一種水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)水處理技術領域，特別涉及水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)、用于鍋爐給水調(diào)節(jié)的一種調(diào)節(jié)劑。
【背景技術】
[0002]眾所周知，水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)中，避免設備和管路腐蝕和結垢，是確保系統(tǒng)長周期、安全和無故障運行的重要前提。
[0003]比利時科學家馬塞爾.布拜(Marcel Pourbaix)發(fā)現(xiàn)，鐵-水體系中鐵的腐蝕速度隨水的PH值的變化而不同，鐵的溶解速度在9-13之間是最小的。因此，調(diào)節(jié)水的pH值已作為一項鍋爐給水處理規(guī)則而在行業(yè)內(nèi)通用。中國國家標準GB/T12145即對此作出了規(guī)定。
[0004]在傳統(tǒng)的對水汽循環(huán)的調(diào)節(jié)中一般采用氨作為全揮發(fā)性調(diào)節(jié)手段。然而，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由于其所具有的高揮發(fā)性及其在汽-液兩相間的不合理的分配特性，而無法實現(xiàn)全系統(tǒng)各部分均勻一致PH調(diào)節(jié)作用。比如氨對鍋爐爐水的調(diào)節(jié)作用即因其汽液兩相分配比過高而大大減弱。在水的濕蒸汽兩相區(qū)條件下，氨的防止腐蝕效果也明顯不佳。
[0005]對于汽包鍋爐來說，為了讓爐水pH值符合防止腐蝕的要求，普遍采用了固體堿化劑，比如磷酸三鈉來對爐水進行處理。盡管磷酸三鈉不僅能夠調(diào)整爐水pH值，還具有防止鍋爐產(chǎn)生鈣、鎂積垢的作用，然而其所具有的“磷酸鹽隱藏”特性，有時反而成為了鍋爐爐管腐蝕的重要原因。
[0006]此外，作為大型的蒸汽發(fā)生裝置，現(xiàn)代大型、高效率、高參數(shù)鍋爐必須使用脫鹽水，以免除結垢風險同時滿足汽輪機對蒸汽品質(zhì)的要求。在這種條件下，磷酸鹽所具有的防止鍋爐發(fā)生鈣、鎂積垢的功能已失去意義，其對鍋爐而言的價值僅剩調(diào)節(jié)爐水的PH值一項。
[0007]磷酸鹽處理的另一個局限是大幅度提升了爐水的電導率并因此導致鍋爐排污率居高不下。對于直流鍋爐而言，加入水汽循環(huán)中的任何調(diào)節(jié)劑，都必須在蒸汽中完全揮發(fā)，這意味著必須使用可揮發(fā)性藥劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種適用于水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用的調(diào)節(jié)劑及其制備方法。
[0009]本發(fā)明的技術方案是這樣的實現(xiàn)的:
[0010]一種水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑，按重量百分比由以下組分組成:5?30%的長鏈脂肪族多胺，20?70%的堿化劑，20?40%的烷基取代苯磺酸的衍生物，水O?10%。
[0011]其中，優(yōu)選地，所述長鏈脂肪族多胺的通式為:R-[NH-(CH2)p]n-NH2，其中，R為12?24或26個碳原子的脂肪族烴基，P為在I至6之間的整數(shù)，η為在I至7之間的整數(shù)。
[0012]其中，優(yōu)選地，所述堿化劑為胺基烷醇，其通式為Ζ0-Ζ’ -NR’ R”，其中，Z和V表示擁有I?6個碳原子的烷基或烴基，R’和R”為擁有I?4個碳原子的烷基或烴基。
[0013]其中，優(yōu)選地，Z和Z’可以相同也可以不相同，R’和R”可以相同也可以不相同。
[0014]其中，優(yōu)選地，所述堿化劑為二乙基胺乙醇、二甲基胺丙醇、嗎啉或單乙醇胺。
[0015]其中，優(yōu)選地，所述烷基取代苯磺酸的衍生物為烷基取代苯磺酸的堿金屬鹽、胺鹽、低羥胺、二胺或環(huán)狀胺。
[0016]其中，優(yōu)選地，烷基取代苯磺酸的衍生物中的烷基為擁有I?6個碳原子的烷基，所述烷基的取代位置在磺酸基的對位。
[0017]其中，優(yōu)選地，所述低羥胺為單乙醇胺或二甲基異丙醇胺，所述二胺為1，2_乙二胺或1，3-丙二胺，所述環(huán)狀胺為環(huán)己胺。
[0018]一種水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑的制備方法，包括以下步驟:將堿化劑加入水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入長鏈脂肪族多胺，然后加入烷基取代苯磺酸的衍生物。
[0019]其中，優(yōu)選地，所有步驟均在惰性氣體保護下進行；所使用的水為去二氧化碳的水，pH值為11?13。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]1.本發(fā)明的調(diào)節(jié)劑具有全揮發(fā)性，適應于包括直流鍋爐在內(nèi)的水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)；
[0022]2.能夠?qū)φ麄€水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)進行pH值調(diào)節(jié)，包括給水、鍋爐爐水、蒸汽冷凝水；尤其在水發(fā)生相變和存在兩相態(tài)的地方(比如鍋爐爐內(nèi)和汽輪機濕蒸汽區(qū))防止金屬表面腐蝕；
[0023]3.能在金屬表面形成單分子膜，借此有效抑制水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)中的金屬腐蝕和結垢，以及防止汽輪機積鹽；
[0024]4.調(diào)節(jié)劑在溫度600°C以下有足夠的穩(wěn)定性，可應用于當今大多數(shù)鍋爐系統(tǒng)；具有較好的安全性和環(huán)保性及可接受的價格和最佳成本收益比。
【具體實施方式】
[0025]下面對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0026]實施例1
[0027]本實施例提供一種水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:15%的長鏈脂肪族多胺，55%的堿化劑，30%的烷基取代苯磺酸的衍生物。
[0028]其中，長鏈脂肪族多胺的化學式為C12H25-[NH-(CH2)2]-NH2。堿化劑為二甲基胺丙醇，通式為HO-C3H4-N (CH3) 2，烷基取代苯磺酸的衍生物為對苯磺酸鈉。
[0029]本實施例的水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑的制備方法，包括以下步驟:取堿化劑，邊攪拌邊加入長鏈脂肪族多胺，然后加入烷基取代苯磺酸的衍生物。
[0030]其中，所有步驟均在惰性氣體保護下進行；所使用的水為去二氧化碳的水，pH值為12。
[0031]本實施例制得的水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑的效果在工業(yè)現(xiàn)場進行了檢驗。試驗的鍋爐為9.82MPa、550°C的蒸汽鍋爐，配備了 I臺50MW的抽凝式汽輪機。本實施例的制劑被連續(xù)地加入到鍋爐給水中，使水中含有7-8.5ppm的制劑成分(用專用分光光度計檢測多胺濃度)。在此實驗中，檢測到蒸汽中多胺的濃度大約在lppm。經(jīng)過氫離子交換柱后冷凝水的pH值在9.2-9.5，氫電導率在0.13-0.16 μ S/cm。鍋爐排污率維持在0.3%。
[0032]長鏈脂肪族多胺的通式為R_[NH-(CH2)p]n-NH2，本實施例中的長鏈脂肪族多胺中的P可為在I至6之間的整數(shù)，η可為在I至7之間的整數(shù)。本實施例的堿化劑中Z和Ζ’也可為擁有I?6個碳原子的任意烷基或烴基，R’和R”為擁也可為有I?4個碳原子的任意烷基或烴基。
[0033]經(jīng)驗證采用上述組分制得的制劑與本實施例制具有大致相同的效果。
[0034]實施例2
[0035]本實施例提供一種水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑，其特征在于按重量百分比由以下組分組成:5%的長鏈脂肪族多胺，70%的堿化劑，20%的烷基取代苯磺酸的衍生物，水
[0036]其中，長鏈脂肪族多胺的化學式為C24H49-[NH-(CH2) ]3-順2。堿化劑為二乙基胺乙醇，通式為HO-C2H4-N (C2H)2，烷基取代苯磺酸的衍生物為領甲基苯磺酸銨。
[0037]本實施例的水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑的制備方法，包括以下步驟:將堿化劑加入水中，攪拌均勻，邊攪拌邊加入長鏈脂肪族多胺，然后加入烷基取代苯磺酸的衍生物。
[0038]其中，所有步驟均在惰性氣體保護下進行；所使用的水為去二氧化碳的水，pH值為11。
[0039]本實施例制得的水汽熱力循環(huán)系統(tǒng)用調(diào)節(jié)劑的效果在工業(yè)現(xiàn)場進行了檢驗。試驗的鍋爐為9.86MPa、550°C的蒸汽鍋爐