一体化锅炉水处理剂的制备及性能研究 KSYHPD

一体化锅炉水处理剂的制备及性能研究林凡！，万小芳"，肖锦"（1.福建省侨兴轻工学校，福建福清350300；2.华南理工大学造纸与环境工程学院，广东广州510641利用自制SW-56共聚物，复配有机磷酸盐和焦亚硫酸钠除氧剂及消泡剂，成功制备XF-4―体化锅炉水处理剂。对XF-4锅炉水处理剂的阻垢、缓蚀进行了试验研究，表明其具有优良的阻垢能力，可以明显抑反渗透超纯水设备制热水锅炉积垢现象；加入改性除氧剂能降低锅炉水中溶解氧的含量，使腐蚀控制较理想；配方中的消泡剂组分可防止锅炉水表面起泡，抑制高悬浮物下的携带作用。

锅炉；水处理剂；阻垢；缓蚀目前许多低压锅炉、中小型热水锅炉，其给水是未经处理的原水或自来水。因而在锅炉内高温下多次循环后，造成炉壁受热面结垢，水垢的生成会极大地影响锅炉的传热能力，增加燃料消耗。据〔1〕报道，1mm厚的垢层可增加耗油量10L，而且还可能造成受热面损坏和腐蚀。对锅炉的给水处理包括炉外处理和炉内处理，单靠炉外钠离子交换处理不能完全解决锅炉结垢腐蚀的问题，而且还会增加投资，加大操作管理的难度。特别是在西北中、高硬度水地区，经炉外水处理设备处理过的水仍很难达到MB1576―1993低压锅炉水质标准，因此需要一种投资少、易操作的炉内水处理方法，用于热水锅炉和低压锅炉的校正补充处理，以期达到水质标准，避免结垢和腐蚀。

目前国内锅炉内水处理技术主要是投加三钠一胶的无机药剂，而国外专利中已形成了有机磷酸盐-46-和聚羧酸盐的复合配方5〕。笔者基于此情况研究高效的一体化锅炉水处理剂，用于锅炉内水处理。

1XF-4锅炉水处理剂的作用机理1.1阻垢机理XF-4配方主剂为自制的SW-56，分子内含羧酸基、磺酸基和羟基，通过物理和化学作用，被吸附到颗粒表面，形成双电层，改变颗粒表面原来的电荷状态；由于静电作用，颗粒互相排斥，避免了颗粒碰撞后长大沉积，并将颗粒分散在水中。配方中的水解聚马来酸酐和有机磷酸盐通过螯合作用及晶格畸变对阻垢能力也有贡献，它还具有耐高温、高硬度和高pH，不易分解的特点。XF-4各组分之间具有协同增效作用，因此其表现出优异的阻垢能力。

1.2缓蚀机理高效除氧剂加入XF-4后，水中的氧含量下降，从而有效抑制水中溶解氧引起的腐蚀。该除氧剂属于改性焦亚硫酸钠，具有常温下稳定，容易复配，添加量少的优点。此外，配方中首次引入二甲基硅氧烷消泡剂，低剂量时即可抑制汽水共沸和汽水夹带。

2XF-4锅炉水处理剂的制备SW-56聚丙烯酸共聚物的合成丙烯酸羟丙酯和AMPS按一定比例，以过硫酸钠为引发剂，在（90±5）下反应一定时间，得到规定相对分子质量和粘度的聚合物，这种水处理剂具有较好的抑制碳酸钙和分散沉积物的作用。

XF-4的复配配方中选定SW-56的质量分数为40，作为主剂。其余成分分别选用水解聚马来酸酐（！），相对分子质量500+1000，EDTMP的二钠盐（"）和焦亚硫酸钠（C）及消泡剂，由于各因数存在协同增效作用，比单独投加具有更加出色的阻垢和缓蚀作用。

：20：10：3，不足部分用水补充至100）。

3性能试验3.1原水水质锅炉给水来自地下水，经过简单的混凝和杀菌处理后使用，水中钙、镁离子、固形物和含盐量高，2000年新疆某石化厂全年水质情况见表1.实验中所用原水未经处理直接加入锅炉内。

由表1可以看出，该水质属于中等硬度、中等碱度水质，易于结垢，尤其在锅炉内壁及受热面上易形表1给水水质项目*大值*小值平均值可溶性二氧化硅/（mgL01）可溶性固体/（mgL-1）成碳酸盐、氢氧化物、硫酸盐及硅酸盐沉淀物，降低锅炉的传热效率。

3.2阻垢性能试验进行高压消毒锅试验和高浓缩倍数时阻垢性能试验，以评价该水处理剂的阻垢性能。

质量浓度50mg/L下试验。24h后停止实验，进行水质分析。结果见表2.由表2可知，XF-4投加后，在不调节pH值的表20.1MPa压力和高温条件下的阻垢试验项目电导率/ pH值碱度/总磷/正磷/钙硬/阻垢率/浊度/浓缩1倍（加药剂）初始液结束液浓缩1倍（空白值）结束液情况下，能够维持锅炉水中较高钙硬而不沉积，水中形成松散的悬浮渣滓，可通过旁滤处理措施解决，锅炉因此不会生成大量难以除去的硬垢。

高浓缩倍数时阻垢性能试验。实验条件：温度为102"，水剧烈沸腾，快速浓缩。投加药剂为XF-4，投加质量浓度为100mg/L，当浓缩到一定体积后，停止试验，并进行分析。分析数据见表3.从表3可知，当浓缩10倍，理论钙离子质量浓度为1420mg/L时，XF-4表现出优异的阻垢分散作用，结束液钙硬高达1 179.7mg/L，由于悬浮状水渣的形成，使浊度从9.56mg/L上升到397.75mg/L，硬垢明显得到抑制。而空白水样结垢严重，在杯底沉积了厚厚的水垢。表明XF-4具有出色的阻垢作用。

3.3缓蚀性能试验按中国石油化工总公司冷却水分析和试验方法404法。通过静态挂片实验来评价药剂的缓蚀性能，模拟热水锅炉的运行工艺，水温95，浓缩倍数为1，在圆底蒸馏烧瓶中，挂入2片标准碳钢试片，运行3d后取出试片，经酸溶处理后，称重，计算腐蚀率。数据见表4.表3高浓缩倍数下的阻垢试验项目总磷/正磷/实测浓缩倍数钙硬/结垢质量/浊度/初始液浓缩2倍浓缩4倍浓缩5倍浓缩8倍浓缩10倍空白结束液表4模拟热水锅炉条件下的缓蚀试验项目初始质量/g结束质量/g失量/g运行时间/h腐蚀速率/（mgdm-2d-1）缓蚀率/%试片编号1137试片编号1138（空白）由表4可知药剂缓蚀性能良好。试验过程还观察到：试片在开始时迅速腐蚀，15min后由于试片表面形成保护膜和溶解氧的去除，腐蚀已得到抑制。腐蚀随温度升高而加重，但在80！以后，腐蚀速度超滤水处理设备有所下降，慢慢趋于稳定。这说明锅炉的腐蚀主要是溶解氧引起的。在配方中复配催化除氧剂，降低溶解氧含量，使腐蚀在加热初期得到较好的控制。

4结论以实验室自制的SW-56为主剂，辅剂选用水解聚马来酸酐、EDTMP的二钠盐、焦亚硫酸钠和消泡剂。利用各配伍组分间的协同增效作用，优化配方，研制出XF-4锅炉水处理剂。

拟热水中运行24h的阻垢率为90.6%，运行3d肀均腐蚀率8.00mg/（dm）d），缓蚀率达到97.7%.在配方中添加消泡剂二甲基硅氧烷，可以有效地抑制泡沫的生成，防止锅炉事故的发生。

能于一体，保护锅炉设备，抑制锅炉传热面结垢和腐蚀，降低能耗，具有一定的推广应用前景。

郭玉华，等。浅谈锅炉水处理中常见问题。橡胶技术与装备，2000，26（2）：40-41蒋太山。浅谈热水采暖锅炉水处理。兰化科技，1994，12（1），22-23，57林凡（1967―），1987年毕业于福建师范大学，讲师。

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