專利名稱：一種鍋爐供水復(fù)合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鍋爐供水復(fù)合物，更具體地說(shuō)，涉及一種鍋爐供水復(fù)合物，其包含純凈二元醇和純水的混合物作為主要成分，以及適量的苯甲酸鈉、甲基苯并三氮唑、三乙醇胺、硝酸鈉、鉬酸鈉和氫氧化鉀作為添加劑，以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在使用的鍋爐供水是自來(lái)水。但是自來(lái)水會(huì)腐蝕鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道，因而會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢。這妨礙了供水的順利循環(huán)，并降低了鍋爐的熱效率。此外，水垢沉淀等可能帶來(lái)停止和阻止循環(huán)系統(tǒng)的問(wèn)題。而且，還可能產(chǎn)生減少鍋爐使用壽命等問(wèn)題。
特別地，在冬天，當(dāng)將停用的鍋爐放在一個(gè)空房子里時(shí)，鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道可能凝固和由于水的膨脹而破裂。這將帶來(lái)諸多問(wèn)題，例如經(jīng)濟(jì)損失(包括能量損失)、鍋爐損壞和操作困難。
此外，由于自來(lái)水的熱傳導(dǎo)率低，因此能量損失將很大。
同時(shí)，由于自來(lái)水的蒸發(fā)速度非常高，因此需要經(jīng)常進(jìn)行補(bǔ)充，因而帶來(lái)了許多不便。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決這些問(wèn)題，韓國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_(kāi)號(hào)1988-554(1988年3月26日)和韓國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_(kāi)號(hào)1988-4064(1988年6月12日)公開(kāi)了一種熱介質(zhì)液體復(fù)合物，其包含乙二醇和水作為主要成分。但是這些專利使用石棉和乳化劑，它們包含在液體復(fù)合物中。這些化工產(chǎn)品附著在鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道上，因此會(huì)結(jié)垢和損壞內(nèi)部燃燒裝置。日本專利申請(qǐng)?jiān)缙诠_(kāi)號(hào)60-60178公開(kāi)了一種“鍋爐熱介質(zhì)”，其主要成分是乙二醇水溶液或丙二醇水溶液。在該專利中，磷酸鹽離子的含量限于50ppm以下，以防止結(jié)垢。但是由于沒(méi)有包含適合各種金屬的防腐劑，因此該專利公開(kāi)的熱介質(zhì)有問(wèn)題，因?yàn)樗荒芊乐瑰仩t的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕。因此，提出本發(fā)明以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種鍋爐供水復(fù)合物，該供水復(fù)合物可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕和結(jié)垢，從而使供水循環(huán)能夠順利進(jìn)行，并且提高熱效率。
該發(fā)明的另一個(gè)目的是，提供一種鍋爐供水復(fù)合物，該供水復(fù)合物可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道破裂，因?yàn)樵诙?，即使將停用的鍋爐放在一個(gè)空房子里以節(jié)省能源，它也不會(huì)凝固。
本發(fā)明還有一個(gè)目的，就是提供一種鍋爐供水復(fù)合物，該供水復(fù)合物包含純凈二元醇和純水作為主要成分，以及各種添加劑，以便可以半永久使用而無(wú)需更換。
為了達(dá)到這些目的，本發(fā)明提供了一種鍋爐供水復(fù)合物，該供水復(fù)合物包含適當(dāng)比例的純凈二元醇和純水，以及各種添加劑。
如上所述，本發(fā)明提供了一種鍋爐供水復(fù)合物，其包含由純凈二元醇和純水組成的純凈二元醇水溶液，以及各種添加劑。使用此供水復(fù)合物可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕或結(jié)垢，因而使供水循環(huán)能夠順利進(jìn)行。此外，該供水可以半永久使用而無(wú)需更換。
將本發(fā)明的供水復(fù)合物加熱到100℃所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間比自來(lái)水的減少了13.7-20.0％，這意味著節(jié)省同樣數(shù)量的能源。此外，加熱30分鐘后本發(fā)明的供水的溫度比自來(lái)水的溫度高45.37％。在停止加熱30分鐘后，本發(fā)明的供水復(fù)合物的溫度降低比自來(lái)水的低46.55％。這意味著本發(fā)明的供水復(fù)合物在鍋爐運(yùn)行期間顯示出非常高的熱效率。
此外，本發(fā)明的供水復(fù)合物還具有低的凝固點(diǎn)。
因此在嚴(yán)冬，即使將停用的鍋爐放在一個(gè)空房子里以節(jié)省能源，它也不會(huì)凝固。這排除了鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道破裂的可能性。
具體實(shí)施例方式
下面詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的鍋爐供水復(fù)合物。
本發(fā)明涉及一種鍋爐供水復(fù)合物(以下稱為“供水”)，該供水復(fù)合物包含92.1-98.8wt％的純凈二元醇和純水的混合物(重量比為70-90∶10-30)、0.1-2.0wt％的苯甲酸鈉、0.1-1.5wt％的甲基苯并三氮唑、0.1-0.7wt％的三乙醇胺、0.5-1.5wt％的硝酸鈉、0.3-1.2wt％的鉬酸鈉，以及0.1-1.0wt％的氫氧化鉀。
本發(fā)明所使用的純凈二元醇水溶液是純凈二元醇和純水的混合物，重量比為70-90∶10-30，含量為92.1-98.8wt％(相對(duì)于看作100wt％的本發(fā)明的供水復(fù)合物總重量)。如果純凈二元醇水溶液中純凈二元醇的含量低于70wt％，則該復(fù)合物的凝固點(diǎn)將升高。因而在冬天，鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道有可能破裂。另一方面，如果該含量超過(guò)90wt％，供水的加熱時(shí)間將縮短，但添加劑將由于純水的量少而不能完全溶解。本發(fā)明使用的純凈二元醇是純凈乙二醇或丙二醇，并且優(yōu)選地使用純凈丙二醇。由于純凈二元醇本身不能防止腐蝕，因此應(yīng)該添加如下各種添加劑。
本發(fā)明的供水所使用的苯甲酸鈉用于防止鐵基材料(如鑄鐵和鋼)腐蝕，添加量為0.1-2.0wt％，并且優(yōu)選地采用0.5-1.0wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。如果該含量低于0.1wt％，將不能形成足以防止鐵腐蝕的苯甲酸鈉薄膜，因而會(huì)發(fā)生腐蝕。如果該含量超過(guò)2.0wt％，則苯甲酸鈉將不能充分溶解，從而降低了防腐效果。
本發(fā)明所使用的甲基苯并三氮唑用于防止銅及銅合金腐蝕，添加量為0.1-1.5wt％，并且優(yōu)選地采用0.4-1.0wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。如果該含量低于0.1wt％，將不能在銅上形成足以防止銅腐蝕的薄膜，因而會(huì)發(fā)生腐蝕。如果該含量超過(guò)1.5wt％，甲基苯并三氮唑?qū)⒉荒艹浞秩芙?，因而?huì)導(dǎo)致結(jié)垢。在本發(fā)明中，甲基苯并三氮唑可以單獨(dú)使用，也可以與苯并三唑和巰基苯并三唑結(jié)合使用。
本發(fā)明所使用的三乙醇胺用于防止鋁及鐵腐蝕，添加量為0.1-0.7wt％，并且優(yōu)先地采用0.2-0.5wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。如果該含量低于0.1wt％，鋁及鐵上形成的薄膜將不完整，因而鋁及鐵會(huì)發(fā)生腐蝕。如果該含量超過(guò)0.7wt％，三乙醇胺將不能充分溶解，因而它可以與共存的亞硝酸鹽反應(yīng)，生成亞硝胺，這會(huì)導(dǎo)致污染。在本發(fā)明中，可以使用從由二乙醇胺、單乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺和環(huán)己胺組成的群組中選擇的一種或多種來(lái)代替三乙醇胺。
本發(fā)明所使用的硝酸鈉用于防止鐵腐蝕，添加量為0.5-1.5wt％，并且優(yōu)選地采用0.9-1.3wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。如果該含量低于0.5wt％，鐵上形成的薄膜將不夠，因而會(huì)發(fā)生腐蝕。如果該含量超過(guò)1.5wt％，硝酸鹽將不能完全溶解，因而會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢。
當(dāng)硝酸鹽與胺共存時(shí)，它們可以相互反應(yīng)，生成亞硝酸胺。在本發(fā)明中，硝酸鈉可以單獨(dú)使用，也可以與硝酸鎂和硝酸鍶結(jié)合使用。
本發(fā)明所使用的鉬酸鈉用于確保這些防腐添加劑穩(wěn)定，添加量為0.3-1.2wt％，并且優(yōu)選地采用0.6-1.0wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。如果鉬酸鈉的含量超出這個(gè)范圍，它可能對(duì)防腐產(chǎn)生負(fù)面作用。
本發(fā)明所使用的氫氧化鉀用于調(diào)節(jié)供水的pH值，添加量為0.1-1.0wt％，并且優(yōu)選地采用0.2-0.5wt％(相對(duì)于看作100wt％的供水復(fù)合物總重量)。含量在此范圍內(nèi)的氫氧化鉀可以將供水的pH值的范圍保持在7.5到9.0之間。在本發(fā)明中，還可以使用氫氧化鈉來(lái)代替氫氧化鉀。
下面將通過(guò)以下示例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員不難看出，本發(fā)明的范圍不限于這些示例。
示例1-3和對(duì)比示例1-3在不同的純凈乙二醇和純水的混合比的條件下，測(cè)量純凈乙二醇和純水的混合物的凝固點(diǎn)，以及將該混合物加熱到100℃所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間。測(cè)量結(jié)果示于下面的表1中。
表1(單位wt％)

Ex.示例，CE.對(duì)比示例從上面的表1可以看出，將示例1-3中每種純凈乙二醇和純水的混合物(重量比70-90∶10-30)加熱到100℃所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間從8分鐘15秒到8分鐘54秒不等，這表明，該混合物的鍋爐運(yùn)行時(shí)間比純水的鍋爐運(yùn)行時(shí)間(10分鐘19秒)縮短了13.7-20.0％。對(duì)于對(duì)比示例1-3，由于純凈乙二醇和純水的混合比超出了本發(fā)明的范圍，因此與示例1-3相比，鍋爐運(yùn)行時(shí)間增加，這意味著鍋爐能源效率降低。特別地，對(duì)比示例1的凝固點(diǎn)為-25℃，這表明，在每隔一段時(shí)間出現(xiàn)的嚴(yán)冬中，鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道有可能破裂。
因此，本發(fā)明以純凈乙二醇水溶液為主要成分的鍋爐供水具有良好的性能。因而可以看出，本發(fā)明的鍋爐供水在減少其加熱所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間的同時(shí)減少了能源消耗，同樣也提高了鍋爐運(yùn)行期間的熱效率。
示例4和對(duì)比示例4示例4是鍋爐的供水復(fù)合物，包含示例2的純凈乙二醇水溶液和各種添加劑，對(duì)比示例4是自來(lái)水，在加熱5分鐘和冷卻30分鐘后分別測(cè)量其溫度。測(cè)量結(jié)果示于下面的表2中。
表2

Ex.4示例4CE.4對(duì)比示例4
Temp.Diff.溫差從表2中可以看出，在加熱30分鐘后，示例4顯示157℃，比對(duì)比示例的108℃高49℃。這意味著，與對(duì)比示例4相比，示例4顯示的溫度高45.37％。在停止加熱30分鐘后，示例4的溫度為85.0℃，比對(duì)比示例4的58℃高27℃。這意味著，與對(duì)比示例4相比，示例4下降的溫度低46.55％?？梢钥闯觯捎诒景l(fā)明的供水復(fù)合物在加熱時(shí)溫度快速上升，在停止加熱時(shí)溫度緩慢下降，因此具有良好的能源效率，在上面的表1和2中，加熱到100℃所需的運(yùn)行時(shí)間不同。其原因在于，在表2中，所使用的是包含各種添加劑的供水復(fù)合物，并且供水樣本的量在表1中為60ml，而在表2中為120ml。
示例5-7和對(duì)比示例5-7首先，通過(guò)以重量比80∶20混合純凈乙二醇和純水來(lái)制備示例2的純凈乙二醇水溶液，然后向最后得到的混合物中添加表3所示的添加劑，以制備示例5-7和對(duì)比示例5-7的樣本。
表3


Ex.示例，CE.對(duì)比示例示例5-7和對(duì)比示例5-7的腐蝕測(cè)試結(jié)果示于下面的表4中。
表4

在對(duì)比示例5和6中，由于添加劑超出了本發(fā)明的范圍，因此與示例5-7相比，各種金屬試樣的重量都大大減少，這表明腐蝕非常嚴(yán)重。在對(duì)比示例7中，沒(méi)有添加鉬酸鈉(穩(wěn)定劑)和氫氧化鉀(pH值調(diào)節(jié)劑)，因而各種防腐劑都沒(méi)有穩(wěn)定，并且供水的pH值也沒(méi)有調(diào)節(jié)到7.5-9.0的范圍內(nèi)。因此，與示例5-7相比，各種金屬試樣的重量都大大減少，這表明腐蝕非常嚴(yán)重。
凝固點(diǎn)和加熱到100℃所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間示于表1中，在各次加熱和冷卻后的溫度示于表2中，由于腐蝕而減少的重量示于表4中。
凝固點(diǎn)測(cè)試用供水制備30vol％和50vol％的試液。將75-100ml的試液放入凝固點(diǎn)測(cè)量設(shè)備的冷卻管，用軟木塞或橡皮塞固定攪拌器和溫度計(jì)，把溫度計(jì)的下端放在試液的中心。將冷卻管放入由丙酮或甲醇和干冰制成的冷卻液中。試液的表面離冷卻液的表面大約10mm。然后，當(dāng)攪拌器以每分鐘60~80次的速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)開(kāi)始冷卻。每分鐘記錄溫度一次。
凝固點(diǎn)是溫度保持不變時(shí)的溫度。測(cè)量?jī)纱文厅c(diǎn)，并計(jì)算平均值。
加熱測(cè)試加熱到100℃所需的時(shí)間是在韓國(guó)機(jī)械儀表和石化產(chǎn)品測(cè)試研究所(KoreaMachinery Meter and Petrochemical Testing and Research Institute)進(jìn)行的，該單位是獲得韓國(guó)國(guó)家認(rèn)可的測(cè)試權(quán)威機(jī)構(gòu)。測(cè)試方法如下。
按照KS M 2141的規(guī)定使用平衡回流沸點(diǎn)測(cè)定器。將溫度計(jì)放入燒瓶的一側(cè)，并用橡皮塞密封。將溫度計(jì)的下端放在燒瓶底部中心上方6.5mm處，在燒瓶中放入60ml樣本和三粒沸騰石。作為熱源的加熱板上有一個(gè)直徑為32-38mm的孔。通過(guò)加熱板的孔加熱燒瓶。冷卻設(shè)備流出溫度低于28℃的水。在測(cè)量時(shí)，將冷卻水的溫升保持在2℃以內(nèi)。給加熱板通電后，開(kāi)始測(cè)量到達(dá)100℃的時(shí)間(精確到秒)。表1中的結(jié)果是兩次測(cè)量的平均值。
在表2中，類似于表1，加熱30分鐘，然后每5分鐘測(cè)量一次溫度。停止加熱后，同樣冷卻30分鐘，然后每5分鐘測(cè)量一次溫度。所使用的樣本量為120ml，是表1中的兩倍。
腐蝕測(cè)試按照KS M 2142的規(guī)定進(jìn)行腐蝕測(cè)試。首先，制取鋁、鑄鐵、鋼、黃銅、鉛和銅的試樣。將148mg的硫酸鈉、165mg的氯化鈉和138mg的碳酸氫鈉溶解到1升水中，以制備水混合物。用供水將該水混合物稀釋成30vol％，然后將試樣浸入稀釋的供水中，以100±10ml/min的速度通入干空氣，將試液的溫度保持在88±2℃的范圍內(nèi)，一直持續(xù)336小時(shí)(14天)。每天檢查試液的量，并且用水補(bǔ)充由于蒸發(fā)而損失的量。完成測(cè)試后，用處理液處理試樣，并且吹干，然后測(cè)試其重量(精確到0.1mg)。根據(jù)以下公式計(jì)算重量改變。在測(cè)試每種試樣兩次后計(jì)算平均值。
C＝(W’-W)/S其中，C重量改變(mg/cm2)W’測(cè)試后試樣的重量(mg)W測(cè)試前試樣的重量(mg)S測(cè)試前試樣的總表面積(cm2)如上所述，本發(fā)明提供了一種鍋爐供水復(fù)合物，其包含由純凈二元醇和純水組成的純凈二元醇水溶液，以及各種添加劑。使用此供水復(fù)合物可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕和結(jié)垢，因而使供水循環(huán)能夠順利進(jìn)行。此外，該供水可以半永久使用而無(wú)需更換。
將本發(fā)明的供水復(fù)合物加熱到100℃所需的鍋爐運(yùn)行時(shí)間比自來(lái)水的減少了13.7-20.0％，這意味著節(jié)省同樣數(shù)量的能源。此外，加熱30分鐘后本發(fā)明的供水的溫度比自來(lái)水的溫度高45.37％。在停止加熱30分鐘后，本發(fā)明的供水復(fù)合物的溫度降低比自來(lái)水的低46.55％。這意味著本發(fā)明的供水復(fù)合物在鍋爐運(yùn)行期間顯示出非常高的熱效率。
此外，本發(fā)明的供水復(fù)合物還具有低的凝固點(diǎn)。
因此在嚴(yán)冬，即使將停用的鍋爐放在一個(gè)空房子里以節(jié)省能源，它也不會(huì)凝固。這排除了鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道破裂的可能性。
權(quán)利要求
1.一種鍋爐供水復(fù)合物，其包含92.1-98.8wt％的純凈乙二醇和純水的混合物(重量比為70-90∶10-20)作為主要成分、0.1-2.0wt％的苯甲酸鈉、0.1-1.5wt％的甲基苯并三氮唑、0.1-0.7wt％的三乙醇胺、0.5-1.5wt％的硝酸鈉、0.3-1.2wt％的鉬酸鈉，以及0.1-1.0wt％的氫氧化鉀。
2.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，使用純凈丙二醇來(lái)代替純凈乙二醇。
3.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，使用苯并三唑和巰基苯并三唑之一來(lái)代替甲基苯并三氮唑。
4.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，可以使用從由二乙醇胺、單乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺和環(huán)己胺組成的群組中選擇至少一種來(lái)代替三乙醇胺。
5.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，使用硝酸鎂和硝酸鍶之一來(lái)代替硝酸鈉。
6.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，苯甲酸鈉的添加量為0.5-1.0wt％。
7.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，甲基苯并三氮唑的添加量為0.4-1.0wt％。
8.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，三乙醇胺的添加量為0.2-0.5wt％。
9.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，硝酸鈉的添加量為0.9-1.3wt％。
10.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，鉬酸鈉的添加量為0.6-1.0wt％。
11.如權(quán)利要求1所述的供水復(fù)合物，其中，氫氧化鉀的添加量為0.2-0.5wt％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鍋爐供水復(fù)合物，其主要成分是純凈乙二醇水溶液，該水溶液是純凈乙二醇和純水的混合物，重量比為70－90∶10－30wt％。本發(fā)明的供水復(fù)合物包含92.1－98.8wt％的純凈乙二醇水溶液、0.1－2.0wt％的苯甲酸鈉、0.1－1.5wt％的甲基苯并三氮唑、0.1－0.7wt％的三乙醇胺、0.5－1.5wt％的硝酸鈉、0.3－1.2wt％的鉬酸鈉，以及0.1－ 1.0wt％的氫氧化鉀。本發(fā)明的供水復(fù)合物可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道腐蝕或結(jié)垢，從而使供水循環(huán)能夠順利進(jìn)行。其熱效率特別高。此外，在嚴(yán)冬，即使停用鍋爐以節(jié)省能源，它也不會(huì)凝固，從而可以防止鍋爐的內(nèi)部燃燒裝置和管道破裂。而且它還可以半永久使用。
文檔編號(hào)C09K5/00GK1780893SQ200480011444
公開(kāi)日2006年5月31日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者金永男 申請(qǐng)人:金永男