一种复合型无磷锅炉水处理剂

技术领域

本发明涉及锅炉水化学处理技术领域，具体属于一种复合型无磷锅炉水处理剂。

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，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。是蒸汽或热水的发生设备，以水作为传热介质，锅炉长期使用后，在运行和停用期间不可避免会出现结垢、锈蚀等现象。

一般情况下，锅炉腐蚀分为化学腐蚀和电化学腐蚀。其中，电化学腐蚀在锅炉腐蚀中更常见，且危害较大。锅炉的给水是电解质，在金属材料化学成分不均、组织结构不同、变形和内应力不均、以及金属表面膜不完整等情况下，都会在金属表面形成许多腐蚀微电池，造成电化学腐蚀。生产中常见的氧腐蚀、酸腐蚀和沉积物下腐蚀等均属于电化学腐蚀。锅炉腐蚀不仅会缩短设备的使用寿命，直接影响锅炉的安全运行，造成经济损失，而且锅炉的腐蚀产物会被带进汽轮机或其他设备，进而严重影响这些设备的寿命和安全运行。

传统的锅炉水处理工艺为磷酸三钠或者有机磷酸盐等作为阻垢剂，有机胺或者氨水作为ph调节剂，此种工艺排污量大，排出的污水含磷较难处理，而且含有大量的热量，增加企业能耗，也不符合目前节能减排的趋势。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明为一种复合型无磷锅炉水处理剂，其技术方案为：

由下列重量份的原料制成：

聚丙烯酸盐10-24份，吗啉18-20份，环己胺1-6份，二乙烯三胺9-15份，十八胺1-6份，去离子水30-60份。

进一步地，由下列重量份的原料制成：

聚丙烯酸盐17份，吗啉18份，环己胺6份，二乙烯三胺9份，十八胺1份，去离子水49份。

进一步地，聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠。

进一步地，所述处理剂按照以下步骤进行制备：

步骤一：首先，将一定份的聚丙烯酸和吗啉加入到干燥的反应釜中；

步骤二：然后，向反应釜中缓速加入一定份的去离子水，并搅拌；

步骤三：再向，反应釜中加入一定份的十八胺，并搅拌；

步骤四：再向，反应釜中加入一定份的环己胺和二乙烯三胺，并搅拌，在搅拌的同时，再向反应釜内缓速的添加一定份的去离子水；

步骤五：搅拌完成后，静置若干分钟，得复合型无磷锅炉水处理剂。

进一步地，所述反应釜的搅拌转速200r/min，工作温度为常温 25℃，工作压力为常压0.1MPa。

进一步地，所述锅炉水处理剂为固体物含量0％、总磷含量0％、 PH值为13-14、密度约为1.00-1.05的无色透明液体。

进一步地，往锅炉中投放处理剂的浓度为2-10mg/L。

本发明的有益效果为：本发明为一种复合型无磷锅炉水处理剂，本发明无磷环保，其阻垢成分为：聚丙烯酸盐、吗啉、环己胺、二乙烯三胺、十八胺和去离子水，配方科学，配比严谨，具有阻垢分散效果，能有效控制锅炉结垢；对锅炉金属有钝化作用，提高传热效率；能有效消除泡沫，减少炉水气沫夹带现象，提升蒸汽品质；药剂本身和生产过程无毒无刺激，使用安全环保便捷，可有效减少因药剂积累造成的锅炉排污，节能减排较常规药剂更具优势。

附图说明

图1-1、1-2、2-1、2-2、3-1、3-2为实施例一附图说明；

图4-1、4-2、4-3为实施例二附图说明；

图5-1、5-2、5-3、5-4和5-5为实施例三附图说明；

图1-1炉水PH变化趋势图；

图1-2使用处理剂后，PH变化曲线图；

图2-1炉水电导率变化趋势图；

图2-2加复合型无磷锅炉水处理剂后，炉水电导率变化趋势图；

图3-1炉水磷酸根变化趋势图；

图3-2使用处理剂后，炉水磷酸根变化趋势图；

图4-1炉水PH变化趋势图；

图4-2炉水电导率变化趋势图；

图4-3蒸汽PH；

图5-1炉水PH变化趋势图；

图5-2炉水电导率变化趋势图；

图5-3炉水磷酸根浓度变化趋势图；

图5-4饱和蒸汽电导率变化趋势；

图5-5过热蒸汽电导率变化趋势图。

具体实施方式

实施例一

本发明为一种复合型无磷锅炉水处理剂，由下列重量份的原料制成：聚丙烯酸盐10-24份、吗啉18-20份、环己胺1-6份、二乙烯三胺9-15份、十八胺1-6份、去离子水30-60份。

进一步地，由下列重量份的原料制成：

聚丙烯酸盐17份，吗啉18份，环己胺6份，二乙烯三胺9份，十八胺1份，去离子水49份。

上述锅炉水处理剂的制备方法：

将聚丙烯酸盐和吗啉分别加入到干燥的反应釜中，向反应釜中缓速加入一半的去离子水，搅拌10-20分钟后，再向反应釜中加入十八胺，搅拌五分钟，再向反应釜中加入环己胺和二乙烯三胺，搅拌30-50 分钟，在搅拌的同时，向反应釜内缓速的添加另一半的去离子水，搅拌完成后，静置10分钟，得复合型无磷锅炉水处理剂。

该锅炉水处理剂为固体物含量0％、总磷含量0％、PH值为13-14、密度约为1.00-1.05的无色透明液体。水处理剂的投放浓度为 2-10mg/L，优选5mg/L。

所述反应釜的搅拌转速200r/min，工作温度为常温25℃，工作压力为常压0.1MPa。

经过现场实施，本发明在某化工厂9.8Mp锅炉上应用.在不同时期，使用相同设备，在使用炉水处理剂前、后，分别测得炉水PH值、炉水电导率、炉水磷酸根和蒸汽钠离子变化趋势图，得出以下炉水指标：

一、炉水指标

1.1炉水pH对比情况

图1-1炉水PH变化趋势图，炉水未使用本处理剂前，PH值变化 曲线图，表现为：PH控制不稳定。

图1-2使用处理剂后，PH值变化曲线图，其炉水PH值范围为： 9.45-9.75，表现为：稳定。

1.2炉水电导率对比情况

图2-1炉水电导率变化趋势图，未使用本处理剂前，炉水电导 率50-70us/ms左右，炉水电导率超出国标50us/ms以内。

图2-2炉水电导率变化趋势图，加复合型无磷锅炉水处理剂后， 不会在系统增加电导率，炉水电导平稳，定排周期在10天-15天定 排一次。

1.3炉水磷酸根对比情况

图3-1炉水磷酸根变化趋势图，炉水未使用本处理剂前，炉水 磷酸根在3-5mg/L，炉水中磷酸根超标会引起结垢腐蚀。

图3-2炉水磷酸根变化趋势图，使用处理剂后，炉水中的磷酸 根为0。

实施例二

以下是山东某焦化厂，干熄焦锅炉采用复合型无磷锅炉水药剂之后，具体的对比数据图。

(1月23日-1月30日原厂家药剂,2月1日-2月14日复合型无磷锅炉水药剂)

1、炉水指标

根据《GBT12145-2016火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》标准要求，干熄焦高压锅炉炉水控制标准：pH在9.0-10.5，电导率＜ 50us/cm，二氧化硅≤2.0mg/L，通过采用复合型无磷锅炉水药剂处理前后的炉水水质情况对比如下：

1.1pH对比

图4-1炉水PH变化趋势图，使用之前厂家锅炉水处理剂PH的 控制较不稳定，2月1日加入复合型无磷锅炉水药剂PH稳定在9.5左右。

1.2电导率对比

图4-2炉水电导率变化趋势图，炉水电导率从运行初期的30us/ms 左右，通过调整之后，炉水电导一度下降到10us/ms左右，自2月1日以后 逐步关闭了连排和定排，电导率目前基本稳定在10-15us/ms之间。

图4-3所示，蒸汽侧ph由原先的8.5以下，升高到现在的9-9.5， 证明本药剂不仅能保护锅炉，而且能保护蒸汽侧的管道不受腐蚀。

实施例三

山东泰安某生物淀粉厂，9.8Mp自用发电锅炉原磷酸三钠、氢氧化钠完全停止投加，使用复合型无磷锅炉水药剂，运行状况如下：

一、运行效果

蒸汽指标：蒸汽电导从5左右，下降到3左右

炉水指标：炉水PH基本稳定在9.7-9.9

炉水电导率基本调整在20-40之间

定排：定排周期由每班排一次，延长为15天一次。

连排：由原来开度很小到现在已关闭。

通过采用复合型无磷锅炉水药剂处理后，可以得出炉水、过热蒸汽等水汽品质得到明显改善，同时在降低锅炉的排污率的前提下，炉水的电导率也得到明显降低。

二、采用复合型无磷锅炉水药剂之后各运行指标对比情况

1、炉水指标

1.1炉水pH对比情况

如图5-1所示，之前加磷酸三钠和氢氧化钠炉水ph波动范围较 大9.5-10.5之间，目前炉水PH稳定在9.7-9.9。

1.2炉水电导率对比情况

如图5-2所示，目前炉水电导平稳，加复合型无磷锅炉水药剂不 会在系统增加电导率，定排周期在15天定排一次。

1.3炉水磷酸根对比情况

如图5-3所示，在没有大量排污的情况下，截止目前炉水中的磷 酸根降为0.8mg/L，由于目前排污量非常少，随着运行，磷酸根最终 降低到0。

2、蒸汽指标

2.1蒸汽电导

如图5-4和5-5所示，在没有大量排污的情况下，饱和蒸汽和过 热蒸汽电导率持续降低，很好的反应了本产品能改善蒸汽的品质。

3、排污

3.1用Sywater BWT 9701之前排污频率

定排：每天一次

联排：一直打开

排污率估算在3.0％左右

排污率＝定排2％+联排1％。

一个月大概排掉热水

＝每小时蒸汽量*24小时*天数*排污率

＝140*24*31*3.0％＝3124.8吨

3.2用Sywater BWT 9701之后排污频率

定排：15天一次

连排：关闭

排污率估算在0.2％＝定排2.0％/15+连排0％(理论值)+ 其他损失

一个月大概排掉热水

＝每小时蒸汽量*24小时*天数*排污率

＝140*24*31*0.2％＝208.32吨

4、经济效益

4.1节约除盐水费用

除盐水每月节省费用(除盐水单价按10元/吨)

＝每小时蒸汽量*24小时*天数*(之前排污率-现在排污率)*除盐水单价

＝140*24*31*(3.0％-0.2％)*10

＝29164.8元/月

4.2节约燃煤费用

除盐水每月节约2916.48吨

炉水温度286℃，286℃时水的热焓值1449.6kj/kg

给水温度20℃，20℃时水的热焓值83.96kj/kg

锅炉热效率按86％计算

煤价格1KKcal＝0.13元

1Kcal＝4.18kj

每月节约燃煤费用

＝节约的除盐水吨数*1000*(炉水热焓值-给水热焓值)/4.18/ 锅炉热效率*煤价格

＝2916.48*1000*(1449.6-83.96)*0.13/4.18/86％/1000

＝144033.6元

4.3锅炉每月节约费用总计

＝每月节省除盐水费用+每月节省燃煤费用-锅炉水药剂费用

＝16.9031万元/月。