CN103403226A

CN103403226A - 锅炉用防腐剂

Info

Publication number: CN103403226A
Application number: CN2011800659526A
Authority: CN
Inventors: 森信太郎; 志村幸祐
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2013-11-20
Also published as: WO2012101844A1; JP6160741B2; SG192140A1; JP2011174173A; TWI516639B; TW201231726A; JP2016191152A; MY171453A

Abstract

本发明提供一种锅炉用防腐剂，其是含有二乙醇胺的防腐剂，并且，其能够包含进一步含有肼、1-氨基吡咯烷、N,N-二乙基羟胺、抗坏血酸及其盐等的脱氧剂、以及其它中和胺而构成的防腐剂，并且其是主要添加于具有过热器和蒸汽涡轮的锅炉水中的锅炉用防腐剂。该防腐剂，无需在锅炉中添加高于规定浓度的磷酸盐、或者提高Na/PO₄的摩尔比至高于3.0，而能够更有效地保持锅炉水的pH值，不仅能够使锅炉罐内防腐，而且能够使含有供水、冷凝水的整个锅炉系统防腐。

Description

锅炉用防腐剂

技术领域

本发明涉及一种锅炉水处理用的药剂，更详细而言，涉及一种主要在具有过热器和蒸汽涡轮的锅炉或者具有过热器、蒸汽涡轮的锅炉与处理水相混合的锅炉等中使用的适于锅炉设备（boiler plant）的防腐剂。

背景技术

锅炉形成有将锅炉水制成高温而产生蒸气的结构，为防止对构成锅炉的金属的腐蚀而会使用防腐剂。特别是，在发电用锅炉、垃圾烧毁用锅炉等具有过热器或蒸汽涡轮的锅炉中，作为补充水主要使用了离子交换水、脱盐水。因此，这些锅炉的水质管理项目中以浓缩倍数为30～200倍左右进行运转的情况居多。在这种锅炉中，不使用苛性碱而添加磷酸盐来调节锅炉水的pH而抑制腐蚀，并且添加中和胺、氨来提高供水、冷凝水系统中的pH，从而抑制铁的溶出，减少进入锅炉罐内的铁。

但是，近年来，由于原水多样化、水质恶化而形成的有机物进入锅炉罐内的量增加、以节能·节水为目标而减少排放量、为了非肼化而使用了有机系脱氧剂，因此，会大量发生锅炉罐内水pH下降的故障。作为这些问题的对策，有时提高锅炉水中的磷酸盐浓度、或采用Na/PO₄的摩尔比比3高的磷酸盐系清缸剂，但此时有可能会发生磷酸盐的隐藏现象或碱腐蚀问题。

作为上述系统中所用的代表性的供水、冷凝水系统的防腐剂，可举出有2-氨基乙醇（MEA），但是，其对锅炉水pH的提升效果不够充分。作为上述防腐剂的替代品，在专利文献1中公开了甲基二乙醇胺（MDEA）。

若使用该专利文献1中所记载的MDEA作为防腐剂，则容易以少的药剂量来提高在高温腐蚀环境下的pH，并且其挥发性低而向蒸气的转化较少，因此，对反应体系的影响小，并且，当其与脱氧剂并用时能够提高脱氧能力，在少量添加的情况下可获得高防腐效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-231980号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1中记载的基于MDEA的防腐剂，其向供水中的优选的添加量是50～200mg/L（参照[0012]段），因此，需求一种添加更少量就有效的防腐剂。

本发明就是为了解决如上所述的以往的课题而进行了精心研究的结果而完成的，其目的在于提供一种药剂，该药剂能够无需在前述锅炉中大量添加磷酸盐或者使Na/PO₄的摩尔比大于3.0而更有效地保持锅炉水的pH，不仅能够使锅炉罐内防腐，而且能够使包含供水、冷凝水系统在内的整个锅炉系统防腐。

解决课题的方法

即，本发明提供了如下（1）～（4）的技术方案。

（1）一种锅炉用防腐剂，其中，其含有二乙醇胺。

（2）一种锅炉用防腐剂，其中，其含有二乙醇胺和脱氧剂。

（3）如前述（2）所述的防腐剂，其中，所述脱氧剂是从肼、碳酰肼、1-氨基吡咯烷、1-氨基-4-甲基哌嗪、N,N-二乙基羟胺、异抗坏血酸及其盐、和抗坏血酸及其盐中选出的一种以上的化合物。

（4）如前述（1）～（3）中任一项所述的防腐剂，其中，其是进一步添加中和胺和/或氨而成。

发明效果

根据本发明的锅炉用防腐剂，能够无需向锅炉中添加更多磷酸盐、或者提高Na/PO₄的摩尔比至高于3.0，而更有效地保持锅炉水的pH值，不仅能够使锅炉罐内防腐，而且能够使含有供水、冷凝水的整个锅炉系统防腐。

具体实施方式

本发明的锅炉用防腐剂，其特征在于，其含有二乙醇胺（下面有时称“DEA”）。

二乙醇胺是以HOCH₂CH₂NHCH₂CH₂OH来表示的化合物，是一种热稳定性高、离解度高、低挥发性的胺，因此，向锅炉内产生的蒸汽一侧转化的量少并且保留于锅炉罐内的水中，因此，保持锅炉罐内的水的pH的能力高。

因此，二乙醇胺能够单独用作防腐剂，但二乙醇胺通过并用其它挥发性胺、例如高挥发度的胺，能够调节向蒸汽中转化的胺量，并能够使包括供水、冷凝水的pH在内的整个锅炉系统防腐，进而也可以并用其它防腐剂、吸附于金属表面而形成皮膜的皮膜性防腐剂、稳定剂及其它的辅助剂。

在本发明中，优选二乙醇胺与脱氧剂并用的防腐剂。作为脱氧剂，能够使用公知的脱氧剂，但优选为从肼、碳酰肼、氢醌、1-氨基吡咯烷、1-氨基-4-甲基哌嗪、N,N-二乙基羟胺、异丙基羟胺、异抗坏血酸及其盐、和抗坏血酸及其盐中选出的一种以上的化合物，更优选为1-氨基-4-甲基哌嗪（下面有时称“lA4MP”）。

并且，当与非肼系有机脱氧剂并用时，不会产生锅炉内pH的降低而能够添加足够量。

如上所述，在本发明中，有机物的流入加强，能够实施锅炉的浓缩提升。

含有二乙醇胺、或者含有二乙醇胺与脱氧剂的复合剂的防腐剂，既可以仅由上述这些物质构成，也可以是含有水及其它溶剂、其它成分的复合剂。当作为复合剂使用时可以将各成分分别注入锅炉中进行复合，或者也可以预先作成配合剂后添加于锅炉中。

在本发明中对供水的二乙醇胺（DEA）添加量，通常为0.01mg/L～100mg/L，优选为0.05mg/L～50mg/L，更优选为0.1mg/L～10mg/L。

另外，在本发明的锅炉用防腐剂中，以冷凝水系统的防腐作为目的，能够并用从氨与中和胺中选出的至少一种。

中和胺是同锅炉内产生的蒸气一起挥发并在蒸气凝结的同时溶解于冷凝水中，中和冷凝水系统的二氧化碳而使凝集水的pH上升，由此来抑制钢材的腐蚀的物质。氨也具有与中和胺相同的效果。

作为中和胺，例如，可以优选举出单乙醇胺（MEA）、环己基胺（CHA）、吗啉（MOR）、二乙基乙醇胺（DEEA）、单异丙醇胺（MIPA）、3-甲氧基丙胺（MOPA）、2-氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP）等。其中，更优选为3-甲氧基丙胺（MOPA）。

这些〔中和胺和/或氨〕与二乙醇胺（DEA）的比率〔DEA:中和胺和/或氨〕（质量比），优选为0.01:100～100:0.01，更优选为0.01:10～10:0.01，进一步优选为0.1:10～10:0.1。

另外，本发明的锅炉用防腐剂，优选含有二乙醇胺和脱氧剂，但脱氧剂的添加量是根据供水中的溶解氧量而添加所需量。当存在脱气装置时，根据其性能进行添加。

此外，当形成含有二乙醇胺和脱氧剂的防腐剂时，两者的配合比例要根据将锅炉水调节至规定的pH、通常为pH8.8～10.8时所必需的比例而设定二乙醇胺的比例，还要根据用于充分去除该pH的供水中的溶解氧的充分的比例而设定脱氧剂的比例。具体而言，二乙醇胺通常能够设为0.1～99.9质量%、优选为0.5～95质量%、更优选为1～90质量%，脱氧剂为99.9～0.1质量%、优选为99.5～5质量%、更优选为99～10质量%。

其它的防腐剂的其它的药剂的添加量，能够在其目的范围内进行任意确定。水及其它溶剂的配合比例，能够任意进行确定，但既可以完全不含有，也可以在基于药剂自身的吸湿性而被吸湿的范围内含有。

对可适用本发明的防腐剂的锅炉，并没有特别限制，但特别适于作为（i）具有过热器、蒸汽涡轮的锅炉、以及（ii）具有过热器、蒸汽涡轮的锅炉与供水、冷凝水进行混合的锅炉等用的防腐剂。

本发明的防腐剂在添加于上述锅炉的锅炉水中的状态下发挥防腐效果。作为向锅炉水中添加防腐剂的方法，优选在供水系统中添加而使防腐剂与供水一起到达锅炉并在那里与锅炉水进行混合的方法，也可以直接添加于锅炉水中。在锅炉内，二乙醇胺（DEA）的一部分挥发而与蒸气一起被带出去。另外，脱氧剂会在脱氧作用下被消耗掉，因此通过向供水中进行定量添加，能够将锅炉水中的防腐剂浓度保持在规定值。

实施例

下面，基于实施例进一步详细说明本发明，但本发明并不局限于此。

实施例1

（1）在压力为4MPa、排放率为1%、冷凝水回收率为20%、纯水（离子变换水）供水、加热脱气器[出口脱气能力（溶解氧量：DO值）为0.03mg/L]的条件下，通过使用试验用试验锅炉来实施防腐试验。此外，在本实施例中，相对于供水，按Na/PO₄摩尔比为2.7来添加0.1mg/L磷酸钠作为磷酸离子，并添加1mg/L的2-氨基乙醇（MEA），此时供水、冷凝水的pH成为9.1、锅炉水的pH成为10.0。在此，假定来自补充水的有机物会在锅炉水中发生热分解而产生有机酸，由此，向供水中添加0.06mg/L的甲酸。此时，锅炉水的pH（25℃）降低至9.0，低于该压力等级的JIS基准值的下限值的9.4。

在相同加药量的情况下，即使替代MEA而改换成添加1mg/L甲基二乙醇胺（MDEA），锅炉水的pH（25℃）也同样地是9.0。

（2）在此，若将MDEA改换成二乙醇胺（DEA），则锅炉水的pH（25℃）上升至JIS基准值以上的9.4。

由上述可知，在添加量是相等量的情况下，二乙醇胺（DEA）更容易提升锅炉水的pH。

实施例2

（1）在压力为4MPa、排放率为1%、冷凝水回收率为20%、纯水（离子变换水）供水、加热脱气器〔出口脱气能力（DO值）为0.03mg/L〕的条件下，通过使用试验用试验锅炉来实施防腐试验。在本实施例中，对供水按Na/PO₄摩尔比为2.7来添加0.1mg/L的磷酸钠作为磷酸离子，作为来自补充水的有机物在锅炉水中热分解而产生的有机酸而添加0.1mg/L的甲酸、4mg/L的2-氨基乙醇（MEA），此时锅炉水的pH（25℃）成为9.4、供水、冷凝水的pH（25℃）成为9.6，并且供水、冷凝水的pH提升至所需值以上。在此使用甲基二乙醇胺（MDEA）代替MEA，为了保持锅炉水的pH（25℃）在9.4，将MDEA的添加量增加至4.3mg/L。另外，使用MIPA代替MDEA，同样地保持锅炉水的pH（25℃）在9.4，将MIPA的添加量增加至7.1mg/L。

（2）在此，从单异丙醇胺（MIPA）改换成二乙醇胺（DEA），同样地保持pH（25℃）在9.4，能够将DEA的添加量减少至2.5mg/L。但是，此时的供水、冷凝水的pH（25℃）降低至9.1，因此，若在此补充添加0.8mg/L MEA，则药品的总添加量能够减少3.3mg，并且，此后锅炉水的pH（25℃）成为9.5、供水、冷凝水的pH（25℃）成为9.3，结果使所施加的处理满足了JIS基准。

同样地，若在2.5mg/L的二乙醇胺（DEA）中补充添加1.4mg/L的MIPA，则药品的总添加量为3.9mg/L，与单独用MIPA时或单独用MEA时相比能够减少，并且，此后的锅炉水的pH（25℃）成为9.4、供水、冷凝水的pH（25℃）成为9.3，结果使所实施的处理满足了JIS基准。

实施例3

在压力为4MPa、排放率为1%、冷凝水回收率为20%、纯水（离子交换水）供水、加热脱气器〔出口脱气能力（DO值）为0.03mg/L〕的条件下，通过采用试验用测试锅炉并使用含有二乙醇胺（DEA）和脱氧剂1-氨基-4-甲基哌嗪（lA4MP）的系统以及甲基二乙醇胺（MDEA）实施了防腐试验。将试验条件和结果示于表1中。

表1

根据表1可知，在只使用甲基二乙醇胺（MDEA）的试验编号5中，锅炉水的pH（25℃）低达8.8，对减少铁浓度的效果不够充分。

与此相对，在将MDEA改换成二乙醇胺（DEA）的试验编号1中，即使是相等的量，也对减少铁浓度的效果有提高。

另外，还可知，在并用DEA和脱氧剂lA4MP的试验编号2中，对减少铁浓度的效果有进一步的提高。

进一步地，若将试验编号1和编号2与编号3和编号4进行对比，则可知，即使DEA的添加量是少量的，也能够通过并用DEA和其它的胺〔试验编号3中是2-氨基乙醇（MEA）、试验编号4中是单异丙醇胺（MIPA）〕，进一步提高对减少铁浓度的效果。

工业实用性

本发明的防腐剂，能够优选应用于主要是具有过热器、蒸汽涡轮的锅炉、或者具有过热器、蒸汽涡轮的锅炉与处理水相混合的锅炉等。

Claims

1.一种锅炉用防腐剂，其中，其含有二乙醇胺。

2.一种锅炉用防腐剂，其中，其含有二乙醇胺和脱氧剂。

3.如权利要求2所述的防腐剂，其中，所述脱氧剂是从肼、碳酰肼、1-氨基吡咯烷、1-氨基-4-甲基哌嗪、N,N-二乙基羟胺、异抗坏血酸及其盐、和抗坏血酸及其盐中选出的一种以上的化合物。

4.如权利要求1～3中任一项所述的防腐剂，其中，其是进一步添加从氨和中和胺中选出的至少一种而成。