一种锅炉给水用高效脱氧剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种锅炉给水用高效脱氧剂及其制备方法与应用，所述脱氧剂由包括以下组分及重量百分数的原料制备而成：有机胺改性木质素8‑15%、异抗坏血酸10‑18%、聚环氧琥珀酸2‑4%、聚天冬氨酸1‑3%、pH调节剂4‑6%、四甲基对苯二胺0.4‑0.8%、卡巴肼0.2‑0.4%、甲基乙基酮肟0.1‑0.4%、其余为水；所述脱氧剂可用于蒸汽锅炉、热水锅炉、采暖系统以及给水管道的水处理。与现有技术相比，本发明专利技术采用有机胺改性木质素与异抗坏血酸共同作为除氧剂，有机胺改性木质素本身具有吸附氧的作用，可减少水中溶解氧，其还有助于异抗坏血酸在金属表面形成保护性氧化物层，而且在锅炉水的不同温度下，可以平衡气相/液相中脱氧剂体系的浓度，提高除氧缓蚀效果，解决锅炉及管路、换热器的腐蚀问题。

【技术实现步骤摘要】
一种锅炉给水用高效脱氧剂及其制备方法与应用
本专利技术属于工业水处理
，涉及一种锅炉给水用高效脱氧剂及其制备方法与应用。
技术介绍
在锅炉给水处理工艺过程中，氧腐蚀是锅炉系统中最常见又较为严重的腐蚀。由于给水一般都与大气接触，水中的溶解氧基本上是饱和状态，因此给水流经的管路和设备均有发生氧腐蚀的可能。由此可见，氧是锅炉给水系统的主要腐蚀性物质，给水系统中的氧应当迅速清除，否则它会腐蚀锅炉的给水系统和部件，并生成腐蚀性物质，例如氧化铁，而腐蚀性物质进入锅炉内，会沉积或附着在锅炉管壁和受热面上，形成难溶且传热不良的铁垢，腐蚀的铁垢会造成管道内壁出现点坑，阻力系数增大。当管道腐蚀严重时，甚至会发生管道爆炸事故。因此，除氧是非常关键的一个环节。目前，常规的除氧方法主要有热力除氧、化学除氧、解吸除氧等，而广泛应用的主要是采用化学除氧剂进行化学除氧。化学药剂除氧是把化学药剂直接加入锅炉本体、给水母管中。传统的除氧剂，如联氨、亚硫酸钠、肟类化合物、羟胺类化合物、碳酰肼类等，其使用条件限制较多。例如，联氨的使用效果受水温和pH值影响较大，而且联氨本身具有毒性又易燃，所以在使用、保管、运输时均存在安全问题，也不能应用在锅炉回水用做饮用水或与食品接触的情况下。而亚硫酸钠只能应用于中、低压锅炉系统，其除氧缓释效果也一般，在高温下易分解，本身也具有毒性，其使用受到一定局限。肟类化合物，羟胺类化合物等除氧剂的存在脱氧效率低等问题，且在使用过程中还要辅助氨水调节pH。碳酰肼类除氧剂不能单独使用，并需辅助氨水调节pH等。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无毒无害、不挥发，能高效、快速去除给水中的溶解氧，能显著延长锅炉、管道使用寿命的锅炉给水用高效脱氧剂。本专利技术的另一个目的就是提供上述脱氧剂的制备方法。本专利技术的再一个目的就是提供上述脱氧剂的应用。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种锅炉给水用高效脱氧剂，该脱氧剂由包括以下组分及重量百分数的原料制备而成：有机胺改性木质素8-15%、异抗坏血酸10-18%、聚环氧琥珀酸2-4%、聚天冬氨酸1-3%、pH调节剂4-6%、四甲基对苯二胺0.4-0.8%、卡巴肼0.2-0.4%、甲基乙基酮肟0.1-0.4%、其余为水。所述的有机胺改性木质素的分子结构式如式I所示：（式I）；其中，Lignin为木质素中的剩余结构单元，1≤n≤4且n为整数。所述的有机胺改性木质素的制备方法包括以下步骤：步骤（1）：将木质素溶解于碱性溶液中，再加入碱性催化剂和有机胺，加热至35-50℃，充分搅拌均匀，制得预混液；步骤（2）：将步骤（1）制得的预混液的温度保持在55-60℃，向预混液中滴加甲醛，控制甲醛在10-15min滴加完毕，恒温反应2-4h，即制得所述的有机胺改性木质素。步骤（1）中所述的碱性溶液为质量浓度为10-15%的NaOH溶液或KOH溶液，所述的木质素与碱性溶液的质量比为5-8:50-60，所述的碱性催化剂与木质素的质量比为1-5:10，所述的有机胺与木质素的质量比为1-8:2。所述的木质素为碱性木质素，所述的碱性催化剂由碱金属氧化物与碱土金属氧化物混合而成，所述的碱金属氧化物包括氧化钠或氧化钾中的一种或两种，所述的碱土金属氧化物包括氧化镁、氧化钙、氧化锶或氧化钡中的一种或几种，所述的有机胺包括乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺或四乙烯五胺中的至少一种。步骤（2）中所述的甲醛与木质素的质量之比为1-10:10，并且所述的甲醛的滴加速度为2-6秒/滴。所述的聚环氧琥珀酸的重均分子量为3000-5000，所述的聚天冬氨酸的重均分子量为2000-4000。所述的pH调节剂包括氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠中的一种或几种。作为优选的技术方案，所述的卡巴肼的纯度≥98.5%，游离肼≤250mg/L。一种锅炉给水用高效脱氧剂的制备方法，该方法包括以下步骤：步骤（A）：按以下组分及重量百分数的原料进行备料：有机胺改性木质素8-15%、异抗坏血酸10-18%、聚环氧琥珀酸2-4%、聚天冬氨酸1-3%、pH调节剂4-6%、四甲基对苯二胺0.4-0.8%、卡巴肼0.2-0.4%、甲基乙基酮肟0.1-0.4%、其余为水；步骤（B）：取水总重量的50-70%，按重量百分数加入有机胺改性木质素、异抗坏血酸，充分搅拌混合均匀，制得混合溶液I；步骤（C）：按重量百分数将聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、四甲基对苯二胺、卡巴肼及甲基乙基酮肟加入到剩余的水中，充分搅拌混合均匀，制得混合溶液II；步骤（D）：于30-42℃下，边搅拌边将混合溶液II加入混合溶液I中，待加入完毕，充分搅拌均匀，再加入pH调节剂，控制溶液的pH值为7.2-8.5，即可。所述的脱氧剂在蒸汽锅炉、热水锅炉、采暖系统以及给水管道的水处理中的应用。本专利技术锅炉给水用高效脱氧剂通过上述各原料组分之间的协同效应，除氧缓释效果优异，可有效解决现有除氧缓蚀剂有毒、污染环境且除氧缓释效果不好的问题。本专利技术中采用有机胺改性木质素与异抗坏血酸作为除氧剂，其中异抗坏血酸可在金属表面形成薄而致密的保护性氧化物层，从而抑制了金属的腐蚀，而有机胺改性木质素则是以天然除氧剂碱性木质素为基体，采用有机胺及碱性催化剂进行改性，可大大提高改性后木质素的接枝率，能有效提高改性后木质素的溶解度，有机胺改性木质素本身具有吸附氧的作用，可减少水中溶解氧，同时其还可以起到表面活性的作用，显著改善异抗坏血酸的表面张力，进而有助于异抗坏血酸在金属表面形成保护性氧化物层，而且在锅炉水的不同温度下，可以平衡气相/液相中脱氧剂体系的浓度，提高除氧缓蚀效果，延长脱氧剂体系在给水管道中的作用距离。而聚环氧琥珀酸与聚天冬氨酸作为缓蚀剂，可使金属材料的腐蚀速度明显降低直至为零，同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变，其中聚环氧琥珀酸是一种水溶性聚合物，其生物降解性好，对钙、镁、铁等离子的螯合力强，作为吸附膜型缓蚀剂，其吸附膜比较稳定，具有较好的缓蚀和阻垢效果，同时配合使用聚天冬氨酸，其是由天冬氨酸单体的氨基和羧基缩水而成的聚合物，具有类似蛋白质的酰胺键结构，可完全生物降解成对环境无害的终产物，无毒无污染，具有阻垢、缓释、分散、螯合、保湿等多种功能。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点：1）本专利技术脱氧剂主要用于防止给水中的溶解氧对金属产生的氧腐蚀，使锅炉水中溶解氧迅速除去，解决锅炉及管路、换热器的腐蚀问题，可有效延长锅炉、管道的使用寿命；2）采用有机胺改性木质素与异抗坏血酸共同作为除氧剂，有机胺改性木质素本身具有吸附氧的作用，可减少水中溶解氧，其还有助于异抗坏血酸在金属表面形成保护性氧化物层，而且在锅炉水的不同温度下，可以平衡气相/液相中脱氧剂体系的浓度，提高除氧缓蚀效果，延长脱氧剂体系在给水管道中的作用距离；3）本专利技术脱氧剂安全无毒，不会增加环境污染，不挥发，没有无机杂质或反应副产物，能适应多种水质要求，有效调节锅炉用水指标，不会影响锅炉的蒸汽品质；4）制备方法简单，所采用的生产设备均为常规，不需要另置设备，适合于工业上大规模生产，具有很好的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：本实施例锅炉给水用高效脱氧剂，由包括以下组分及重量百分数的原料制备而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，该脱氧剂由包括以下组分及重量百分数的原料制备而成：有机胺改性木质素8‑15%、异抗坏血酸10‑18%、聚环氧琥珀酸2‑4%、聚天冬氨酸1‑3%、pH调节剂4‑6%、四甲基对苯二胺0.4‑0.8%、卡巴肼0.2‑0.4%、甲基乙基酮肟0.1‑0.4%、其余为水。

【技术特征摘要】
1.一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，该脱氧剂由包括以下组分及重量百分数的原料制备而成：有机胺改性木质素8-15%、异抗坏血酸10-18%、聚环氧琥珀酸2-4%、聚天冬氨酸1-3%、pH调节剂4-6%、四甲基对苯二胺0.4-0.8%、卡巴肼0.2-0.4%、甲基乙基酮肟0.1-0.4%、其余为水。2.根据权利要求1所述的一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，所述的有机胺改性木质素的分子结构式如式I所示：（式I）；其中，Lignin为木质素中的剩余结构单元，1≤n≤4且n为整数。3.根据权利要求2所述的一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，所述的有机胺改性木质素的制备方法包括以下步骤：步骤（1）：将木质素溶解于碱性溶液中，再加入碱性催化剂和有机胺，加热至35-50℃，充分搅拌均匀，制得预混液；步骤（2）：将步骤（1）制得的预混液的温度保持在55-60℃，向预混液中滴加甲醛，控制甲醛在10-15min滴加完毕，恒温反应2-4h，即制得所述的有机胺改性木质素。4.根据权利要求3所述的一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，步骤（1）中所述的碱性溶液为质量浓度为10-15%的NaOH溶液或KOH溶液，所述的木质素与碱性溶液的质量比为5-8:50-60，所述的碱性催化剂与木质素的质量比为1-5:10，所述的有机胺与木质素的质量比为1-8:2。5.根据权利要求4所述的一种锅炉给水用高效脱氧剂，其特征在于，所述的木质素为碱性木质素，所述的碱性催化剂由碱金属氧化物与碱土金属氧化物混合而成，所述的碱金属氧化物包括氧化钠或氧化钾中的一种或两种，所述的碱土金属氧化物包括氧化镁、氧化钙、氧化锶或氧化钡中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯培轩，梁华强，
申请(专利权)人：汇科琪天津水质添加剂有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12