本發(fā)明屬于鍋爐水處理領(lǐng)域，具體涉及一種高效環(huán)境友好的鍋爐熱水緩蝕劑配方及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著社會的不斷發(fā)展和進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和人們生活水平的不斷提高，我國的鍋爐生產(chǎn)與使用越來越多。鍋爐水質(zhì)處理是保證鍋爐設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。鍋爐水處理的目的是防止鍋爐結(jié)垢、腐蝕，保證鍋爐工況和品質(zhì)良好。搞好鍋爐水處理對確保鍋爐安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境都有重要意義。近年來我國的熱力設(shè)備的事故中，因腐蝕原因引起的占40%-50%。國外近幾年的統(tǒng)計(jì)也表明，熱力設(shè)備效率損失每年達(dá)3%，而其中2/3是由于腐蝕所致。我國每年因腐蝕而報(bào)廢的工業(yè)鍋爐已超過千臺，每年鍋爐腐蝕損失可達(dá)3億元以上。腐蝕是導(dǎo)致鍋爐受熱面失效、引起火力發(fā)電廠事故停機(jī)的原因之一。隨著鍋爐爐外水質(zhì)純化技術(shù)的不斷發(fā)展和結(jié)垢問題得到有效控制后，鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕問題尤為突出。所以防止鍋爐水汽系統(tǒng)的腐蝕，是鍋爐水處理的一項(xiàng)重要任務(wù)。因此，熱水鍋爐緩蝕技術(shù)的研究具有更重要的實(shí)際意義。
金屬腐蝕過程是發(fā)生在金屬與介質(zhì)界面上的復(fù)雜多相反應(yīng)，因此破壞總是從金屬表面逐漸向內(nèi)部深入。金屬發(fā)生腐蝕時(shí)，一般也同時(shí)發(fā)生外貌變化，外貌變化通常表現(xiàn)為潰瘍斑、小孔、表面有腐蝕產(chǎn)物或金屬材料變薄等；內(nèi)部變化主要是指金屬的機(jī)械性能、組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，如金屬變脆、強(qiáng)度降低、金屬中某種元素的含量發(fā)生變化或金屬組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。特別要提出的是，金屬還沒有腐蝕到破壞或嚴(yán)重變質(zhì)的程度，已足以造成設(shè)備事故或損壞。按腐蝕過程的機(jī)理不同可分為電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕兩大類。電化學(xué)腐蝕指金屬表面與介質(zhì)發(fā)生至少一種電極反應(yīng)的電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。電化學(xué)腐蝕是最普遍、最常見的腐蝕，如鍋爐中常見的氧腐蝕、酸性、堿性腐蝕等都屬于電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕指金屬表面與鍋爐水之間發(fā)生純化學(xué)作用。如過熱蒸汽對鍋爐過熱器管內(nèi)壁的腐蝕是屬于化學(xué)腐蝕，其它腐蝕均為電化學(xué)腐蝕。
目前常用的熱水鍋爐緩蝕技術(shù)是對鍋爐水進(jìn)行除氧處理，因?yàn)檠鯕馐前l(fā)生腐蝕的主要因素。常用的除氧方法有熱力除氧、真空除氧、解吸除氧和化學(xué)藥劑除氧等。常用的化學(xué)除氧藥劑有聯(lián)胺、亞硫酸鈉、二氧化硫和氫氧化亞鐵等無機(jī)添加劑和碳酸肼、氨基乙醇胺、對苯二酚、甲基乙基酮肟、復(fù)合乙醛肟等新型有機(jī)除氧劑等。這些添加劑的緩蝕機(jī)理就是減少水中氧的含量，抑制鍋爐發(fā)生溶解氧參與的腐蝕過程。
發(fā)展高效、環(huán)境友好的新型緩蝕劑是鍋爐水緩蝕技術(shù)領(lǐng)域的重要研究課題。本發(fā)明基于這一理念，針對熱水鍋爐，發(fā)明了一種新型有機(jī)緩蝕劑配方。在保證配方藥劑不對環(huán)境造成危害的前提下，達(dá)到較高的緩蝕率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述研究現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的是提出一種高效、環(huán)境友好的新型鍋爐熱水緩蝕劑，所要解決的技術(shù)問題是熱水鍋爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的腐蝕問題，影響鍋爐傳熱效率、威脅安全生產(chǎn)，同時(shí)給出緩蝕劑的配方。
本發(fā)明所公開的緩蝕劑配方如下：
一種鍋爐熱水緩蝕劑，其特征在于該組分包括脂肪醇聚氧乙烯（15）醚；脂肪醇聚氧乙烯（15）醚的添加量為1-16g/l。優(yōu)選脂肪醇聚氧乙烯（15）醚添加濃度為8g/l。
本發(fā)明所述的鍋爐熱水緩蝕劑對鍋爐熱水的酸堿性不敏感。緩蝕劑能阻止鍋爐熱水腐蝕鍋爐是由于配方中的有機(jī)物組成，其緩蝕機(jī)理是，不形成鍋爐發(fā)生腐蝕的環(huán)境。在鍋爐運(yùn)行過程中可以阻止鍋爐熱水腐蝕鍋爐，提高了鍋爐的安全性和使用壽命。
本發(fā)明通過靜態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了緩蝕劑配方的緩蝕效果，其最高緩蝕率達(dá)到93.1%，具有最高緩蝕率的緩蝕劑配方為：脂肪醇聚氧乙烯（15）醚的添加量為8g/l。
本發(fā)明進(jìn)一步公開了緩蝕劑配方組成量變化對緩蝕效果的影響，驗(yàn)證緩蝕率的實(shí)驗(yàn)方法，其按如下的步驟進(jìn)行：
（1）鍋爐水樣配制：將氯化鈣、氯化鎂和碳酸氫鈉溶于水中，濃度分別為0.194g/l、0.167g/l和0.252g/l，對應(yīng)的水樣總硬度為7mmol/l，鈣硬度為3.5mmol/l，堿度為3mmol/l；
（2）緩蝕劑配方配制：將1g-16g的脂肪醇聚氧乙烯（15）醚溶解在上述配制的水樣中；
（3）緩蝕效果評價(jià)靜態(tài)試驗(yàn)：取添加不同緩蝕劑配方的鍋爐水樣250ml放入500ml錐形瓶中，在錐形瓶中懸掛20#鋼標(biāo)準(zhǔn)腐蝕試片（50×25×2mm）掛片，在70度的恒溫水浴槽中保持8小時(shí)。稱量掛片腐蝕前后的質(zhì)量，計(jì)算腐蝕速率，通過與空白水樣中掛片腐蝕速率對比計(jì)算緩蝕率。
（4）緩蝕效果計(jì)算公式如下：
腐蝕速率計(jì)算公式：
其中：
其中：ml’和ml分別為空白試驗(yàn)前后掛片的質(zhì)量，g；m2’和m2分別為添加緩蝕劑試驗(yàn)前后掛片的質(zhì)量，g；
本發(fā)明公開的一種新型高效、環(huán)境友好的鍋爐熱水緩蝕劑配方與現(xiàn)有的緩蝕劑配方相比所具有的積極效果在于：
（1）采用單純純有機(jī)組分，通過與鈣離子和鎂離子等進(jìn)行絡(luò)合，阻止這些離子形成難溶性沉淀，使用方便。
（2）本發(fā)明配方組成簡單，所用原料成本低，有利于將來的工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用。
具體實(shí)施方式
下面通過具體的實(shí)施方案敘述本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明中所用的技術(shù)手段均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法。另外，實(shí)施方案應(yīng)理解為說明性的，而非限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍僅由權(quán)利要求書所限定。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，對這些實(shí)施方案中的組成成分和用量進(jìn)行的各種改變或改動也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所用脂肪醇聚氧乙烯（15）醚有市售，購買于江蘇省海安石油化工廠。
實(shí)施例1
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：1g/l，在ph=7的水樣中檢測緩蝕率。
實(shí)施例2
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：2g/l，在ph=7的水樣中檢測緩蝕率。
實(shí)施例3
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：4g/l，在ph=7的水樣中檢測緩蝕率。
實(shí)施例4
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：8g/l，在ph=7的水樣中檢測緩蝕率。
實(shí)施例5
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：16g/l，在ph=7的水樣中檢測緩蝕率。
實(shí)施例6
一種新型高效環(huán)境友好鍋爐熱水緩蝕劑配方：
脂肪醇聚氧乙烯（15）醚：8g/l，在ph=8的水樣中檢測緩蝕率。
參考例1
無脂肪醇聚氧乙烯（15）醚，在ph=7的水樣中檢測腐蝕速度：0.58g/m2·h。
表1是實(shí)施例1到6的緩蝕率測試結(jié)果
附表1使用本發(fā)明鍋爐熱水緩蝕劑配方的緩蝕效果參數(shù)
實(shí)施例7
對比試驗(yàn)
對比結(jié)論：添加脂肪醇聚氧乙烯（15）醚后腐蝕速率明顯降低，緩蝕率達(dá)到93.1%，并且無水垢生成，阻止水垢沉積形成腐蝕發(fā)生的環(huán)境。
結(jié)論：從以上實(shí)施例緩蝕結(jié)果可以看出，本發(fā)明公布的緩蝕劑配方具有很好的緩蝕效果，最大緩蝕率達(dá)到93.1%，是一種組分簡單、高效、環(huán)境友好的熱水鍋爐緩蝕劑的配方。