廊坊浩北化工有限公司
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关 键 词：全自动锅炉阻垢剂
行 业：化工 化学助剂 精细化学品加工
发布时间：2022-12-19
为了防止热水锅炉的运行腐蚀，多年来，人们力图将热力除氧、真空除氧等对蒸汽锅炉行之有效的技术引用到热水锅炉上，由于热水锅炉房缺乏实施条件而没有成功。专门为热水锅炉开发的解吸除氧，氧化还原树脂除氧，法、镀锌法等亦存在着许多尚待解决的问题。高剂量亚法在日本得到成功应用，但由于众所周知的毒性问题以及加量不足有可能引起锅炉金属孔蚀而没在其他国家推广使用。
锅炉停用期间的腐蚀比运行腐蚀更为严重，大规模的腐蚀损坏和局部腐蚀穿孔往往是由停用腐蚀所引起的。热水锅炉系统运行期短，停用期长。由停用腐蚀引起的红水和泄漏事故频频发生。为防止和减轻停用腐蚀，已经开发了一些保护方法，主要的方法是传统的干法和湿法和研究成功的TH-901法。在严格实施的条件下，传统干法和湿法也可以得到好的效果，但是，由于传统方法操作繁琐，中小型锅炉房往往不完全具备实施条件等原因，效果很不理想。TH-901法方便，保护期长，已在全国普遍应用，对热水锅炉本体的保护无疑是成功的，然而，对热水锅炉系统的复杂管网，热交换器及遍布千家万户的散热器，由于无法放置TH-901缓蚀剂而难以保护。由于锅炉运行期间和停用期间的环境条件差异很大，运行腐蚀和停用腐蚀都有尚待解决的技术问题等原因，国内外对于热水锅炉防腐阻垢的研究、开发和应用，或者是针对运行锅炉的，或者是针对停用锅炉的，把锅炉的运行和停用两者分开处理――运行时采用一套技术防腐阻垢，停用时采用另一套技术防腐保养已经成为传统模式。因此，研究效果好而又简便易行的热水锅炉全系统停用保护方法是十分必要的。
随着我国城镇化及工业化进程的加快，与生产生活密切相关的工业锅炉及热水锅炉采暖系统规模也快速增长。由于锅炉水处理技术水平的限制等原因，工业锅炉普遍存在腐蚀结垢问题，导致锅炉寿命缩短，维护及运行成本上升。
腐蚀会造成巨大的经济损失。对热水锅炉来说，腐蚀除导致降低寿命、大幅度增加维修和大修费用之外，还由于腐蚀泄漏往往发生在严寒的冬季采暖时期，供热中断会直接影响到居民的正常生活。为了改变这种现状，研究开发热水锅炉防腐阻垢技术势在必行。
热水锅炉腐蚀及其严重的现状既与运行腐蚀有关，也与停用腐蚀有关。
为了防止热水锅炉的运行腐蚀，多年来，人们力图将热力除氧、真空除氧等对蒸汽锅炉行之有效的技术引用到热水锅炉上，由于热水锅炉房缺乏实施条件而没有成功。专门为热水锅炉开发的解吸除氧，氧化还原树脂除氧，法、镀锌法等亦存在着许多尚待解决的问题。高剂量亚法在日本得到成功应用，但由于众所周知的毒性问题以及加量不足有可能引起锅炉金属孔蚀而没在其他国家推广
阻垢剂与分散剂
概述
阻垢剂、分散剂是循环水化学日常处理中一类占较大比重的化学药剂。例如羟基亚乙基二（HEDP）和氨基三亚（ATMP）等，都是由其分子中的部分官能团、通过静电力吸附于致垢金属盐类正在形成的晶体（晶核）表面的活性点上，抑制晶体增长，从而使形成的许多晶体保持在微晶状态，这等于增加了致垢金属盐类在水中的溶解度；与此同时，由于阻垢剂分子在晶体表面上的吸附，晶体即使增长，也只能畸形地增长，这就使晶体产生畸变。畸变后的晶体与金属表面的粘附力减弱，因此不易沉积于金属表面上；由于吸附于晶体表面上的官能团只是阻垢剂分子中的部分官能团，那些未参加吸附的官能团，就会对晶体呈现离子性，因电荷的排斥力而使晶体处于分散状态。以上三种作用同时存在，使得在水中阻止相同量的致垢金属盐不在金属表面结垢所需的阻垢剂的量，远低于将同样量的致垢金属盐螯合在水中使其不沉淀所需的螯合剂的量。这一现象，叫做“阈值效应”（Threshold effect），也叫“低效应”，或叫做“亚化学计量效应”（sub-stoichiometry effect）。因此它们能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶无机盐在金属设备表面的沉积、结垢，维持金属设备有良好的传热效果，保证生产正常进行。阻垢剂主要包括一些**分散剂、、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等，而目前使用的绝大多数阻垢分散剂是高分子聚合物。
水处理中早得到应用的阻垢剂大约要算聚合盐。聚合盐除具有阻垢作用外，还兼具缓蚀作用。但其缺点是易水解为盐，如果控制失当，会使本来不太严重的碳酸钙垢问题转变为十分严重的垢问题。20世纪60年代**（盐）阻垢剂的问世，表明水中碳酸钙的阻垢技术取得了突破性的进展。也使循环冷却水的铬处理配方得以应用。这种铬配方在7.5-8.5的pH值范围内使用。高pH值的运用使得对用于缓蚀的铬酸根量的要求从传统铬-磷-锌配方的15-25mg/L降至5-10mg/L，大大减轻了对环境的不利影响。之所以能这样做，是因为**（盐）阻垢剂的应用，使水中致垢盐碳酸钙在金属表面的阴极区得到有控制的沉积。这种有控制地沉积的碳酸钙，起到了阴极缓蚀剂的作用。**（盐）阻垢剂的应用，也使经典的循环冷却水聚盐-**（盐）-聚酸（盐）这一磷系碱性处理配方得到广泛应用。而使磷系碱性处理配方得到进一步完善，则应归功于阻垢共聚物阻垢剂的问世。像酸/二元共聚物、酸/酸羟丙酯/三元共聚物、酸/酰胺磺酸/三元共聚物等，都是为阻垢而研制的。如果说，时至今日，碳酸钙垢和垢已经有了阻垢剂的话，对于钙、氧化铁垢、垢、垢和垢，则还没有那么有的阻垢剂，尽管已许多药剂分别对这些垢类显现出阻垢效果。
目前对阻垢、分散剂的研究集中于对各种共聚物的研制上。而且正在朝制备一剂多能的水处理剂的方向发展。另外，近年来对环保型阻垢剂的开发，为保护环境和水资源不受污染作出了贡献。
**高分子
**阻垢剂是较早被使用的一类水处理阻垢剂。一般是由**产物经进一步加工制成。近来这一类的阻垢剂产品的效果不如新型的**产品，但因其一般没有毒性，所以仍然在部分水处理剂系统中有着应用。
1.1 木质素磺酸
木素磺酸，木，盐木质素，MN型减水剂
分子式 典型软木磺酸盐 C9H8.5O2.5(OCH3)0.85(SO3H)0.4
分子量 5000-100000
1）物化性质 由生产原料不同分为软浆和硬浆。目前应用较广的是软木木质素。木质素磺酸盐又称盐木质素，分子量不同，结构也不尽相同，是具有多分散性的不均匀阴离子聚电解质。固体产品为棕色自由流动的粉状物，易溶于水，易吸潮。可溶于任何硬度的水中，并不受pH值变化的影响，但不溶于、及其他普通的。水溶液中化学稳定性好。具有良好的扩散性能和耐热稳定性。水溶液为棕色至黑色，有胶体特性，溶液的粘度随浓度的增加而升高。木质素磺酸盐对降低液体间界面表面张力的作用很小，而且不能减小水的表面张力或形成胶束，其分散作用主要依靠基质的吸附---脱吸和电荷的生成。
2）技术指标 见下表
木质素磺酸国内参考规格
指标名称 指标 指标名称 指标
外观 黄褐色或棕色固体 水不溶物/% ≤0.4
水分/% 7 总还原物/% ≤3
钙总量/% ≤0.6 pH值 9.0-9.5
/% ≤3
3）毒性及防护 木质素磺酸盐无毒、LD50＞5g/kg。美国食品及药物管理局业已批准允许在各种食品和食品包装的制造和加工过程中使用此产品。
4）用途 木质素磺酸：其结构单元上含有羟基和羧基，能生成不溶性的蛋白质络合物，用来控制悬浮物和铁垢，具有分散能力。是一种分散剂和整合剂，也是一种缓蚀剂。在循环水处理剂中，利用本产品与锌的络合作用，使水中的锌得以储备，以不断地提供一定量的锌离子，抑制水系统的腐蚀，用它与多元醇和锌复配成复合剂。在锅炉水中作分散阻垢剂，其热稳定性好，甚至在250℃下仍然保持良好的分散性能。它在水中分散含水氧化物和**污垢方面也很有效。木质素磺酸具有分散、粘合、络合与乳化。稳定作用，可广泛地用于各种行业中。
但是，它的大缺点是组成不稳定，性能常常会有波动，高温、高压下易分解，对现代化的水处理很不利。但由于它来源方便、价格低廉、无污染等优点，仍少量用于循环冷却水处理剂复合配方中。如美国纳尔科公司N-7350、N-4324水处理用药剂组分中均有本品。
5）使用方法 一般由水处理厂家根据配方需要直接复合在复合水处理剂商品中。
1.2 单宁
单宁酸，鞣酸，没食子鞣酸，鞣质
分子式 C76H52O46
分子量 1701.22
1）物化性质 单宁实际上是一个笼统的名称，是指由酸、间二、和其他物组成的复杂混合物，常与糖类共存。根据化学结构可以分为：1）水解类单宁，指含有酯键和配糖键的单宁。在酸和酶的作用下易水解。2）缩合类单宁，所有芳香核以碳键相连。在强酸和强氧化剂的作用下，分子间可以缩合。单宁为淡无定形粉末或疏散有光泽的鳞片状或海绵状固体，暴露于空气中能变黑。无臭，有强烈的涩味，呈酸性。可燃。在100内的溶解度为300g，也溶于、，难溶于、、二化碳、、及等。210℃开始熔融并大部分分解为焦性没食子酸和。闪点198.9℃。自燃点526.7℃。在水溶液中可以用强酸或盐（NaCl、Na2SO4、KCl）使之沉淀。在碱液中，易被空气氧化使溶液呈深蓝色。单宁为还原剂，能与白蛋白、淀粉、明胶和大多数生物碱反应生成不溶物沉淀。单宁暴露于空气和阳光下易氧化，色泽变暗并吸潮结块，因此应密封、避光保存。
2）技术指标 见下表
GB5308-85（工业单宁酸）
指标名称 一级品 二级品 品
外观 淡至浅棕色无定型粉末
单宁酸（干基计）含量/% ≥81.0 ≥78.0 ≥75.0
干燥失重/% ≤9.0 ≤9.0 ≤9.0
水不溶物/% ≤0.6 ≤0.8 ≤1.0
总颜色 ≤2.0 ≤3.0 ≤4.0
3）毒性及防护 低毒，小鼠经口LD50为6000mg/kg。
4）用途 主要用于医药、墨水、印染、皮革、橡胶和冶金等工业以及水处理中。单宁在水处理过程中，具有絮凝、脱氧、缓蚀、阻垢和杀菌作用。在循环冷却水处理中是一种分散剂。由于它含有大量的羟基和部分水解后所产生的羧基，因此它具有和Fe3+、Ca2+、Mg2+等多种金属离子络合的功能，起到分散作用。此外，单宁可防止溶解氧对阴极去较化作用，或者在金属表面与铁离子或氧化铁反应生成一种网状结构的不透性保护膜，因此能抑制铁的腐蚀。此外，利用单宁在酸性介质中易吸氧，可较好地防止锅炉氧腐蚀。可和锌盐配合应用于循环水处理中。此外，单宁对水中酸盐还原菌有一定的杀灭作用。
5）使用方法
a. 在循环冷
阻垢剂、分散剂是循环水化学日常处理中一类占较大比重的化学药剂。例如羟基亚乙基二（HEDP）和氨基三亚（ATMP）等，都是由其分子中的部分官能团、通过静电力吸附于致垢金属盐类正在形成的晶体（晶核）表面的活性点上，抑制晶体增长，从而使形成的许多晶体保持在微晶状态，这等于增加了致垢金属盐类在水中的溶解度；与此同时，由于阻垢剂分子在晶体表面上的吸附，晶体即使增长，也只能畸形地增长，这就使晶体产生畸变。畸变后的晶体与金属表面的粘附力减弱，因此不易沉积于金属表面上；由于吸附于晶体表面上的官能团只是阻垢剂分子中的部分官能团，那些未参加吸附的官能团，就会对晶体呈现离子性，因电荷的排斥力而使晶体处于分散状态。以上三种作用同时存在，使得在水中阻止相同量的致垢金属盐不在金属表面结垢所需的阻垢剂的量，远低于将同样量的致垢金属盐螯合在水中使其不沉淀所需的螯合剂的量。这一现象，叫做“阈值效应”（Threshold effect），也叫“低效应”，或叫做“亚化学计量效应”（sub-stoichiometry effect）。因此它们能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶无机盐在金属设备表面的沉积、结垢，维持金属设备有良好的传热效果，保证生产正常进行。阻垢剂主要包括一些**分散剂、、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等，而目前使用的绝大多数阻垢分散剂是高分子聚合物。
水处理中早得到应用的阻垢剂大约要算聚合盐。聚合盐除具有阻垢作用外，还兼具缓蚀作用。但其缺点是易水解为盐，如果控制失当，会使本来不太严重的碳酸钙垢问题转变为十分严重的垢问题。20世纪60年代**（盐）阻垢剂的问世，表明水中碳酸钙的阻垢技术取得了突破性的进展。也使循环冷却水的铬处理配方得以应用阻垢剂、分散剂是循环水化学日常处理中一类占较大比重的化学药剂。例如羟基亚乙基二（HEDP）和氨基三亚（ATMP）等，都是由其分子中的部分官能团、通过静电力吸附于致垢金属盐类正在形成的晶体（晶核）表面的活性点上，抑制晶体增长，从而使形成的许多晶体保持在微晶状态，这等于增加了致垢金属盐类在水中的溶解度；与此同时，由于阻垢剂分子在晶体表面上的吸附，晶体即使增长，也只能畸形地增长，这就使晶体产生畸变。畸变后的晶体与金属表面的粘附力减弱，因此不易沉积于金属表面上；由于吸附于晶体表面上的官能团只是阻垢剂分子中的部分官能团，那些未参加吸附的官能团，就会对晶体呈现离子性，因电荷的排斥力而使晶体处于分散状态。以上三种作用同时存在，使得在水中阻止相同量的致垢金属盐不在金属表面结垢所需的阻垢剂的量，远低于将同样量的致垢金属盐螯合在水中使其不沉淀所需的螯合剂的量。这一现象，叫做“阈值效应”（Threshold effect），也叫“低效应”，或叫做“亚化学计量效应”（sub-stoichiometry effect）。因此它们能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶无机盐在金属设备表面的沉积、结垢，维持金属设备有良好的传热效果，保证生产正常进行。阻垢剂主要包括一些**分散剂、、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等，而目前使用的绝大多数阻垢分散剂是高分子聚合物。
水处理中早得到应用的阻垢剂大约要算聚合盐。聚合盐除具有阻垢作用外，还兼具缓蚀作用。但其缺点是易水解为盐，如果控制失当，会使本来不太严重的碳酸钙垢问题转变为十分严重的垢问题。20世纪60年代**（盐）阻垢剂的问世，表明水中碳酸钙的阻垢技术取得了突破性的进展。也使循环冷却水的铬处理配方得以应用
