或卜八烷基胺醋酸鹽7% 10%
環己胺或嗎啉70% 80%
乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽3% 5%
去離子水或蒸餾水加至100%。本發明的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，最佳由下述質量百分配比的原料製成:
十二烷基胺醋酸鹽或-[ 八焼基胺醋酸鹽10%
環己胺或嗎啉80%
乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽5%
去離子水或蒸餾水5%o上述工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法為:按照上述原料的質量百分配比，將十二烷基胺醋酸鹽或十八烷基胺醋酸鹽、環己胺或嗎啉、乙二胺四甲叉膦酸鹽、去離子水或蒸餾水加入反應釜中，加熱至70°C，攪拌至完全溶解，冷卻至室溫，分裝至包裝桶中，得到工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑。本發明的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的使用方法為:加藥初期(一般為四至七天)，根據不同水質將本發明的蒸汽冷凝水緩蝕劑按每噸水50 IOOg的投加量，投入蒸汽冷凝水中，具體投加量以控制冷凝水的PH值為8 9為準，當蒸汽冷凝水的水質變清、水中的鐵離子含量達到GB/1576-2008《工業鍋爐水質標準》規定的鍋爐給水鐵含量< 0.3mg/L的要求時，將回收的蒸汽冷凝水作為鍋爐給水使用，然後降低蒸汽冷凝水緩蝕劑的投加量至每噸水20 50g，具體投加量以控制冷凝水的pH值為7.5 8.5為準。本發明的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的特點如下:1、能夠在蒸汽冷凝水系統金屬表面形成形成雙層保護膜(這是以往藥劑所沒有特性)，即由烷基胺醋酸鹽形成的疏水性保護膜和由乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽形成的保護膜，以防止系統的腐蝕；能夠除去工業鍋爐蒸汽冷凝水中的二氧化碳，使冷凝水呈弱鹼性，防止系統的酸性腐蝕；能夠在鍋爐給水硬度不達標時，防止鍋爐結垢。2、使用本發明的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑進行蒸汽冷凝水的回用，可以通過調整冷凝水的PH值來控制加藥量，具有使用方法簡單，易於控制的特點，另外本發明投加藥量少，水處理成本低，緩蝕效果好，操作簡單，便於監控，可用於工業鍋爐蒸汽冷凝水系統的防腐。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限於這些實施例。實施例1以製備IOOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑為例，所用原料及其質量配比如下:
十八煉基胺醋酸鹽IOOg
環己胺800g
乙二胺四甲叉瞵酸鈉鹽50g
去離子水50g上述工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法為:按照上述原料的質量配比，將十八烷基胺醋酸鹽、環己胺、乙二胺四甲叉膦酸鹽、去離子水加入反應釜中，加熱至70°C，攪拌至完全溶解，冷卻至室溫，分裝至包裝桶中，得到工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑。實施例·2以製備IOOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑為例，所用原料及其質量配比如下:
十二烷基I安醋酸鹽70g
嗎啉800g
乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽30g
蒸餾水IOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法與實施例1相同。實施例3以製備IOOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑為例，所用原料及其質量配比如下:
-卜八垸纖醋酸鹽5ufe
環己胺800g
乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽50g
蒸餾水IOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法與實施例1相同。實施例4以製備IOOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑為例，所用原料及其質量配比如下:十二垸基胺醋酸鹽IOOg
環己胺bOOg
乙二胺四甲叉膦酸納鹽IOOg
去離子水WOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法與實施例1相同。實施例5以製備IOOOg工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑為例，所用原料及其質量配比如下:
十二烷基胺醋酸鹽7
嗎啉700g
乙二胺四甲叉膦酸納鹽50g
去離子水180g工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑的製備方法與實施例1相同。為了證明本發明的有益效果，發明人按照實施例1的原料配比製備成工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑(以下稱本發明)，進行了大量的研究試驗，各種試驗情況如下:1、不同緩蝕劑對緩蝕率的影響分別以本發明、環己胺、10%十八烷基胺的乙醇溶液為緩蝕劑，測試其投加量對20#鋼標準試片的緩蝕率，測試方法如下:按照表I的投藥量，將緩蝕劑加入IOOOmL廣口瓶中，再加入800mL pH值為5.0
5.5的蒸餾水作為實驗用水，混合均勻，蓋上廣口瓶瓶蓋，置於磁力攪拌器上1500轉/分鐘攪拌，加熱至80°C，浸入20#鋼標準試片(浸入前先稱重，精確到0.0OOlg),開始計時，當時間達到72小時時，取出試片，將試片用毛刷刷乾淨，在酸洗液中用脫脂棉擦洗，然後迅速用自來水衝洗，立即浸入氫氧化鈉水溶液中30秒，取出，用自來水衝洗,用濾紙擦乾,在無水乙醇中浸泡3分鐘，用濾紙擦乾，置於乾燥器中4小時，取出稱重(精確到0.0OOlg)。同時，做未添加緩蝕劑的空白試驗。按照下述方法計算緩蝕劑的緩蝕率X2:Xl = 8760 X (if-Nx 10
Α.1). Xi = Χ°~Λ| X100%
Xo式中W是實驗如試片質量，g ；W0是實驗後試片質量，g ；A是試片表面積，cm2 ；D是試片密度，g/cm3 ；T是實驗周期，小時；Χ。是試片在空白試驗中的腐蝕速率，mm/a ；X,是試片在緩蝕劑中的腐蝕速率，mm/a ο試驗計算結果見表I。表I不同緩蝕劑對緩蝕率的影響
權利要求
1.一種工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，其特徵在於該緩蝕劑由下述質量百分配比的原料製成:十二烷基胺醋酸鹽或十八院基胺醋_5% 10%環己胺或嗎啉60% 80%乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽3% 10%去離子水或蒸餾水加至100%。
2.根據權利要求I所述的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，其特徵在於該緩蝕劑由下述質量百分配比的原料製成 -丨· 二烷基胺醋酸鹽或-1 -八烷基胺醋酸鹽7% 10%環己胺或嗎啉70% 80%乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽3% 5%去離子水或蒸餾水加至100%。
3.根據權利要求I所述的工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，其特徵在於該緩蝕劑由下述質量百分配比的原料製成-1 -二藤胺醋酸鹽或-丨·八烷基胺醋酸鹽10%環己胺或嗎啉80%乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽5%去離子水或蒸懷水5/n
全文摘要
一種工業鍋爐蒸汽冷凝水緩蝕劑，由下述質量百分配比的原料製成十二烷基胺醋酸鹽或十八烷基胺醋酸鹽5%～10%、環己胺或嗎啉60%～80%、乙二胺四甲叉膦酸鈉鹽3%～10%、蒸餾水或去離子水加至100%。該緩蝕劑能夠在金屬表面形成緻密的保護膜；除掉冷凝水中的二氧化碳；能夠在鍋爐給水硬度不達標時，防止鍋爐結垢等。本發明緩蝕劑具有投加藥量少，水處理成本低，緩蝕效果好，易操作等特點。該緩蝕劑用於工業鍋爐蒸汽冷凝水的回用，節能減排效果顯著。
文檔編號C02F5/14GK103253778SQ20131016985
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月9日 優先權日2013年5月9日
發明者劉志剛, 王麗莉, 楊鴻鷹, 段寶民, 王安平, 張文存 申請人:陝西省石油化工研究設計院