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CN105102380B - 蒸汽发生设备的除垢方法 - Google Patents

蒸汽发生设备的除垢方法 Download PDF

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CN105102380B
CN105102380B CN201480019152.4A CN201480019152A CN105102380B CN 105102380 B CN105102380 B CN 105102380B CN 201480019152 A CN201480019152 A CN 201480019152A CN 105102380 B CN105102380 B CN 105102380B
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Abstract

本发明提供一种蒸汽发生设备的除垢方法，其在锅炉运转时，能够在不腐蚀锅炉的情况下去除附着在锅炉罐内的垢。在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上，并且，添加具有基准重均分子量的0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢。基准重均分子量＝‑8462×(pH值‑11.3)+61538(1)。

Description

蒸汽发生设备的除垢方法
技术领域
本发明涉及一种蒸汽发生设备的除垢方法。
背景技术
近年来，由于削减能源成本，可减少系统外排水量、并以高浓度进行运转的水系统正在增多。在这种水系统中，水中的钙、镁以及二氧化硅等的垢成分的浓度也变高，因此，这些成分会形成水垢并析出，由此，有时会引发热交换器的热效率降低、形成堵塞等。
特别地，在锅炉水系中，被带入到锅炉罐内的钙、镁、二氧化硅以及铁等水垢成分会在热负荷较高的受热面上生成水垢并形成附着，因此，成为引发由钢材过热导致的膨胀、弯曲、破裂、热效率降低的原因。
另外，垢附着于受热面上会引起传热受阻，从而产生能量损耗，因此，也造成燃料费用的增加。因此，在锅炉水系等的水系中，为防止垢的附着，可使用软水器去除作为原水硬度成分的钙、镁，并将软化后的水作为供水。
另外，通过向锅炉水中加入垢分散剂，可抑制被带入到锅炉罐内的供水中的微量的硬度成分、二氧化硅等的垢成分向系统内附着，同时，也实施通过排放使这些成分排出至系统外的水处理方法。
此处，垢防止剂是防止被带入到水系统中的硬度成分结垢的防止剂，例如，可使用磷酸三钠、三聚磷酸钠等的磷酸盐、聚丙烯酸钠等的聚合物。
另一方面，即使是在使用这种垢防止方法的情况下，也会产生难以预料到的硬度泄露，在垢形成附着的情况下，停止锅炉运行，并通过全排放将锅炉水排出后，使用垢溶解去除剂进行化学洗涤。例如，在专利文献1中，记载了通过使用高浓度的乙二胺四乙酸(EDTA)等的螯合剂、氨基磺酸等的有机酸进行化学清洗，从而除垢的方法。
但是，在专利文献1的除垢方法中，由于暂时停止锅炉运转，从而存在生产率受损，以及，另外产生清洗费用等问题。
作为解决上述问题的方法，提出了不需停止锅炉运转而能够去除垢的方法。例如，在专利文献2中，记载了在锅炉罐中添加EDTA、次氮基三乙酸(NTA)、二乙烯三胺等特定的螯合剂和聚马来酸等特定的分散剂，并在运转锅炉的同时去除垢的方法。
现有技术文献
专利文献：
专利文献1：日本特开平4-193971号公报；
专利文献2：日本特开2000-154996号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献2所记载的除垢方法中使用的螯合剂，对作为锅炉基材的铁也作为螯合剂产生作用，从而存在产生腐蚀的问题。
本发明是在这样的情况下完成的，其目的在于，提供一种蒸汽发生设备的除垢方法，其在锅炉运转中，能够在不腐蚀锅炉的情况下去除附着在锅炉罐内的垢。
解决课题的方法
为解决上述课题，本发明人等进行了精心研究，其结果发现，以往用来防止锅炉罐内的垢的附着的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐能够去除已附着的垢。进一步研究的结果，发现了能够快速提高除垢效率的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐的使用条件，从而解决了上述课题。
即，本发明提供下述[1]～[3]的技术方案。
[1]一种蒸汽发生设备的除垢方法，其中，在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上，并且，添加具有基准重均分子量的0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢，并且，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的。
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538 (1)
[2]一种蒸汽发生设备的除垢方法，其中，在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上，并且，添加具有基准重均分子量的0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢，并且，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且通过下述方法算出的，
基准重均分子量的计算方法如下：
(1)针对pH值为11.3以上的至少3个pH值，测定除垢率达到最大值时的聚丙烯酸的重均分子量(Mw最大值)，
(2)将pH值设为x轴、Mw最大值设为y轴，使用最小二乘法求出pH值与Mw最大值的关系式，并将由该关系式得到的各pH值时的重均分子量设为基准重均分子量。
[3]如上述[1]或[2]所述的蒸汽发生设备的除垢方法，其中，添加上述聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，使上述聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐在上述锅炉水中的浓度成为10～500mg/L。
发明的效果
在本发明的蒸汽发生设备的除垢方法中，能够在不使用螯合剂的情况下在锅炉运转时去除附着在锅炉罐内的垢。
附图说明
图1是表示用于实施本发明的蒸汽发生设备的一个实施方式的图。
图2是表示在pH值为11.1～12.0的区域内的聚丙烯酸的重均分子量与除垢率之间的关系的图。
图3是表示在pH值为11.1～12.0的区域内的pH值与除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量之间的关系的图。
图4是表示在pH值为11.3～12.0的区域内的pH值与除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量之间的关系通过最小二乘法得到的图。
具体实施方式
本发明的蒸汽发生设备的除垢方法，是在蒸汽发生设备中，在锅炉运行时，将锅炉水的pH值调节至11.3以上，并且，添加具有基准重均分子量的0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢。
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538(1)
图1是表示用于实施本发明的蒸汽发生设备的一个实施方式的图。
图1表示循环式蒸汽发生设备7，该循环式蒸汽发生设备7具有冷凝罐1、冷凝线11、补给水水罐2、补给水线21、供水罐3、供水线31、聚丙烯酸或其盐的添加设备4、碱添加设备5、蒸汽发生部(锅炉罐)6以及排水回收线71。
此外，图1表示循环式蒸汽发生设备，但是，本发明的除垢方法也能够适用于贯流式蒸汽发生设备。
＜pH的调节＞
在本发明的蒸汽发生设备的除垢方法中，首先，将锅炉水的pH值调节至11.3以上。
图2是表示在pH值为11.1～12.0的区域内的聚丙烯酸的重均分子量与除垢率之间的关系的图。如图2所示，随着pH值的升高，除垢率也升高，特别是观察到在pH值为11.1和11.3之间存在显著差异。此外，图2是基于后述的试验例1的结果而作成的。
如此地，在本发明中，通过将锅炉水的pH值设为11.3以上，能够使锅炉罐内生成的垢的除垢率良好。对于附着于锅炉罐内的垢而言，以单一成分附着的情况很少，多为钙、镁以及二氧化硅等多种成分的混合物。此时，认为如果pH值升高至11.3以上，则生成的垢混合物中的二氧化硅的溶解性也上升，因此，与此同时，源于钙、镁的垢混合物也变得容易清除。
对锅炉水的pH值而言，从除垢率的观点出发，优选将其调节至11.5以上，而且，从防止锅炉罐内、蒸汽发生设备系统内发生腐蚀的观点出发，优选将其设为12.0以下。
为了将锅炉水的pH值调节至11.3以上，可举出添加碱剂的方法、通过调节排放量和/或供水量以调节浓缩倍率的方法等。从容易进行pH值调节的观点出发，优选使用添加碱剂的方法。
作为碱剂，例如，可举出碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属磷酸盐、中和胺等。
作为碱金属氢氧化物，可举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等。作为碱金属碳酸盐，可举出碳酸钠、碳酸钾等。作为碱金属磷酸盐，可举出磷酸三钠、磷酸氢钠等。
另外，作为中和胺，可举出单乙醇胺、环己胺、吗啉、二乙基乙醇胺、单异丙醇胺、3-甲氧基丙胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇等。
在碱剂中，中和胺会向蒸汽冷凝水系统转移，因此，为了将锅炉水的pH值调节至11.3以上，必须高浓度地添加。另外，如果进行这种浓度添加，在蒸汽和冷凝水中可能产生臭味，或者，蒸汽冷凝水系统的pH值过度升高，如果系统内存在铜系材质则可能引发腐蚀。因此，作为碱剂，优选使用碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属磷酸盐，从经济的观点出发，更优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠等。
上述碱剂可单独使用其中一种，也可结合两种以上使用。
优选将碱剂加入补给水或供水中。此外，在蒸汽发生设备是循环式的情况下，也可将碱剂加入冷凝水中。
此外，为了供给适量的碱剂，优选在锅炉罐的上游侧和/或下游侧具备pH值测定设备。
对于供水而言，能够使用通过反渗透膜处理对原水进行处理后的水、通过对原水进行软化处理后的水、通过对原水进行离子交换处理后的水等。
＜聚丙烯酸或其盐＞
在本发明中，在将锅炉水的pH值调节至11.3以上的同时，进行聚丙烯酸或其盐的添加。
对聚丙烯酸没有特别限定，可使用满足后述重均分子量条件的聚丙烯酸。对聚丙烯酸盐而言，可举出上述聚丙烯酸的钠盐、钾盐等。聚丙烯酸盐，能够通过在添加聚丙烯酸的同时，添加氢氧化钠或氢氧化钾等的碱金属氢氧化物、碳酸钠或碳酸钾等的碱金属碳酸盐等来得到。
另外，在本发明中，使用具有基准重均分子量0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或其盐，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的。
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538 (1)
另外，对聚丙烯酸的重均分子量而言，优选是由上述算式(1)导出的基准重均分子量的0.70～1.70倍，更优选是0.80～1.60倍，进一步优选是0.90～1.40倍。
此外，在使用聚丙烯酸的盐的情况下，作为聚丙烯酸盐的基础的聚丙烯酸的重均分子量只要满足上述条件即可。
图3是表示在pH为11.1～12.0的区域内，pH与除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量之间的关系的图。如图3所示，随着pH值变高，最优选的聚丙烯酸的重均分子量变小，而且，在pH为11.3～12.0之间，观察到大致直线的关系。作为图3的基础的各pH值对应的最优选的聚丙烯酸的重均分子量，是从图2中读取的。
而且，通过在大致直线关系的pH值为11.3～12.0的区域内使用最小二乘法，能够计算出上述算式(1)，从而能够得到各pH值对应的基准重均分子量(参见图4)。
此外，在图4中，通过对pH值为11.3、11.5、12.0的3点使用最小二乘法，计算出用以得到基准重均分子量的算式。但是，也可针对pH值为11.3以上的至少3个pH值，测定除垢率达到最大值时的聚丙烯酸的重均分子量(Mw最大值)，将pH值设为x轴、Mw最大值设为y轴，通过最小二乘法求出pH值和Mw最大值的关系式，将由该关系式得到的各pH值对应的重均分子量设为基准重均分子量。
如此地，在本发明中，添加根据锅炉水的pH值能够满足上述算式(1)的条件的聚丙烯酸或其盐，由此，能够使除垢率良好。
优选将聚丙烯酸或其盐的添加量，设为在上述锅炉水中的浓度达到10～500mg/L的量。通过将浓度设为10mg/L以上，能够容易地发挥除垢效果，而且，通过将浓度设为500mg/L以下，能够防止由于COD的上升导致的排水处理复杂化，同时还能够使性价比良好。
另外，对于聚丙烯酸或其盐的添加量而言，更优选将其在上述锅炉水中的浓度设为20～400mg/L，进一步优选设为30～300mg/L，更进一步优选设为50～250mg/L。
优选将聚丙烯酸或其盐加入补给水或供水中。此外，在蒸汽发生设备为循环式的情况下，可添加到冷凝水中。
此外，优选采用的结构是，在锅炉罐的上游侧和/或下游侧设置pH值测定设备，并将该设备与用于添加聚丙烯酸或其盐的设备进行关联，由此，可自动选择并添加具有合适的重均分子量的聚丙烯酸。
＜任意添加成分＞
在本发明中，在无损于本发明的目的的范围内，根据需要，能够在蒸汽发生设备系统内的任意位置使用各种添加成分，例如，脱氧剂、防腐剂、垢防止剂等。
作为垢防止剂，例如，可举出各种磷酸盐、不满足上述条件的聚丙烯酸(重均分子量较低的聚丙烯酸)、聚甲基丙烯酸、聚马来酸、以及它们的钠盐等的水溶性高分子化合物、膦酸盐、螯合剂等。在它们中，通过将聚甲基丙烯酸与满足上述条件的聚丙烯酸或其盐组合使用，能够快速提高在锅炉供水中所含铁浓度超过0.3mg/L的情况下(例如，在浓度是0.3～5.0mg/L的高浓度的情况下)的除垢效率，从这一观点出发而优选。
对于聚甲基丙烯酸而言，优选将其在锅炉水中的浓度设为1～1000mg/L，更优选将其设为10～500mg/L。另外，在锅炉水中，优选以使锅炉水中的聚丙烯酸(盐)：聚甲基丙烯酸(盐)的质量比达到1:100～100:1，特别是达到1:50～50:1的方式添加聚甲基丙烯酸。
另外，对于聚甲基丙烯酸而言，优选其重均分子量是1000～100000以下，更优选是5000～60000。当聚甲基丙烯酸的重均分子量低于1000时，有时不能充分获得防止铁锈的效果，而如果聚甲基丙烯酸的重均分子量超过100000，则效果降低。
实施例
下面，通过实施例进一步详细说明本发明，但是，本发明并不受限于这些实施例。
[试验例1]
在下述条件下，针对pH值及聚丙烯酸的重均分子量对除垢率的影响而进行探讨。
试验装置：不锈钢制试验锅炉；
合成水A：作为供水中的浓度，Ca硬度是10mgCaCO3/L、Mg硬度是5mgCaCO3/L、二氧化硅是15mg/L、碳酸钠是25mg/L；
合成水B：作为供水中的浓度，二氧化硅是15mg/L、表1中所记载的重均分子量的聚丙烯酸是20mg/L(作为锅炉罐内浓度，是200mg/L)，并且以使pH值达到表1中所记载的锅炉水pH值的方式在供水中添加碳酸钠；
供水温度：40℃；
运转压力：2.0MPa；
供水量：9L/h；
浓缩倍率：10倍；
除垢率的测定：称量试验前的导热管(钢制、表面积是200cm2×3根)并记录。制备相当于锅炉罐内浓度的10倍浓缩(相当于合成水A的10倍浓缩)的合成水并投入不锈钢制试验锅炉(保有水量是5L)中，在提供合成水A的同时，设定使压力为2.0MPa、蒸发量为8.2L/h、排放量为0.8L/h、浓缩倍率为10倍，并运转21小时。在运转后，取出附着有垢的导热管(铁制、表面积是200cm2×3根)进行称量，计算垢的附着量。然后，再次插入导热管，制备相当于合成水B的10倍浓缩的合成水并加入罐内，使用合成水B在相同条件下运转3天，并进行除垢工序。在运转后，以同样的方法称量导热管，根据除垢工序前后的水垢附着量计算除垢率。将结果示于表1中。另外，图2表示各pH值对应的聚丙烯酸的重均分子量与除垢率之间的关系。
表1
重均分子量 pH值 除垢率(％)
试验例1-1 20000 11.1 59
试验例1-2 50000 11.1 69
试验例1-3 75000 11.1 72
试验例1-4 100000 11.1 71
试验例1-5 170000 11.1 64
试验例1-6 20000 11.3 75
试验例1-7 50000 11.3 87
试验例1-8 75000 11.3 88
试验例1-9 100000 11.3 84
试验例1-10 170000 11.3 79
试验例1-11 20000 11.5 76
试验例1-12 50000 11.5 89
试验例1-13 75000 11.5 90
试验例1-14 100000 11.5 85
试验例1-15 170000 11.5 83
试验例1-16 20000 12.0 79
试验例1-17 50000 12.0 92
试验例1-18 75000 12.0 92
试验例1-19 100000 12.0 89
试验例1-20 170000 12.0 84
由表1及图2可知，在将pH值调节至11.3以上时，除垢率快速升高。另外，可知，如果聚丙烯酸的重均分子量较低，则除垢率降低，而重均分子量过高时除垢率也降低。
另外，根据图2中的各条pH曲线可知，在各个pH值处都存在除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量。具体而言，在pH为11.1时，最优选的重均分子量是81500，在pH为11.3时，是62500，在pH值为11.5时，是58500，在pH值为12.0时，是56000。
图3是表示各pH值处对应的最优选的聚丙烯酸的重均分子量的图。由图3可知，在pH值为11.3～12.0的区域内，观察到大致直线的关系。
在大致直线关系的pH值为11.3～12.0的区域内使用最小二乘法，所得截距是61538，斜率是-8462。
图4是在pH为11.3～12.0的区域内的pH值与除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量之间的关系通过最小二乘法得到的图。可知，为了提高除垢率，根据与pH值的关系，可将图4的直线(下述算式(1))作为基准确定聚丙烯酸的重均分子量即可。
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538(1)
另外，由图2可知，除垢时最优选的聚丙烯酸的重均分子量前后也具有同等的除垢率，以及，与低于最优选重均分子量的一侧相比，较高一侧的除垢率不容易降低。
由上述结果可知，通过满足添加具有基准重均分子量0.50～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或其盐的条件，能够提高除垢率，并且该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由上述算式(1)导出的。
在上述试验例中，可知试验例1-7、1-8、1-9、1-12、1-13、1-14、1-17、1-18以及1-19满足该条件，而且，与pH相同的其他试验例相比，除垢率良好。
[试验例2]
在下述条件下，针对聚丙烯酸及药剂浓度对除垢率的影响而进行探讨。
试验装置：不锈钢制试验锅炉；
合成水C：作为供水中的浓度，Ca硬度是20mgCaCO3/L、Mg硬度是10mgCaCO3/L、二氧化硅是15mg/L、碳酸钠是35mg/L；
合成水D：作为供水中的浓度，以二氧化硅是15mg/L、碳酸钠是20mg/L的方式进行添加，并且添加表2中记载的药剂至供水中使其达到表2中记载的锅炉罐内浓度；
供水温度：40℃；
运转压力：2.0MPa；
供水量：9L/h；
浓缩倍率：10倍；
除垢率的测定：称量试验前的导热管(钢制、表面积是200cm2×3根)并记录。制备相当于锅炉罐内浓度10倍浓缩(相当于合成水C的10倍浓缩)的合成水，加入不锈钢制试验锅炉(保有水量是5L)中，在提供合成水C的同时，进行设定使压力达到2.0MPa、蒸发量达到8.2L/h、排放量达到0.8L/h、浓缩倍率达到10倍，并运转21小时。在运转后，取出附着有垢的导热管(铁制、表面积是200cm2×3根)进行称量，计算垢的附着量。然后，再次插入导热管，制备相当于合成水D的10倍浓缩的合成水并加入罐内，使用合成水D在相同条件下运转6天，并进行除垢工序。在运转后，以同样的方法称量导热管，根据除垢工序前后的垢附着量计算除垢率。将结果示于表2中。
表2
※PAA：聚丙烯酸；
※AA：丙烯酸；
※AMPS：2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸；
※HAPS：3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙烷磺酸；
※AA：AMPS及AA：HAPS均为80：20。
由表2的结果可知，通过提高聚丙烯酸的浓度，除垢率得以升高。另一方面，在没有使用聚丙烯酸的情况下，即使提高药剂浓度也不能充分提高除垢率。
在上述试验例中，可知试验例2-9～2-22满足本发明的聚丙烯酸的重均分子量的条件，而且，与聚丙烯酸浓度相同的其他试验例相比，除垢率良好。
[试验例3]
在与试验例2相同的条件下，在使用合成水D(但是，药剂种类、分子量、锅炉罐内浓度是表3所记载的条件)去除水垢时，在锅炉罐内设置钢制的试样(SGP、15×50×10mm、#400研磨)，在试验后进行脱锈处理，根据下述算式(2)求出腐蚀速度。
腐蚀速度(mdd)＝试样的腐蚀损失量(mg)/试样的表面积(dm2)×试验期间(天)
表3
※PMAA：聚甲基丙烯酸。
由表3的结果可知，在没有使用如EDTA、NTA等螯合剂的除垢方式中，腐蚀速度较慢。
[试验例4]
(总除垢率)
对于合成水C，为了使铁浓度达到1.5mg/L，作为供水使用以1:1的质量比添加氯化铁和氢氧化铁形成的合成水F，除此之外，在与试验例2相同的条件下，将具有导热管(钢制、表面积是200cm2×3根)的试验锅炉运转21小时。在运转后，取出3根导热管中的一根，换成研磨后的导热管。另外，对取出的导热管进行称量，计算垢的附着量。
接着，对于合成水D，为了使铁浓度达到1.5mg/L，作为供水使用以1：1的质量比添加氯化铁和氢氧化铁、并将药剂变更为表4中所记载的药剂、分子量、锅炉罐内浓度而形成的合成水G，除此以外，在与试验例2相同的条件下，运转试验锅炉6天，进行除垢工序。在追加运转后对前面运转后未交换的导热管进行称量，根据除垢工序前后的垢附着量计算总除垢率。将结果示于表4中。
表4
在上述试验例中，试验例4-2～4-11的聚丙烯酸满足本发明的重均分子量的条件。这些试验例都表现出良好的除垢率，但是，其中试验例4-8～4-11表现出明显优越的除垢率。根据这些结果，能够确认，在锅炉供水中含有相对高浓度的铁的情况下，与单独使用聚丙烯酸进行处理相比，将聚甲基丙稀酸与聚丙烯酸组合进行使用，能够巨大地提升总除垢率。这可以推测为，单独使用聚丙烯酸时，不能够使铁垢的分散效果最优化，从而在硬度垢上面进一步附着铁垢，其结果是，导致硬度垢的除垢效果下降。另一方面，在将聚甲基丙稀酸与聚丙烯酸组合使用的情况下，可防止铁垢附着于硬度垢上，从而能够充分发挥聚丙烯酸的硬度垢的除垢效果。
附图标记的说明
1：冷凝罐； 11：冷凝线；
2：补给水罐； 21：补给水线；
3：供水罐； 31：供水线；
4：聚丙烯酸或其盐；
5：碱剂；
6：蒸汽发生部(锅炉罐)； 61：排水回收线71；
7：蒸汽发生设备。

Claims (5)

1.一种蒸汽发生设备的除垢方法，其中，在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上且12.0以下，并且，添加具有基准重均分子量的0.70～1.70倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢，并且，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的，
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538 (1)。
2.一种蒸汽发生设备的除垢方法，其中，在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上且12.0以下，并且，添加具有基准重均分子量的0.70～1.70倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢，并且，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且通过下述方法算出的，
基准重均分子量的计算方法如下：
(1)针对pH值为11.3以上且12.0以下的至少3个pH值，测定除垢率达到最大值时的聚丙烯酸的重均分子量Mw最大值，
(2)将pH值设为x轴、Mw最大值设为y轴，使用最小二乘法求出pH值与Mw最大值的关系式，并将由该关系式得到的各pH值时的重均分子量设为基准重均分子量。
3.如权利要求1或2所述的蒸汽发生设备的除垢方法，其中，添加所述聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，使所述聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐在所述锅炉水中的浓度成为10～500mg/L。
4.如权利要求1或2所述的蒸汽发生设备的除垢方法，其中，所述聚丙烯酸是丙烯酸的均聚物。
5.一种蒸汽发生设备的除垢方法，其中，在蒸汽发生设备中，在锅炉运转时将锅炉水的pH值调节至11.3以上，并且与锅炉水的pH相对应地添加具有基准重均分子量的0.80～2.00倍的重均分子量的聚丙烯酸或聚丙烯酸的盐，由此，能够去除附着在锅炉罐内的垢，并且，该基准重均分子量是根据锅炉水的pH值并且由下述算式(1)导出的，
基准重均分子量＝-8462×(pH值-11.3)+61538 (1)。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5800044B2 (ja) * 2014-02-13 2015-10-28 栗田工業株式会社 蒸気発生設備のスケール除去方法及びスケール除去剤
JP6363037B2 (ja) * 2015-03-04 2018-07-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 貫流ボイラの火炉壁管の洗浄方法
JP6631147B2 (ja) * 2015-10-14 2020-01-15 栗田工業株式会社 ボイラ給水用水処理装置及びボイラの運転方法
US20190084856A1 (en) * 2017-09-20 2019-03-21 Solenis Technologies, L.P. Composition and method of scale control in regulated evaporative systems
CN112694951A (zh) * 2020-12-03 2021-04-23 嘉兴沃特泰科环保科技股份有限公司 一种非磷酸系中、低压锅炉清洗剂及其制备方法
CN112919652B (zh) * 2021-01-29 2022-10-04 青岛奥凯威节能环保科技有限公司 一种节能型锅炉系统纳米干预剂及其制备方法
CN115448472A (zh) * 2022-08-17 2022-12-09 中核武汉核电运行技术股份有限公司 一种核级聚丙烯酸高温高压最优在线添加工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252388A (zh) * 1998-08-19 2000-05-10 三浦工业株式会社 除去锅炉积垢的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3890228A (en) * 1973-04-13 1975-06-17 Chemed Corp Polyacrylate-polyphosphonic acid treatment in aqueous systems
EP0121631B1 (en) * 1983-04-12 1988-08-10 Chemed Corporation Method of removing scale
US4575425A (en) * 1984-12-24 1986-03-11 Calgon Corporation Process for controlling calcium oxalate scale over a wide pH range
US4711726A (en) 1986-12-29 1987-12-08 Nalco Chemical Company Carboxylate N-vinylamide copolymers for internal scale control and passivation in high pressure boiler systems
US5024783A (en) * 1989-10-10 1991-06-18 Fremont Industries, Inc. Boiler and boiler water treatment system
JP2923039B2 (ja) 1990-11-28 1999-07-26 三菱重工業株式会社 スケールの除去組成物
JPH0663590A (ja) 1992-06-29 1994-03-08 Japan Synthetic Rubber Co Ltd スケール除去剤及びそれを用いたスケール除去方法
US5403493A (en) * 1992-12-10 1995-04-04 Nalco Chemical Company Noncorrosive scale inhibitor additive in geothermal wells
IT1280182B1 (it) 1995-06-05 1998-01-05 Cirs Spa Procedimento di polimerizzazione di monomeri
US6297336B1 (en) 1998-07-02 2001-10-02 Nippon Shokubai Co., Ltd. Detergent builder, production process therefor, and poly(meth)acrylic acid (or salt) polymer and use thereof
JP3399874B2 (ja) * 1998-07-02 2003-04-21 株式会社日本触媒 洗剤ビルダー、その製造方法、及びポリ（メタ）アクリル酸（塩）系重合体ならびにその用途
JP2000154996A (ja) 1998-08-19 2000-06-06 Miura Co Ltd ボイラのスケ―ル除去方法
US6790664B2 (en) 2001-12-28 2004-09-14 Nalco Company Fluorometric monitoring and control of soluble hardness of water used in industrial water systems
JP2004027060A (ja) * 2002-06-26 2004-01-29 Jsr Corp 水溶性共重合体及び純シリカスケール防止剤
JP2007038120A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Nippon Shokubai Co Ltd 亜鉛水酸化物スケール防止剤及び亜鉛水酸化物のスケール防止方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1252388A (zh) * 1998-08-19 2000-05-10 三浦工业株式会社 除去锅炉积垢的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
反渗透阻垢剂在国外的研究与应用;杨惠琳;《膜科学与技术》;19900630;第10卷(第2期);第49-55页

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