一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法
【專利說明】一種鍋爐水處理阻垢劑及其制備方法
[0001]
技術領域
[0002]本申請屬于環(huán)保試劑工藝領域，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】
[0004]阻垢劑(scale inhibitor):是具有能分散水中的難溶性無機鹽、阻止或干擾難溶性無機鹽在金屬表面的沉淀、結垢功能，并維持金屬設備有良好的傳熱效果的一類藥劑。冷換設備防腐阻垢劑以環(huán)氧樹脂和特定氨基樹脂為基料，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、導熱性，優(yōu)良的耐弱酸、強堿、有機溶劑等性能，它的附著力強，且膜層光亮、柔韌、致密、堅硬。
[0005]分散作用的結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。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分子質(zhì)量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低與相對分子質(zhì)量(或聚合度)的大小密切相關。聚合度過低，則被吸附分散的粒子數(shù)少，分散效率低；聚合度過高，則被吸附分散的粒子數(shù)過多，水體變渾濁，甚至形成絮體(此時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)的運行腐蝕、停用腐蝕以及由此而引起的腐蝕產(chǎn)物結垢問題卻是長期困擾人們的難題。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陋，許多對蒸汽鍋爐行之有效的技術對熱水鍋爐難以適用。正在開發(fā)的針對熱水鍋爐的防腐阻垢技術，有些還不夠成熟，有些雖已成熟但應用尚不普遍。這些情況致使當前熱水鍋爐腐蝕十分嚴重。在國外，這個問題尚未很好解決。一般熱水鍋爐使用二三年后就會出現(xiàn)明顯的金屬腐蝕現(xiàn)象，發(fā)生紅水或泄露。我國熱水鍋爐的腐蝕情況更為嚴重。據(jù)遼寧省遼陽市鍋爐檢驗研究所統(tǒng)計，在在用的800臺采暖鍋爐中，發(fā)生了腐蝕的鍋爐就有755臺，占95%，其中嚴重腐蝕約占10% - 15%腐蝕泄露約占5% - 8%，由于腐蝕而花的正常檢修費用達近百萬元。我國熱水鍋爐的設計壽命為12年，由于腐蝕等原因，只運行5?8年就報廢了，僅為設計壽命的1/2?1/3。
[0007]腐蝕會造成巨大的經(jīng)濟損失。對熱水鍋爐來說，腐蝕除導致降低壽命、大幅度增加維修和大修費用之外，還由于腐蝕泄漏往往發(fā)生在最嚴寒的冬季采暖時期，供熱中斷會直接影響到居民的正常生活。為了改變這種現(xiàn)狀，研究開發(fā)熱水鍋爐防腐阻垢技術勢在必行。熱水鍋爐腐蝕及其嚴重的現(xiàn)狀既與運行腐蝕有關，也與停用腐蝕有關。
[0008]為了防止熱水鍋爐的運行腐蝕，多年來，人們力圖將熱力除氧、真空除氧等對蒸汽鍋爐行之有效的技術引用到熱水鍋爐上，由于熱水鍋爐房缺乏實施條件而沒有成功。專門為熱水鍋爐開發(fā)的解吸除氧，氧化還原樹脂除氧，亞硫酸鈉法、鍍鋅法等亦存在著許多尚待解決的問題。高劑量亞硝酸鈉法在日本得到成功應用，但由于眾所周知的毒性問題以及加量不足有可能引起鍋爐金屬孔蝕而沒在其他國家推廣使用。
[0009]鍋爐停用期間的腐蝕比運行腐蝕更為嚴重，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)運行期短，停用期長。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)開發(fā)了一些保護方法，主要的方法是傳統(tǒng)的干法和濕法和研究成功的TH-901法。在嚴格實施的條件下，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施條件等原因，效果很不理想。TH-901法高效方便，保護期長，已在全國普遍應用，對熱水鍋爐本體的保護無疑是成功的，然而，對熱水鍋爐系統(tǒng)的復雜管網(wǎng)，熱交換器及遍布千家萬戶的散熱器，由于無法放置TH-901緩蝕劑而難以保護。由于鍋爐運行期間和停用期間的環(huán)境條件差異很大，運行腐蝕和停用腐蝕都有尚待解決的技術問題等原因，國內(nèi)外對于熱水鍋爐防腐阻垢的研究、開發(fā)和應用，或者是針對運行鍋爐的，或者是針對停用鍋爐的，把鍋爐的運行和停用兩者分開處理一一運行時采用一套技術防腐阻垢，停用時采用另一套技術防腐保養(yǎng)已經(jīng)成為傳統(tǒng)模式。因此，研究效果好而又簡便易行的熱水鍋爐全系統(tǒng)停用保護方法是十分必要的。
[0010]隨著我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進程的加快，與生產(chǎn)生活密切相關的工業(yè)鍋爐及熱水鍋爐采暖系統(tǒng)規(guī)模也快速增長。由于鍋爐水處理技術水平的限制等原因，工業(yè)鍋爐普遍存在腐蝕結垢問題，導致鍋爐壽命縮短，維護及運行成本上升。而隨著人性化理念的普及，及新型和諧社會的構成，設計一種無毒、無臭、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]解決的技術問題:
本申請針對上述技術問題，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、對水體有污染、熱穩(wěn)定性差和緩釋性能差等技術問題。
[0013]技術方案:
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:在裝有電動攪拌器、滴液漏斗、溫度計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 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方案與現(xiàn)有技術相比，具有以下技術效果:1、產(chǎn)品可溶解氧，防止水中發(fā)生含氧化學反應；2、各組分協(xié)同增效作用，避免鐵及溶解氧同時反應，無污染，使用簡單；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放置一個月，阻垢率96-100%，與常用絮凝劑兼容，不易分解，儲存期長，低磷環(huán)保，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]實施例1:
按照重量份數(shù)配比稱取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]在裝有電動攪拌器、滴液漏斗、溫度計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Ih0