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1、阻垢除垢分散铁垢、缓蚀防腐调节PH值多功能的锅炉防腐阻垢剂国家科技部1999年第378号公告,共有214项技术成果列入“九五”国家科技成果重点推广计划指南项目中,其中北京化工大学专利技术产品BF-30A(编号99050127A)是唯一被推广的锅炉防腐阻垢剂及防腐阻垢技术。一、阻垢除垢分散铁垢、缓蚀防腐调节PH值多功能BF30a防腐阻垢剂的主要特点为了解决工业锅炉供热系统的严重腐蚀问题,在国家科技部的大力支持下,北京化工大学研究成功了连用法锅炉防腐阻垢剂及防腐阻垢技术。该技术又称BF30a法。不需要昂贵的除氧设备,只要按照给出的工艺条件,把具有防腐、阻垢、消泡、加药指示和防失水作用的防腐阻垢剂B
2、F30a加入系统,就能连续地达到运行防腐阻垢和停用防腐保养的双重目的。性能测试和大量锅炉的应用试验证明,该技术区别于现有技术的特点是:高效 在锅炉的一般条件下,BF30a对运行锅炉的缓蚀率、阻垢率和对停用锅炉的缓蚀率99,远优于现有同类技术,从而解决了长期不能取得突破的锅炉防腐蚀难题。方便 使用BF30a时,不需要运行时的除氧操作、软化操作和复杂的分析操作,也不需要停用时的排水,烘干锅炉和定期分析、更换药品等操作,只要按工艺投药即可。连续 该技术突破了把锅炉运行和停用分开处理的传统模式,不管锅炉运行、停用周期如何,都能提供连续的长期的防腐阻垢,BF30a作为锅炉停用保护剂的缓蚀率99。廉价 不
3、需要昂贵的除氧设备投资,不因停用或运行而更换药品,从而大大节约了锅炉使用费用。多功能 BF30a具有阻垢除锈、防腐缓蚀、覆保护膜、提高炉水PH值多功能;BF30a作为锅炉停用保护剂、铁垢分散剂、炉水PH值调节剂使用,效果良好; BF30a防腐阻垢剂螯合溶解作用,具有溶解水垢的功能,螯合清除系统老垢,实现在线清洗在线运行不用停炉,提高锅炉系统供热供暖效率。当前常用的钠离子交换器(树脂软化罐)处理方式中再生废液造成了水源的污染,使淡水咸化,导致人类患各种病症机率增加。各种除氧设备效率不高,除氧方式技术不过关不成熟,往往形同虚设。使用生水+ BF-30A防腐阻垢剂技术,热水锅炉不需要运行时的除氧操作
4、、软化操作,完全可以替代树脂软化罐、除氧器等设备运行,代替软化水,保护环境。生水+BF-30A防腐阻垢剂+BF-31T凝水保护剂,可代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备。BF-30a法的推广应用已获得明显的节水、节能、节省设备投资、延长锅炉使用寿命、提高供热供暖质量以及保护环境等效益。BF30a防腐阻垢剂及连用法锅炉防腐阻垢技术突破了把锅炉运行和锅炉停用分开处理的传统模式,首创同时解决锅炉系统的运行腐蚀和停用腐蚀难题,对锅炉系统的安全经济运行、延长使用寿命、节约能源和提高供热质量等具有重要意义。BF30a防腐阻垢剂产品被列为:化工部技术发明奖(编号:98-3-001-1)中国锅炉水处理
5、协会注册(编号:WA0113001)北京市高新技术转化项目(编号:022500084B)国家知识产权局授予专利权(编号:第52414号) “九五”国家科技成果重点推广计划产品(编号:99050127A)BF-30A防腐阻垢剂与目前供热系统中常规水处理方式比较如下表水处理方式作用存在问题钠离子交换即树脂软化罐 除去水中结垢物质1.只防垢,不防腐,导致设备锈蚀,增加维修量,减少设备使用寿命。 2.再生废液排放污染水资源,使淡水咸化, 污染环境反渗透除去水中阴阳离子1.除盐水太纯净,无垢缓冲差,系统设备及管线易腐蚀解析除氧除去氧气将溶解氧转变为CO21.只适用于蒸汽锅炉。 2.产生CO2,水腐蚀性增
6、强。热力除氧除去水中氧气1. 只适用于蒸汽锅炉,操作难度大2. 温度不好控制,设备固定后效率提升空间有限 海绵铁除氧除去水中氧气1.80时,反应时间长;2.需更换海绵铁且较困难; 3.产生二价铁离子易造成电化学腐蚀,负作用远大于正作用;亚硫酸钠除去水中氧气循环水中残余硬度高,易生成不易清除的硫酸盐垢磷酸钠+氢氧化钠提高炉水PH值,防腐、防结垢1.配合软化水,减缓腐蚀结垢2.阻垢范围窄,易产生二次水垢。某型防腐阻垢剂防腐阻垢除垢 育黑亮保护膜1黑亮保护膜膜层厚,传热速率低,影响供热效率2.除垢除锈功能强大,易造成管线阻塞BF-30a防腐阻垢剂1.防腐、覆保护膜 缓蚀率99、阻垢 阻垢率99;2.
7、作为停炉保护剂 锅炉及系统停用保护缓蚀率 993.作为铁垢分散剂 除锈 分散铁垢;4.作为炉水PH值调节剂 提高炉水PH值;5.溶垢除垢、螯合清除系统老垢,实现在线清洗在线运行不用停炉;6.生水+ BF-30A防腐阻垢剂,热水锅炉代替软化水,除氧操作,保护环境;7.生水+BF-30A防腐阻垢剂+BF-31T凝水保护剂,代替蒸汽锅炉系统软化装置+除氧设备+除铁设备。二、BF30a防腐阻垢剂防腐蚀机理BF-30a的防腐蚀机理主要是使锅炉系统金属表面生成某种保护性薄膜,这从电化学试验即可证实。图1 BF30a防腐阻垢剂对20g钢电极电位的影响从钢的电位-时间曲线(图1)可以看出,在不同条件下,钢的电
8、极电位随时间变化的趋势均经历了剧烈降低然后稳定的过程,即首先发生表面天然保护膜的破坏,然后发生基体腐蚀。与加入亚硫酸钠之类的除氧剂后钢的电位大幅度下降的情况相反,加入BF-30a防腐阻垢剂后,钢的电位在经过稍微降低后保持大致稳定的值,该值比原来水中钢的电位值高得多。对此可能的解释是,BF-30a防腐阻垢剂对阳极过程的抑制比较显著。图2示出BF-30a防腐阻垢剂对钢在水中腐蚀的阳极过程和阴极过程的影响。BF-30a防腐阻垢剂的加入使钢的自腐蚀电位剧烈正移,阳极极化也剧烈增加,但从阴极极化曲线看,虽然BF-30a的加入使氧的离子化过电位减小,但阴极极化却明显增加,由此看来,BF-30a防腐阻垢剂既
9、强烈地抑制了钢腐蚀的阳极过程,又明显地抑制了腐蚀的阴极过程,是钢在水中的混合性缓蚀剂,同时,电化学试验结果很好的说明了BF-30a防腐阻垢剂缓蚀率很高的原因。图2 钢在水中和加入BF30a防腐阻垢剂药剂的水中的动电位极化曲线三、BF30a防腐阻垢剂阻垢机理1、阻垢除垢分散铁垢、缓蚀防腐调节PH值多功能BF30a防腐阻垢剂螯合溶解作用螯合溶解作用。螯合剂能与与水中钙离子形成稳定的水溶性螯合物,使给水中引入的硬度成分呈溶解状态。典型的螫合剂是乙二胺四醋酸盐(EDTA)和次氨基三醋酸盐(NTA),其阻垢机理是螯合剂同钙离子反应,将致垢阳离子封锁在其分子内,使致垢阳离子无法与致垢阴离子结合成垢,使大量
10、的钙离子稳定在水中,相当于增加了微溶性钙盐在水中的溶解度,从而使钙在锅炉中呈溶解状态,起到了阻垢作用。该反应按化学计量进行,lmgCaCO3/L钙硬度成分需用3.8mgL EDTA的四钠盐。为了查明BF-30a防腐阻垢剂对水垢的螯合溶解作用,采用与螯合剂类似的试验方法,将碳酸钙固体和硫酸钙固体水垢放入BF-30a溶液中进行螯合溶解试验,试验结果表明,水中钙离子浓度缓慢增加,即BF-30a防腐阻垢剂对水垢具有温和的螯合溶解能力。其与EDTA之类的螯合剂的主要区别,一是EDTA是按化学计量与钙离子反应,而BF-30a防腐阻垢剂对钙离子的螯合溶解并不按化学计量,在理论上达到化学计量值之后仍具有螯合作
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