工業(yè)鍋爐有機(jī)膦水化學(xué)技術(shù)研究.pdf

1、鍋爐是高耗能特種設(shè)備之一，它的安全是國(guó)家公共安全的重要組成部分，它的節(jié)能降耗是建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)的爐內(nèi)水處理技術(shù)以磷酸鹽作為阻垢緩蝕劑，但由于其加藥量大，藥劑中P含量較高，對(duì)環(huán)境的破壞較大。本論文以有機(jī)膦-羥基亞乙基磷酸鹽(HEDP)作為鍋爐爐水的加藥藥劑，由于其用量少就能發(fā)揮高效的阻垢緩蝕性能，因而可以減小鍋爐受熱面沉積物結(jié)生速率，降低鍋爐排污率，提高鍋爐運(yùn)行能效和安全系數(shù)，對(duì)促進(jìn)社會(huì)安全發(fā)展、節(jié)約發(fā)展、清

2、潔發(fā)展具有重要意義。
　　 本文在模擬工業(yè)鍋爐水質(zhì)的情況下，對(duì)爐水中HEDP的測(cè)定方法進(jìn)行了優(yōu)化、研究了HEDP的高溫解離特性、以及對(duì)HEDP的阻垢性能和緩蝕性能進(jìn)行了研究，得出了以下的一些結(jié)論。
　　 HEDP在鍋爐爐水中做為阻垢緩蝕劑來(lái)使用，首先需要解決的是HEDP的測(cè)定問(wèn)題。但HG/T3537-1999標(biāo)準(zhǔn)方法對(duì)HEDP的分析檢測(cè)繁瑣（測(cè)定時(shí)間一般需要2-3小時(shí)），而使用硝酸釷絡(luò)合滴定來(lái)檢測(cè)HEDP的方法，雖然測(cè)定

3、步驟簡(jiǎn)單，但硝酸釷是一種具有放射性的物質(zhì)，不僅會(huì)給環(huán)境帶來(lái)很大的負(fù)擔(dān)，而且對(duì)人體也是有害的。通過(guò)改進(jìn)的分光光度法對(duì)HEDP的測(cè)定進(jìn)行研究，測(cè)定時(shí)間大大的降低（測(cè)定可以在20-30分鐘之內(nèi)完成）。此外，探討了工業(yè)鍋爐爐水中可能存在的各種離子對(duì)測(cè)定的影響，從而確定了最佳測(cè)定條件（波長(zhǎng)470nm，pH小于2，反應(yīng)時(shí)間5分鐘，顯色時(shí)間15分鐘）。當(dāng)爐水中NaCl的含量低于500mg/L;Ca2+濃度小于300mg/L;磷酸鹽含量低于20mg/L

4、;SO42-含量在50mg/L內(nèi)時(shí)均不會(huì)干擾對(duì)HEDP的檢測(cè)。通過(guò)對(duì)模擬爐水中的HEDP進(jìn)行本測(cè)定方法的精密度試驗(yàn)，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1％以下，該方法具有簡(jiǎn)單、快速、靈敏、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)。
　　 HEDP在爐水中的穩(wěn)定性直接影響其阻垢緩蝕性能的發(fā)揮，因而研究了有氧、無(wú)氧條件以及不同pH條件下HEDP在模擬工業(yè)鍋爐爐水中的熱分解特性，在有氧的條件下，隨著溫度的升高HEDP的分解率也隨之增加，溫度140℃HEDP分解加劇，當(dāng)溫度達(dá)到16

5、0℃后，HEDP幾乎完全分解，分解產(chǎn)物主要為磷酸鹽化合物。在無(wú)氧條件下，HEDP隨溫度升高也是分解加劇，200℃以上時(shí)HEDP會(huì)發(fā)生較大程度的分解，但相比于有氧條件下HEDP的分解規(guī)律，其能耐受的溫度較高，由此說(shuō)明要使HEDP能最好的發(fā)其功效，控制爐水中氧含量有非常重要的作用。實(shí)驗(yàn)在150℃條件下研究了pH值得變化對(duì)HEDP的熱分解特性的影響，實(shí)驗(yàn)表明，pH值的變化對(duì)HEDP的熱分解影響不大，在高堿性條件下HEDP能穩(wěn)定存在。
　

6、　 通過(guò)電導(dǎo)法和靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)對(duì)HEDP的阻垢性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，研究表明電導(dǎo)法和靜態(tài)阻垢法對(duì)HEDP的阻垢性能進(jìn)行評(píng)價(jià)具有一致性，隨著HEDP濃度的增加，阻垢率逐漸增加，但HEDP的阻垢效率是有一定臨界值的，增大到一定程度后阻垢率變化就不會(huì)很大。溶液中加有5-7mg/L的HEDP能達(dá)到較高的阻垢率;此外，其阻垢性能還與溶液的濃縮倍率以及pH值有較大的關(guān)系;溫度對(duì)HEDP的阻垢性能影響較大，隨著溫度的升高HEDP的阻垢性能也隨之降低。在低鈣

7、離子濃度和HCO3-濃度條件下，HEDP對(duì)碳酸鈣垢有較好的抑制效果，高鈣離子濃度和HCO3-濃度會(huì)抑制HEDP的阻垢性能。
　　 使用電化學(xué)交流阻抗法、Tafel極化曲線法以及高壓釜掛片實(shí)驗(yàn)研究了HEDP在常溫條件下對(duì)20號(hào)碳鋼的緩蝕性能。實(shí)驗(yàn)表明一定濃度的HEDP(25mg/L)能有效的抑制碳鋼的腐蝕，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)和高溫掛片實(shí)驗(yàn)具有一致的結(jié)果;HEDP高壓釜掛片實(shí)驗(yàn)顯示了在工業(yè)鍋爐運(yùn)行的溫度范圍內(nèi)，20號(hào)碳鋼在模擬爐水中的氧化速