CN113481064B - 一种锅炉水冷壁清洗剂及制备方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种锅炉水冷壁清洗剂及制备方法和使用方法，它涉及一种清洗剂及制备方法和使用方法。本发明的目的是要解决使用现有锅炉水冷壁清洗剂清洗锅炉水冷壁耗时费力，清洗成本高，易对锅炉造成损坏，垢的清除率低，需要频繁进行清洗和清洗后容易上垢的问题。一种锅炉水冷壁清洗剂由氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、硅酸钠、盐酸、硝酸、烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和水制备而成。方法：一、称料；二、混合；三、混合物装入到反应釜中，控制温度和压力反应；四、调节pH值。使用方法：将锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液。使用本发明制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢的清除率可达100％。
Description
技术领域
本发明涉及一种清洗剂及制备方法和使用方法。
背景技术
大型火力发电厂锅炉无论是在基建期间还是机组运行一段时间，不可避免的出现了水垢、锈蚀等问题。由于垢的产生，使得传热性变差，以致锅炉效率降低，并且由于烟垢致使受热面传热效率降低，使得受热面受热不均导致金属表面局部过热，在锅炉压力作用下，炉管发生鼓包，甚至***。因此，当炉管垢量达到相应标准要求后都必须进行清洗，以获得清洁的受热表面，从而达到节能降耗和防止炉管腐蚀爆管的目的。
目前清洗方法有人工清洗和化学清洗，锅炉受热面采用人工除焦，存在除焦不彻底，影响锅炉传热，影响锅炉水循环，导致锅炉停炉后再起炉时受热面受热不均匀，导致爆管事故。
化学清洗常常采用的清洗方法包括使用盐酸、柠檬酸、EDTA氨盐、氢氟酸、氨基磺酸以及硫酸等，都需要包括酸洗、水冲洗、漂洗等清洗除垢和钝化两大步骤才能完成，清洗时间长，清洗工艺复杂且消耗的大量除盐水，废液处理量大，难以全面满足环保要求，此外，由于清洗过程中使用酸，容易腐蚀锅炉，对锅炉设备造成损坏。
此外，使用现有锅炉清洗剂除垢还存在清除率低，锅炉需要频繁进行清洗，清洗周期短，锅炉清洗后容易上垢的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决使用现有锅炉水冷壁清洗剂清洗锅炉水冷壁耗时费力，清洗成本高，易对锅炉造成损坏，垢的清除率低，需要频繁进行清洗和清洗后容易上垢的问题。
一种锅炉水冷壁清洗剂按重量份数由12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水制备而成。
一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、称料：
按重量份数称取12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水；
二、将步骤一中称取的12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水混合均匀，得到混合物；
三、将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为110℃～140℃，反应釜内的压力为2MPa～3MPa，混合物在温度为110℃～140℃和压力为2MPa～3MPa的条件下反应2h～8h，得到粘稠状混合物；
四、使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至6.5～7.5，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。
一种锅炉水冷壁清洗剂的使用方法，是按以下步骤完成的：
将锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液，得到清洗后的锅炉水冷壁；
所述的锅炉水冷壁清洗剂与垢的质量比为1:(1～15)；
所述的磷酸三钠溶液的体积与垢的质量比为(2mL～50mL):1g，其中磷酸三钠溶液的质量分数为2％～15％。
本发明的原理：
根据安捷伦630红外光谱分析得知，水冷壁烟垢主要成分为硅铝酸盐，结构式Si-O-Si；氧化铁等，本发明中氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵在锅炉水冷壁清洗剂中主要起到表面活性剂作用，可以在中性或碱性溶液中吸附阳离子、使硅酸钠中的硅离子改性后，作为引发剂因子诱发硅铝酸盐局部分解，利用离子间间隙，用盐酸、硝酸微溶部分硅铝酸盐离子，烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物做为乳化剂，利用其表面张力与后喷洒的磷酸三钠快速渗透到金属表面，形成300～800纳米厚的膜，让烟垢与金属表面分离达到100％。
本发明的优点：
一、使用本发明制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢的清除率可达100％；
二、使用本发明制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢进行清除，清洗后的锅炉水冷壁可以达到新炉的热效率；
三、使用本发明制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁进行清洗，清洗后不容易上垢，清洗周期可长达4年；
四、使用本发明制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁进行清洗，清洗后的锅炉机组的供电煤耗降低率为1.8％～2.1％。
本发明可获得一种锅炉水冷壁清洗剂。
附图说明
图1为实施例二中锅炉水冷壁清洗前的第一数码照片图；
图2为图1中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后的数码照片图；
图3为实施例二中锅炉水冷壁清洗前的第二数码照片图；
图4为图3中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后的数码照片图；
图5为实施例三中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后一年的数码照片图；
图6为实施例三中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后三年的数码照片图。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
具体实施方式一：本实施方式一种锅炉水冷壁清洗剂按重量份数由12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水制备而成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同点是：一种锅炉水冷壁清洗剂按重量份数由12份～20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～15份硅酸钠、5份～10份盐酸、1份～10份硝酸、10份～15份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～350份水制备而成。其它步骤与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同点是：一种锅炉水冷壁清洗剂按重量份数由20份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、15份～20份硅酸钠、10份～25份盐酸、10份～15份硝酸、15份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和350份～450份水制备而成。其它步骤与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同点是：一种锅炉水冷壁清洗剂按重量份数由20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水制备而成。其它步骤与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同点是：所述的盐酸的质量分数为37％；所述的硝酸的质量分数为65％。其它步骤与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式是一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法是按以下步骤完成的：
一、称料：
按重量份数称取12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水；
二、将步骤一中称取的12份～30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份～20份硅酸钠、5份～25份盐酸、1份～15份硝酸、10份～20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份～450份水混合均匀，得到混合物；
三、将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为110℃～140℃，反应釜内的压力为2MPa～3MPa，混合物在温度为110℃～140℃和压力为2MPa～3MPa的条件下反应2h～8h，得到粘稠状混合物；
四、使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至6.5～7.5，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式六的不同点是：步骤一中按重量份数称取20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水。其它步骤与具体实施方式六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式六至七之一不同点是：步骤三中将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为125℃，反应釜内的压力为2.5MPa，混合物在温度为125℃和压力为2.5MPa的条件下反应5h，得到粘稠状混合物。其它步骤与具体实施方式六至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式六至八之一不同点是：步骤四中使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至7，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。其它步骤与具体实施方式六至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式六至九之一不同点是：一种锅炉水冷壁清洗剂的使用方法是按以下步骤完成的：
将锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液，得到清洗后的锅炉水冷壁；
所述的锅炉水冷壁清洗剂与垢的质量比为1:(1～15)；
所述的磷酸三钠溶液的体积与垢的质量比为(2mL～50mL):1g，其中磷酸三钠溶液的质量分数为2％～15％。其它步骤与具体实施方式六至九相同。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一：一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，是按以下步骤完成的：
一、称料：
按重量份数称取20份氯化十六烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水；
步骤一中所述的盐酸的质量分数为37％；所述的硝酸的质量分数为65％；
二、将步骤一中称取的20份氯化十六烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水混合均匀，得到混合物；
三、将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为125℃，反应釜内的压力为2.5MPa，混合物在温度为125℃和压力为2.5MPa的条件下反应5h，得到粘稠状混合物；
四、使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至7，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。
实施例二：使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对华电能源股份有限公司某电厂300MW机组1号锅炉受热面表面进行清洗，具体方法如下：
将实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液，得到清洗后的锅炉水冷壁；
所述的锅炉水冷壁清洗剂与垢的质量比为1:7；
所述的磷酸三钠溶液的体积与垢的质量比为22mL:1g，其中磷酸三钠溶液的质量分数为7％。
图1为实施例二中锅炉水冷壁清洗前的第一数码照片图；
图2为图1中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后的数码照片图；
图3为实施例二中锅炉水冷壁清洗前的第二数码照片图；
图4为图3中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后的数码照片图；
从图1～图4可知，实施例二中使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢的去除效果非常好，锅炉水冷壁垢的清除率为100％。
该机组锅炉水冷壁垢清洗前后的机组供电煤耗及供电煤耗降低率见表1所示；
表1
从表1可知，使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢进行清除，可以降低供电煤耗，供电煤耗降低率可达2.0732％。
实施例三：使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对华电能源股份有限公司某电厂8号锅炉受热面表面进行清洗，具体方法如下：
将实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液，得到清洗后的锅炉水冷壁；
所述的锅炉水冷壁清洗剂与垢的质量比为1:7；
所述的磷酸三钠溶液的体积与垢的质量比为22mL:1g，其中磷酸三钠溶液的质量分数为7％。
本实施例中使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢的去除效果非常好，锅炉水冷壁垢的清除率为100％。
图5为实施例三中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后一年的数码照片图；
图6为实施例三中锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，水冷壁清洗后三年的数码照片图。
从图5和图6可知，锅炉水冷壁使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂进行清洗，清洗后不容易上垢。
该机组锅炉水冷壁垢清洗前后的机组供电煤耗及供电煤耗降低率见表2所示；
表2
从表2可知，使用实施例一制备的锅炉水冷壁清洗剂对锅炉水冷壁垢进行清除，可以降低供电煤耗，供电煤耗降低率可达1.8849％。
Claims (8)
1.一种锅炉水冷壁清洗剂，其特征在于其按重量份数由12份~30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份~20份硅酸钠、5份~25份盐酸、1份~15份硝酸、10份~20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份~450份水制备而成；
所述的盐酸的质量分数为37%；所述的硝酸的质量分数为65%；
所述的锅炉水冷壁清洗剂的使用方法是按以下步骤完成的：
将锅炉水冷壁清洗剂喷洒到锅炉水冷壁垢上，再喷洒磷酸三钠溶液，得到清洗后的锅炉水冷壁；
所述的锅炉水冷壁清洗剂与垢的质量比为1:(1~15)；
所述的磷酸三钠溶液的体积与垢的质量比为(2mL~50mL):1g，其中磷酸三钠溶液的质量分数为2%~15%。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉水冷壁清洗剂，其特征在于其按重量份数由12份~20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份~15份硅酸钠、5份~10份盐酸、1份~10份硝酸、10份~15份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份~350份水制备而成。
3.根据权利要求1所述的一种锅炉水冷壁清洗剂，其特征在于其按重量份数由20份~30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、15份~20份硅酸钠、10份~25份盐酸、10份~15份硝酸、15份~20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和350份~450份水制备而成。
4.根据权利要求1所述的一种锅炉水冷壁清洗剂，其特征在于其按重量份数由20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水制备而成。
5.如权利要求1所述的一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，其特征在于其是按以下步骤完成的：
一、称料：
按重量份数称取12份~30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份~20份硅酸钠、5份~25份盐酸、1份~15份硝酸、10份~20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份~450份水；
二、将步骤一中称取的12份~30份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份~20份硅酸钠、5份~25份盐酸、1份~15份硝酸、10份~20份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和300份~450份水混合均匀，得到混合物；
三、将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为110℃~140℃，反应釜内的压力为2MPa~3MPa，混合物在温度为110℃~140℃和压力为2MPa~3MPa的条件下反应2h~8h，得到粘稠状混合物；
四、使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至6.5~7.5，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。
6.根据权利要求5所述的一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，其特征在于步骤一中按重量份数称取20份氯化十六烷基三甲基铵或氯化十八烷基三甲基铵、10份硅酸钠、10份盐酸、7份硝酸、16份烯酰胺乙基型烯基咪唑啉季铵化物和380份水。
7.根据权利要求5或6所述的一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，其特征在于步骤三中将混合物加入到反应釜中，控制反应釜的温度为125℃，反应釜内的压力为2.5MPa，混合物在温度为125℃和压力为2.5MPa的条件下反应5h，得到粘稠状混合物。
8.根据权利要求7所述的一种锅炉水冷壁清洗剂的制备方法，其特征在于步骤四中使用碳酸钠将粘稠状混合物的pH值调节至7，冷却至室温，得到锅炉水冷壁清洗剂。
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