有機鍋爐除氧劑有機鍋爐除氧劑

無機鍋爐除氧劑（亞硫酸鈉、聯(lián)氨）

 的詳細介紹

1 無機除氧劑

1．無機鍋爐除氧劑（亞硫酸鈉、聯(lián)氨）1亞硫酸鈉

亞硫酸鈉是*早使用的一種化學(xué)除氧劑，因具有物美價廉、來源方便、無毒、與氧反應(yīng)速度較快等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用[3]。它是一種較強的還原劑，能與水中的溶解氧反應(yīng)生成硫酸鈉，其除氧的特點是：溫度越高，反應(yīng)時間越短，除氧效果越好：在pH=6的環(huán)境中除氧效果*好，若pH增加除氧效果下降：加入少量的銅、鈷、錳、錫等作催化劑，可加快反應(yīng)速度，其中加鈷效果*好。

雖然亞硫酸鈉具有除氧速度快、效率高以及在較低溫度下也有較好的除氧能力的優(yōu)點，但是它也有明顯的缺點：亞硫酸鈉與氧的反應(yīng)速度受pH、溫度及催化劑的影響較大；與氧反應(yīng)產(chǎn)物是硫酸鈉，連續(xù)使用會增加爐水的溶解固形物，影響蒸汽品質(zhì)；有生成難以**的CaSO4的可能；長期放置易被氧化而失效；對金屬無鈍化保護作用：當(dāng)壓力＞6．2 MPa時．亞硫酸鈉會分解成腐蝕性很強的SO2和H2S．引起后續(xù)設(shè)備的腐蝕[3-5]?？紤]到亞硫酸鈉的分解，此法只能用于對水質(zhì)要求較高的低、中壓鍋爐除氧。

AD3除氧劑彌補了亞硫酸鈉存儲易變質(zhì)和難于監(jiān)控的不足，它由穩(wěn)定劑、催化劑、Na2 SO3組成，是一種綠色除氧技術(shù)，具有高效、無毒、無污染、運行費用低等特點[6]。

1．無機鍋爐除氧劑（亞硫酸鈉、聯(lián)氨）2聯(lián)氨

隨著大容量機組和高壓鍋爐的出現(xiàn)，至20世紀50、60年代，亞硫酸鈉逐漸被聯(lián)氨所取代。聯(lián)氨在堿性環(huán)境中具有很強的還原性，為了使聯(lián)氨和水中溶解氧的反應(yīng)進行得迅速而且完全，應(yīng)維持150℃以上的溫度，pH為9～11的堿性介質(zhì)和適當(dāng)?shù)倪^剩聯(lián)氨量。從除氧器出來的給水，溫度一般＞150℃．給水pH按規(guī)定要調(diào)節(jié)到8．8~9．3，給水中過剩聯(lián)氨質(zhì)量濃度控制在20~50 μg／L[7]。后經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，銅、錳、鐵等金屬的某些化合物可以大大加快聯(lián)氨和氧的反應(yīng)速度，但是給水中若含有這些金屬化合物，就會加劇鍋爐的結(jié)垢和腐蝕。美國、英國相繼研制出了除氧作用和抑制腐蝕等性能優(yōu)于普通聯(lián)氨的催化聯(lián)氨，催化聯(lián)氨所添加的催化劑大都是有機化合物，雖然具體組成不詳，但不外是以下幾類：醌的化合物、芳胺和醌化合物的混合物、1-苯基-3吡唑烷酮對一氨基苯酚等，它們在水合聯(lián)氨中的加入量極其微小，但除氧效果卻能顯著地超過普通聯(lián)氨[8]。

聯(lián)氨是一種非常有效的除氧劑，它與水中的氧反應(yīng)生成氮氣和水，高溫分解產(chǎn)物為氮氣和氨氣，氨可以增加爐水的pH，有利于對鍋爐的保護，過量的聯(lián)氨也不會增加爐水的溶解固形物；聯(lián)氨具有緩蝕功能，與鐵及銅腐蝕產(chǎn)物反應(yīng)生成具有鈍化保護作用的Fe3O4和Cu2O。但聯(lián)氨用于給水除氧也存在缺點與不足：在除氧效率上不如亞硫酸鈉，水溫低時除氧速度慢，只能在較高的溫度下才能有效地與氧反應(yīng)達到除氧目的；分解溫度很高；聯(lián)氨是一種毒性較強的物質(zhì)，并被懷疑有致癌作用，操作時容易濺到人的眼睛、皮膚或衣服上，極易被人體吸入，影響操作人員的健康；并且聯(lián)氨的揮發(fā)性強、易燃、易爆，當(dāng)空氣中所含聯(lián)氨蒸汽的體積分數(shù)達到4．7％時。遇火要發(fā)生爆燃，給運輸、貯存和使用帶來了麻煩[6,9 ]。雖然如此，國內(nèi)許多電廠還是采用聯(lián)氨除氧，但歐、美、日等國家已相繼摒棄聯(lián)氨，開發(fā)和應(yīng)用新型的有機除氧劑。
 有機鍋爐除氧劑（肟類化合物、羥胺類化合物、異抗壞血酸及其鈉鹽） 的詳細介紹
有機鍋爐除氧劑（肟類化合物、羥胺類化合物、異抗壞血酸及其鈉鹽）2 有機除氧劑
2．1肟類化合物
肟類化合物是較強的還原劑，目前已用作化學(xué)除氧劑的有*****肟、二甲基酮肟、乙醛肟等，其在138~336℃，0．34~13．7 MPa范圍內(nèi)都有良好的除氧性能，并且可將高價的銅、鐵氧化物還原成低價氧化物，對金屬表面起良好的鈍化、緩蝕作用。肟類化合物的揮發(fā)性較好，其分配系數(shù)比聯(lián)氨大，當(dāng)蒸汽冷凝時，肟類藥劑會溶于凝結(jié)水中，有利于保護整個系統(tǒng)的金屬材料。有人分別對二甲基酮肟，*****肟及乙醛肟進行高溫分解實驗，發(fā)現(xiàn)二甲基酮肟及*****肟在14:8 MPa、342℃的條件下，分解產(chǎn)物為NH3及微量乙酸(體積分數(shù)3％)，無甲酸產(chǎn)生?？疾於谆考耙胰╇吭?60~500℃真空條件下的分解，發(fā)現(xiàn)分解產(chǎn)物主要是低分子的簡單化合物，如CH4、CO、N2、H2O、C2H4等，它們對水汽系統(tǒng)均無副作用[10~11]。肟類化合物也存在不足，它在給水初期對給水系統(tǒng)的鐵、銅有溶解作用，金屬鈍化能力不足，由于其揮發(fā)性很好，長期使用時熱分解產(chǎn)物NH3會對凝汽器銅部件產(chǎn)生影響。
與聯(lián)氨相比，二甲基酮肟毒性僅是聯(lián)氨的1／37，屬微毒物，減少了藥品對操作人員的危害，大大降低了對環(huán)境的污染，這是二甲基酮肟的*大優(yōu)勢；二甲基酮肟為固體，便于現(xiàn)場使用、運輸和貯存；二甲基酮肟的除氧費用比聯(lián)氨略高，但它熱分解產(chǎn)生氨，使給水的加氨量相應(yīng)減少。華東電力試驗研究所開發(fā)的二甲基酮肟于1990年通過技術(shù)鑒定，1992年在焦作電廠三期工程5#、6#爐中進行了應(yīng)用，目前其廣泛應(yīng)用于華東地區(qū)50~500 MW機組，積累了豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗[12]。二甲基酮肟在邵武發(fā)電有限公司超高壓機組的應(yīng)用情況表明，它不僅與聯(lián)氨有大致相同的除氧效果，而且還有更好的社會環(huán)境效益[13]。近年來二甲基酮肟替代聯(lián)氨除氧得到了一定的推廣應(yīng)用。
乙醛肟是國內(nèi)在熱電廠中應(yīng)用比較廣泛的一種肟類除氧劑，實驗研究表明[10]，醛肟類除氧速度快于酮肟類。長山熱電廠引進哈爾濱電力化工廠生產(chǎn)的乙醛肟除氧劑，配制成乙醛肟質(zhì)量分數(shù)為32％的水溶液，這種除氧劑無毒、不腐蝕、不結(jié)晶，低溫除氧、配制**。該電廠根據(jù)乙醛肟的除氧特點，提出了補給水加**式[14]，除氧效果很好，而且減輕了低壓加熱器、高壓加熱器及其管道的腐蝕，降低了加藥量，減少了投資。 
 
有機鍋爐除氧劑（肟類化合物、羥胺類化合物、異抗壞血酸及其鈉鹽）2．2羥胺類化合物
在羥胺類化合物中，研究*早的是二乙基羥胺，它具有很強的還原性，無毒、易揮發(fā)，在給水中的未反應(yīng)物可以隨蒸汽揮發(fā)，防止冷凝系統(tǒng)的腐蝕，并能在金屬表面形成鈍化薄膜，起鈍化和緩蝕作用。在水中能測出低至10μg/L的二乙基羥胺[15]，其與氧反應(yīng)生成乙酸鹽、氨氣和水[16]。在冷凝系統(tǒng)中，少量的氨氣是無害的，但如果有高濃度的氨存在，將會腐蝕鍋爐系統(tǒng)中的銅合金。實驗證明[17]，1 mg／L的二乙基羥胺在311℃下保持6 h，將產(chǎn)生0．07 mg／L的氨，但二乙基羥胺在鍋爐中的停留時間遠遠少于6 h，產(chǎn)生的氨量很少。二乙基羥胺單獨使用時除氧效果不理想，常與中和胺如環(huán)己胺、嗎啉、二乙基氨基乙醇等復(fù)配使用，除氧速度大大提高。對二乙基羥胺除氧速率的研究表明[18]，pH＞11時其除氧效果顯著。對于高壓鍋爐，為了避免在傳熱面上形成堿濃縮層而引起的腐蝕，爐水pH應(yīng)控制在11以下，可見它的使用受到了一定的限制。
羥烷基羥胺是后來研究的一種羥胺類化合物[19]，它和二乙基羥胺相比，需加的催化劑量更少，在較低溫度下有很好的除氧效果，但它的沸點很高，揮發(fā)性不好，因此未得到推廣應(yīng)用。
N—異丙基羥胺[12]作為除氧劑是美國公布的**，它不僅具有還原性強、無毒、揮發(fā)性好等特點，而且它的氧化產(chǎn)物為丙酮肟，可以繼續(xù)除氧，能降低加藥成本。實驗室數(shù)據(jù)和現(xiàn)場研究資料都表明將二乙基羥胺和N—異丙基羥胺兩者復(fù)配使用具有更好的除氧效果[20]。 
 
2．3異抗壞血酸及其鈉鹽
異抗壞血酸及其鈉鹽是一種生物型食品抗氧、防腐保鮮助色劑，屬無毒物質(zhì)，具有強還原性，可將高價的銅、鐵氧化物還原為低價的氧化物而形成致密的保護膜，對金屬材料起鈍化、緩蝕作用，在190℃時，其除氧速率是聯(lián)氨的8 500倍，并可適用于各種壓力的鍋爐除氧。其分解產(chǎn)物主要是乳酸及其少量的甲酸和乙酸等[21]，乳酸能同氧反應(yīng)，可減少藥劑加入量，降低投藥費用。加藥系統(tǒng)可以直接使用原有的聯(lián)氨加藥系統(tǒng)，加藥部位也可和聯(lián)氨加藥部位相同，省去了對設(shè)備的改建[22]。但異抗壞血酸鈉屬低揮發(fā)性物質(zhì)，不能對凝汽器等后續(xù)設(shè)備起防腐作用，并會增加鍋爐給水的含鹽量。
異抗壞血酸鈉已在吉林熱電廠高壓、超高壓機組和長山熱電廠中壓機組進行了除氧試驗，取得了很好的效果。將異抗壞血酸鈉進行復(fù)配使用效果更好．江蘇省電力試驗研究所推出的低劑量(200μg／L)異抗壞血酸鈉及其復(fù)合配方(HX–02)在徐州發(fā)電廠應(yīng)用，取得了很好的除氧、防腐效果[23]。蘭化研究院研制的SWD除氧劑，以異抗壞血酸鈉為基礎(chǔ)，復(fù)配以少量的穩(wěn)定劑、活化劑、防蝕劑等，具有除氧活性高、鈍化性好、無毒、穩(wěn)定性好、對水質(zhì)無污染等特點[17]。 

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