本發(fā)明屬于化工及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑、其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
鍋爐經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，鍋爐內(nèi)壁不可避免會(huì)出現(xiàn)水垢和銹蝕現(xiàn)象。鍋爐結(jié)垢后，使受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒所放的熱量不能及時(shí)傳遞到鍋水中，大量的熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度過高，排煙若損失增加，鍋爐熱效率降低，鍋爐燃料使用增加。結(jié)了水垢的鍋爐在使用過程中極易造成鍋爐傳熱面過熱變形、鼓包甚至是爆破。含有高價(jià)鐵的水垢，容易引起與水垢接觸的金屬腐蝕，而鐵的腐蝕產(chǎn)物又容易重新結(jié)成水垢，這是一種惡性循環(huán)，它會(huì)迅速導(dǎo)致鍋爐部件損壞，尤其是燃油鍋爐金屬腐蝕產(chǎn)物的危害更大。
目前清除水垢一般采用化學(xué)除垢法，通過酸洗清除水垢。普通的酸清洗鍋爐存在諸多的技術(shù)問題：首先酸的腐蝕性大，縮短鍋爐的使用壽命；其次酸的用量不易控制，酸對(duì)量不僅能夠出去鍋爐內(nèi)壁的水垢同時(shí)也會(huì)對(duì)鍋爐壁造成腐蝕；再次，酸只能除去特定成分的水垢，對(duì)難溶垢無效，清除效率低。目前的鍋爐水處理劑大部分不適用于中高壓鍋爐。
目前鍋爐水系統(tǒng)采用磷酸三鈉處理，受自身性質(zhì)的影響，有明顯的處理缺點(diǎn)：(1)po43-對(duì)水垢的抑制沒有低劑量(閾值)效應(yīng)，故對(duì)水垢沒有抑制效果，只能生成ca10(oh)2(po4)6水渣，且是按化學(xué)計(jì)量形成的，排污量大，否則爐內(nèi)難免有磷酸鹽的過飽和沉積，增加夾帶的趨勢(shì)；(2)po43-本身是成垢基團(tuán)，在高溫高壓下無法對(duì)鍋爐提供有效的鈍化防護(hù)，因化合的磷酸鐵鹽是其與腐蝕性離子fe3+形成的；(3)po43-對(duì)鍋水的ph緩沖能力有限，且在鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)易出現(xiàn)磷酸鹽的“暫時(shí)消失”，導(dǎo)致磷酸鈉加入過量；(4)生成的鹽類，易因夾帶進(jìn)入蒸汽系統(tǒng)中，導(dǎo)致蒸汽系統(tǒng)汽輪機(jī)的結(jié)垢和管線的腐蝕。表現(xiàn)為蒸汽系統(tǒng)中na+、sio2等含量偏高；(5)對(duì)給水帶入的fe3+和sio2沒有分散效果，易導(dǎo)致局部沉積，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕；(6)磷酸鹽垢曾在一些鍋爐系統(tǒng)的汽輪機(jī)葉片和透平上反映的比較突出，表明蒸汽中有磷酸鹽垢夾帶進(jìn)入汽輪機(jī)系統(tǒng)，日積月累，對(duì)汽輪機(jī)長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重后果。
目前使用的有機(jī)膦鍋爐水處理劑，除垢效率高，但是有機(jī)膦在水中的氯的作用下，會(huì)生成無機(jī)磷，贈(zèng)加排污量，不利于環(huán)保。專利cn102674572a公開了一種防垢除垢劑及其生產(chǎn)工藝，其中所述防垢除垢劑由二乙烯三胺五甲叉、氨基三亞甲基膦酸、二己烯三胺五亞甲基膦酸鈉、片堿、防銹劑和殺菌劑組成，該發(fā)明提供的房后除垢劑能夠在鍋爐不停爐的情況下，清除鍋爐水系統(tǒng)的水垢，同時(shí)防止新垢產(chǎn)生，除垢效率高。但是該發(fā)明中使用了氨基三亞甲基膦酸，在使用過程中，有機(jī)膦會(huì)增加排污量，不利于環(huán)保。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決以上問題，本發(fā)明提供以有機(jī)高分子阻垢劑、緩蝕劑、高分子分散劑、堿化劑和水為主要原料制備不含磷酸三鈉、環(huán)保無污染、阻垢效率高的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，本發(fā)明提供的鍋爐阻垢緩蝕劑能夠有效緩蝕、分散、阻垢、降低排污量、安全穩(wěn)定。
本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
本發(fā)明的另一目的是提供一種復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備方法。
本發(fā)明的再一目的是提供上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑按重量百分比包括：
有機(jī)高分子阻垢劑2-15％，
緩蝕劑0.5-10％，
高分子分散劑1-15％，
堿化劑2-20％，
余量為水；
所述有機(jī)高分子阻垢劑、緩蝕劑和高分子分散劑中均不含有機(jī)膦以及無機(jī)磷酸三鈉。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述有機(jī)高分子阻垢劑為丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、聚天門冬氨酸和/或聚甲基丙烯酸。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述聚天門冬氨酸的分子量為4000-5000，所述聚甲基丙烯酸的分子量為15000-25000。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述緩蝕劑為無膦有機(jī)還原劑。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述無膦有機(jī)還原劑為碳酰肼、丙酮肟、乙醛肟和/或烷基羥胺。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述高分子分散劑為羧酸-磺酸鹽共聚物或羧酸-磺酸-非離子三元共聚物。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，優(yōu)選地，所述堿化劑為烷基醇胺。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：
(1)將水加熱至20-40℃，加入有機(jī)高分子阻垢劑，高分子分散劑和堿化劑，將溶液的ph調(diào)節(jié)至9-11，攪拌8-20min，充分溶解，得到混合溶液；
(2)向步驟(1)中得到的混合溶液中加入緩蝕劑，攪拌30-60min，混合均勻，冷卻，得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中，將水加熱至20-25℃。
根據(jù)本發(fā)明具體實(shí)施方式的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑在鍋爐除垢中的應(yīng)用。
本發(fā)明的有益效果為：
1.本發(fā)明提供的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑含有機(jī)高分子阻垢劑、緩蝕劑、高分子分散劑、堿化劑和水，不含有機(jī)膦；
(1)有機(jī)高分子阻垢劑，尤其是聚天門冬氨酸對(duì)于碳酸鈣、硫酸鈣具有優(yōu)良的阻垢作用，能夠延緩金屬腐蝕，同時(shí)具有優(yōu)良的生物降解性能、螯合和分散性能，且有機(jī)高分子阻垢劑沒有向鍋爐系統(tǒng)中引入雜質(zhì)，提高了鍋爐水的臨界含鹽量，鍋爐排污率降低，節(jié)約了能源；
(2)高分子分散劑對(duì)于鈣離子具有足夠分散作用，能夠穩(wěn)定水中的鈣鎂離子，并且能夠抑制硅垢、鐵垢、銅垢和鎂垢的形成；
(3)緩蝕劑具有極強(qiáng)的還原性，能夠與鍋爐壁發(fā)生反應(yīng)在鍋爐內(nèi)壁表面生成一層黑色四氧化三鐵鈍化膜，有效阻止鍋爐進(jìn)一步被腐蝕；
(4)本發(fā)明提供的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑不含磷酸三鈉，克服了磷酸鹽帶來的各種負(fù)面影響，有效降低排污量，降低環(huán)境負(fù)擔(dān)；
2.本發(fā)明的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑通過調(diào)節(jié)ph值能夠應(yīng)用于中壓和高壓鍋爐，具有良好的分散和阻垢的作用，能夠解決爐內(nèi)結(jié)垢和鐵、銅、鎂、硅的沉積問題，同時(shí)有效緩沖爐水ph，防止?fàn)t內(nèi)酸和堿超標(biāo)引起的氫脆現(xiàn)象，保護(hù)鍋爐。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸10％，碳酰肼5％，羧酸-磺酸鹽共聚物7％，烷基醇胺12％和水66％，所述聚天門冬氨酸的分子量為4000。
上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備工藝為：先向反應(yīng)釜加入660kg水，加熱水溫至20℃，加入聚天門冬氨酸100kg，羧酸-磺酸鹽共聚物70kg和烷基醇胺120kg，攪拌8min，再加入碳酰肼50kg，攪拌60min，靜置冷卻，即得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑應(yīng)用于一化肥廠的動(dòng)力鍋爐裝置，發(fā)汽量為400噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換進(jìn)行一級(jí)除鹽，ph6.5，電導(dǎo)率0.4μs/cm，硬度0.1μmol/l，na+12μg/l，sio210μg/l，鍋爐排污率2.9％，蒸汽中na+12μg/l，sio211μg/l。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入10mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在10.2，鍋爐排污率降至1.5％，蒸汽中na+9μg/l，sio27μg/l，三個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色保護(hù)膜生成。
實(shí)施例2
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚甲基丙烯酸2％，碳酰肼10％，羧酸-磺酸-非離子三元共聚物12％，烷基醇胺5％和水71％，所述聚甲基丙烯酸的分子量為15000。
上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備工藝為：先向反應(yīng)釜加入710kg水，加熱水溫至25℃，加入聚甲基丙烯酸20kg，羧酸-磺酸-非離子三元共聚物120kg和烷基醇胺50kg，攪拌20min，然后加入碳酰肼100kg，攪拌30min，靜置冷卻，即得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑應(yīng)用于熱電廠的高壓鍋爐裝置，發(fā)汽量為400噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換、混床進(jìn)行二級(jí)除鹽，ph6.2，電導(dǎo)率0.5μs/cm，硬度0μmol/l，na+13μg/l，sio212μg/l，鍋爐排污率2.7％，蒸汽中na+13μg/l，sio215μg/l。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入8mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在9.8，鍋爐排污率降至1.8％，蒸汽中na+6μg/l，sio27μg/l，1年后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色鈍化保護(hù)膜生成。
實(shí)施例3
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物15％，乙醛肟3％，羧酸-磺酸鹽共聚物2％，環(huán)烷基醇胺2％和水69％。
上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備工藝為：先向反應(yīng)釜加入690kg水，加熱水溫至22℃，加入丙烯酸與2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物15kg，羧酸-磺酸鹽共聚物20kg和烷基醇胺20kg，攪拌15min，再加入乙醛肟30kg，攪拌30min，靜置冷卻，即得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑應(yīng)用于一塑料廠的中壓鍋爐裝置，發(fā)汽量為150噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換、混床進(jìn)行二級(jí)除鹽，ph6.9，電導(dǎo)率0.4μs/cm，硬度0.2μmol/l，na+19μg/l，sio215μg/l，鍋爐排污率4.2％，蒸汽中na+14μg/l，sio212μg/l。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入12mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在9.8，鍋爐排污率降至2.5％,蒸汽中na+9μg/l，sio27μg/l，三個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色鈍化保護(hù)膜生成。
實(shí)施例4
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚甲基丙烯酸5％，丙酮肟2％，羧酸-磺酸鹽共聚物5％，烷基醇胺15％和水73％，所述聚甲基丙烯酸的分子量為25000。
上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備工藝為：先向反應(yīng)釜加入730kg水，加熱水溫至24℃，聚甲基丙烯酸20kg，羧酸-磺酸鹽共聚物50kg和烷基醇胺15kg，攪拌20min，再加入丙酮肟20kg，攪拌30min，靜置冷卻，即得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑應(yīng)用于一煉油廠的動(dòng)力鍋爐裝置，發(fā)汽量為150噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換進(jìn)行一級(jí)除鹽，ph6.5，電導(dǎo)率0.4μs/cm，硬度0μmol/l，na+25μg/l，sio218μg/l，鍋爐排污率3.6％，蒸汽中na+18μg/l，sio217μg/l。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入8mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在10.1，鍋爐排污率降至2.1％，蒸汽中na+10μg/l，sio212μg/l，六個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色鈍化保護(hù)膜生成。
實(shí)施例5
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸13.5％，碳酰肼3％，羧酸-磺酸-非離子三元共聚物7％，烷基醇胺8％和水68.5％，所述聚天門冬氨酸的分子量為5000。
上述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑的制備工藝為：先向反應(yīng)釜加入685kg水，加熱水溫至20℃，加入聚天門冬氨酸135kg，羧酸-磺酸-非離子三元共聚物70kg和烷基醇胺80kg，攪拌8min，再加入碳酰肼30kg，攪拌30min，靜置冷卻，即得到所述復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑應(yīng)用于乙烯廠的高壓鍋爐裝置，發(fā)汽量為80噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換、混床進(jìn)行二級(jí)除鹽，ph7.0，電導(dǎo)率0.2μs/cm，硬度0μmol/l，na+14μg/l，sio211μg/l，鍋爐排污率4.2％，蒸汽中na+12μg/l，sio215μg/l。
將得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入7mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在9.5，鍋爐排污率降至2.5％，蒸汽中na+6μg/l，sio27μg/l，1年后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色鈍化保護(hù)膜生成。
實(shí)施例6
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸15％，烷基羥胺0.5％，羧酸-磺酸鹽共聚物1％，環(huán)烷基醇胺20％和水63.5％。
實(shí)施例7
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸12％，烷基羥胺0.5％，羧酸-磺酸鹽共聚物15％，環(huán)烷基醇胺10％和水62.5％。
實(shí)施例8
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸5％，聚甲基丙烯酸5％，丙酮肟2％，乙醛肟2％，羧酸-磺酸鹽共聚物10％，烷基醇胺15％和水61％。
對(duì)比例1
復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑，按重量百分比包括：聚天門冬氨酸1.5％，碳酰肼0.2％，羧酸-磺酸鹽共聚物16％，烷基醇胺1.5％和水80.8％，所述聚天門冬氨酸的分子量為3000。
對(duì)比例2
含磷酸三鈉鍋爐阻垢緩蝕劑。
將實(shí)施例1得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑與對(duì)比例1和對(duì)比例2的鍋爐阻垢緩蝕劑分別應(yīng)用于一化肥廠的動(dòng)力鍋爐裝置，發(fā)汽量為400噸/h，鍋爐給水經(jīng)過濾、離子交換進(jìn)行一級(jí)除鹽，ph6.5，電導(dǎo)率0.4μs/cm，硬度0.1μmol/l，na+12μg/l，sio210μg/l，鍋爐排污率2.9％，蒸汽中na+12μg/l，sio211μg/l。
將實(shí)施例1得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入10mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在10.2，鍋爐排污率降至1.5％，蒸汽中na+9μg/l，sio27μg/l，三個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部清洗，無沉積，表面有黑色保護(hù)膜生成。
將對(duì)比例1得到的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入10mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在8.2，鍋爐排污率為2.5％，蒸汽中na+10μg/l，sio210μg/l，六個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部有部分水垢沉積。
將對(duì)比2的磷酸三鈉復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑連續(xù)加入10mg/l，鍋爐水ph穩(wěn)定在11，鍋爐排污率為4.5％，蒸汽中na+19μg/l，sio27.5μg/l，六個(gè)月后，停車檢查，汽包內(nèi)部無水垢沉積。
上述實(shí)施例1與對(duì)比例1和2的結(jié)果表明，本發(fā)明提供的復(fù)合型鍋爐阻垢緩蝕劑能夠有效降低排污量同時(shí)防止鍋爐水結(jié)垢。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。