一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本申請(qǐng)屬于環(huán)保試劑工藝領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)保、緩蝕性能好的鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]阻垢劑(scale inhibitor):是具有能分散水中的難溶性無(wú)機(jī)鹽、阻止或干擾難溶性無(wú)機(jī)鹽在金屬表面的沉淀、結(jié)垢功能，并維持金屬設(shè)備有良好的傳熱效果的一類(lèi)藥劑。冷換設(shè)備防腐阻垢劑以環(huán)氧樹(shù)脂和特定氨基樹(shù)脂為基料，加入適量的各種防銹、防腐等各種助劑配制而成，為單組分。它具有優(yōu)異的屏蔽、抗?jié)B、防銹性能、良好的阻垢、導(dǎo)熱性，優(yōu)良的耐弱酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑等性能，它的附著力強(qiáng)，且膜層光亮、柔韌、致密、堅(jiān)硬。
[0005]分散作用的結(jié)果是阻止成垢粒子間的相互接觸和凝聚，從而可阻止垢的生長(zhǎng)。成垢粒子可以是鈣、鎂離子，還可以是塵埃、泥沙或其他水不溶物。分散劑是具有一定相對(duì)分子質(zhì)量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低與相對(duì)分子質(zhì)量(或聚合度)的大小密切相關(guān)。聚合度過(guò)低，則被吸附分散的粒子數(shù)少，分散效率低；聚合度過(guò)高，則被吸附分散的粒子數(shù)過(guò)多，水體變渾濁，甚至形成絮體(此時(shí)的作用與絮凝劑相近)。與螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢劑的分散功能起主要作用。
[0006]熱水鍋爐無(wú)論在工業(yè)生產(chǎn)還是人民生活中都發(fā)揮著重要的作用。然而，熱水鍋爐系統(tǒng)的運(yùn)行腐蝕、停用腐蝕以及由此而引起的腐蝕產(chǎn)物結(jié)垢問(wèn)題卻是長(zhǎng)期困擾人們的難題。由于熱水鍋爐的工作條件與蒸汽鍋爐有很大不同，熱水鍋爐房也比蒸汽鍋爐房簡(jiǎn)陋，許多對(duì)蒸汽鍋爐行之有效的技術(shù)對(duì)熱水鍋爐難以適用。正在開(kāi)發(fā)的針對(duì)熱水鍋爐的防腐阻垢技術(shù)，有些還不夠成熟，有些雖已成熟但應(yīng)用尚不普遍。這些情況致使當(dāng)前熱水鍋爐腐蝕十分嚴(yán)重。在國(guó)外，這個(gè)問(wèn)題尚未很好解決。一般熱水鍋爐使用二三年后就會(huì)出現(xiàn)明顯的金屬腐蝕現(xiàn)象，發(fā)生紅水或泄露。我國(guó)熱水鍋爐的腐蝕情況更為嚴(yán)重。據(jù)遼寧省遼陽(yáng)市鍋爐檢驗(yàn)研究所統(tǒng)計(jì)，在在用的800臺(tái)采暖鍋爐中，發(fā)生了腐蝕的鍋爐就有755臺(tái)，占95%，其中嚴(yán)重腐蝕約占10% - 15%腐蝕泄露約占5% - 8%，由于腐蝕而花的正常檢修費(fèi)用達(dá)近百萬(wàn)元。我國(guó)熱水鍋爐的設(shè)計(jì)壽命為12年，由于腐蝕等原因，只運(yùn)行5?8年就報(bào)廢了，僅為設(shè)計(jì)壽命的1/2?1/3。
[0007]腐蝕會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。對(duì)熱水鍋爐來(lái)說(shuō)，腐蝕除導(dǎo)致降低壽命、大幅度增加維修和大修費(fèi)用之外，還由于腐蝕泄漏往往發(fā)生在最嚴(yán)寒的冬季采暖時(shí)期，供熱中斷會(huì)直接影響到居民的正常生活。為了改變這種現(xiàn)狀，研究開(kāi)發(fā)熱水鍋爐防腐阻垢技術(shù)勢(shì)在必行。熱水鍋爐腐蝕及其嚴(yán)重的現(xiàn)狀既與運(yùn)行腐蝕有關(guān)，也與停用腐蝕有關(guān)。
[0008]為了防止熱水鍋爐的運(yùn)行腐蝕，多年來(lái)，人們力圖將熱力除氧、真空除氧等對(duì)蒸汽鍋爐行之有效的技術(shù)引用到熱水鍋爐上，由于熱水鍋爐房缺乏實(shí)施條件而沒(méi)有成功。專(zhuān)門(mén)為熱水鍋爐開(kāi)發(fā)的解吸除氧，氧化還原樹(shù)脂除氧，亞硫酸鈉法、鍍鋅法等亦存在著許多尚待解決的問(wèn)題。高劑量亞硝酸鈉法在日本得到成功應(yīng)用，但由于眾所周知的毒性問(wèn)題以及加量不足有可能引起鍋爐金屬孔蝕而沒(méi)在其他國(guó)家推廣使用。
[0009]鍋爐停用期間的腐蝕比運(yùn)行腐蝕更為嚴(yán)重，大規(guī)模的腐蝕損壞和局部腐蝕穿孔往往是由停用腐蝕所引起的。熱水鍋爐系統(tǒng)運(yùn)行期短，停用期長(zhǎng)。由停用腐蝕引起的紅水和泄漏事故頻頻發(fā)生。為防止和減輕停用腐蝕，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一些保護(hù)方法，主要的方法是傳統(tǒng)的干法和濕法和研究成功的TH-901法。在嚴(yán)格實(shí)施的條件下，傳統(tǒng)干法和濕法也可以得到好的效果，但是，由于傳統(tǒng)方法操作繁瑣，中小型鍋爐房往往不完全具備實(shí)施條件等原因，效果很不理想。TH-901法高效方便，保護(hù)期長(zhǎng)，已在全國(guó)普遍應(yīng)用，對(duì)熱水鍋爐本體的保護(hù)無(wú)疑是成功的，然而，對(duì)熱水鍋爐系統(tǒng)的復(fù)雜管網(wǎng)，熱交換器及遍布千家萬(wàn)戶(hù)的散熱器，由于無(wú)法放置TH-901緩蝕劑而難以保護(hù)。由于鍋爐運(yùn)行期間和停用期間的環(huán)境條件差異很大，運(yùn)行腐蝕和停用腐蝕都有尚待解決的技術(shù)問(wèn)題等原因，國(guó)內(nèi)外對(duì)于熱水鍋爐防腐阻垢的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，或者是針對(duì)運(yùn)行鍋爐的，或者是針對(duì)停用鍋爐的，把鍋爐的運(yùn)行和停用兩者分開(kāi)處理一一運(yùn)行時(shí)采用一套技術(shù)防腐阻垢，停用時(shí)采用另一套技術(shù)防腐保養(yǎng)已經(jīng)成為傳統(tǒng)模式。因此，研究效果好而又簡(jiǎn)便易行的熱水鍋爐全系統(tǒng)停用保護(hù)方法是十分必要的。
[0010]隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進(jìn)程的加快，與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的工業(yè)鍋爐及熱水鍋爐采暖系統(tǒng)規(guī)模也快速增長(zhǎng)。由于鍋爐水處理技術(shù)水平的限制等原因，工業(yè)鍋爐普遍存在腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，導(dǎo)致鍋爐壽命縮短，維護(hù)及運(yùn)行成本上升。而隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會(huì)的構(gòu)成，設(shè)計(jì)一種無(wú)毒、無(wú)臭、環(huán)保且緩蝕性能好的鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法是非常必要的。
[0011]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]解決的技術(shù)問(wèn)題:
本申請(qǐng)針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法，解決現(xiàn)有水處理阻垢劑成本高、對(duì)水體有污染、熱穩(wěn)定性差和緩釋性能差等技術(shù)問(wèn)題。
[0013]技術(shù)方案:
一種鍋爐水處理阻垢劑，所述鍋爐水處理阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:l-Boc-3-甲氨基吡咯烷230-250份；環(huán)己胺55-75份；PBTCA0.5-2.5份;亞硫酸鈉1-5份；蒸餾水 100 份；ΑΤΜΡ0.5-2.5 份；HEDP0.1-2 份；DETPMP0.5-2.5 份；甲醛 2-8 份;丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物為4-8份；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2-6份。
[0014]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鍋爐水處理阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:l-Boc-3-甲氨基吡咯烷235份；環(huán)己胺60份；PBTCA1份；亞硫酸鈉2份；蒸餾水100份；ATMP1份；HEDP0.5份；DETPMP1份；甲醛4份；丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物為5份；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物3份。
[0015]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鍋爐水處理阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:l-Boc-3-甲氨基吡咯烷245份；環(huán)己胺70份；PBTCA2份；亞硫酸鈉4份；蒸餾水100份；ATMP2份；HEDP1.5份；DETPMP2份；甲醛6份；丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物為7份；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5份。
[0016]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鍋爐水處理阻垢劑的原料按重量份數(shù)配比如下:l-Boc_3-甲氨基卩比略燒240份；環(huán)己胺65份；PBTCA1.5份；亞硫酸鈉3份；蒸飽水100份；ATMP1.5份；HEDP1份；DETPMP1.5份；甲醛5份；丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物為6份；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物4份。
[0017]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案:所述鍋爐水處理阻垢劑的制備方法，包括如下步驟:
第一步:按照重量份數(shù)配比稱(chēng)取l-Boc-3-甲氨基吡咯烷、環(huán)己胺、PBTCA、亞硫酸鈉、蒸餾水、ATMP、HEDP, DETPMP,甲醛、丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物和乙烯-丙烯酸乙酯共聚物；
第二步:在裝有電動(dòng)攪拌器、滴液漏斗、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中加入PBTCA和蒸餾水，加熱至70-90°C，攪拌40-60min，滴加乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和環(huán)己胺，升溫至70-110 °C，反應(yīng) 2-6h ；
第三步:加入乙二胺、DETPMP、甲醛和丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物，升溫至95-135°C，反應(yīng)l-5h ；
第四步:升溫至115-155°C，加入剩余原料，攪拌75-115min，即得。
[0018]
有益效果:
本發(fā)明所述一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:1、產(chǎn)品可溶解氧，防止水中發(fā)生含氧化學(xué)反應(yīng)；2、各組分協(xié)同增效作用，避免鐵及溶解氧同時(shí)反應(yīng)，無(wú)污染，使用簡(jiǎn)單；3、阻垢劑使用量少，僅為l-5mg/L，節(jié)省使用成本，把成垢離子螯合成螯合物，溶解去除垢質(zhì)；4、效果持久，60-80°C放置一個(gè)月，阻垢率96-100%，與常用絮凝劑兼容，不易分解，儲(chǔ)存期長(zhǎng)，低磷環(huán)保，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
按照重量份數(shù)配比稱(chēng)取l-Boc-3-甲氨基吡咯烷15份；環(huán)己胺8份；PBTCA20份；亞硫酸鈉2份；蒸餾水100份；ATMP25份；HEDP10份；DETPMP30份；甲醛15份；丙烯酸-丙烯酸羥丙酯共聚物為5份；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物5份。
[0021]在裝有電動(dòng)攪拌器、滴液漏斗、溫度計(jì)和回流冷凝管的四口燒瓶中加入PBTCA和蒸餾水，加熱至50°C，攪拌20min，滴加乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和環(huán)己胺，升溫至80°C，反應(yīng)Ih0