CN105502695B - 一种除垢防垢剂及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除垢防垢剂，按重量份包括以下组分：碳酸钠50‑70份；焦磷酸钠20‑25份；栲胶45‑60份；硫酸钠15‑30份；磷酸三钠8‑16份；葡萄糖酸钠3‑8份；淀粉7‑12份。本发明的除垢防垢剂的有益效果在于，提升了除垢防垢效果，避免二次结垢，绿色环保、无毒、无味，高效节能。

Description

一种除垢防垢剂及其使用方法

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种除垢防垢剂及其使用方法。

背景技术

锅炉作为传统的冬季供暖设备在我国十分普遍。现有的锅炉给水处理不合格，对锅炉有很大的腐蚀，会使锅炉内壁受热面形成坚硬的水垢。

锅炉等供暖设备生成水垢是因为锅炉给水中含有一定量的钙、镁离子及其他重金属离子，运行期间，钙、镁等离子吸收热量，会与溶解在水中的二氧化碳发生化学反应，生成难溶物质析出。并且水在炉内被加热生成水蒸气，炉水中钙、镁碳酸盐的浓度越来越高，而且某些钙、镁盐的溶解度随着水温度的升高而降低，当达到一定浓度时，就会从水中分离出来形成固体沉淀。这些固体沉淀会附着在锅炉内表面上，随着厚度的增加成为阻碍热量传递的水垢。除去上述碳酸盐外，水垢还包括硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁、氧化铁以及四氧化三铁等，各种组分所占比例并不是确定的，水垢的性质随着其组分不同而有着较大的差别。硫酸盐水垢主要出现在锅炉热负荷较高的受热面，颜色为黄白色，其主要组分为硫酸钙、二水合硫酸钙以及一水合二硫酸钙，这种水垢坚硬且致密。

水垢的导热性很差，导热系数只是钢材的1/50～1/30。水垢附着在受热面上后，热量传递困难，燃料产生的热量不能很好地传递给锅炉水，使锅炉水吸收热量减少，大量热量被烟气带走，造成热量浪费。为了使锅炉工作时达到其额定参数，则需要添加比正常工作时为多的燃料，从而造成了燃料浪费。据试验，在锅炉壁上生成1mm厚水垢，会多消耗5％～8％燃料，锅炉效率降低1％～2％。此外，水垢使受热面吸收的能量不能被及时传递给炉水，导致结垢的受热面工作温度增高，当温度超过了钢材所能承受的温度时，金属强度就会显著降低，导致金属过热变形，易使锅炉钢板鼓包或爆裂。如果不能及时除去水垢，会使锅炉壁遭到破坏，缩短锅炉使用寿命。

现有的除垢方案有酸洗和碱洗两种，酸洗除垢见效快，但是需要停炉操作，并且酸洗对钢材设备是极大的损害、腐蚀严重，降低了锅炉及设备的使用寿命。一般的碱洗方案有纯碱法、三钠一胶法(磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠和栲胶)和四钠法(磷酸三钠、碳酸钠、氢氧化钠和腐殖酸钠)。但是，利用上述碱性进行除垢时，耗时较长，且效果并不理想。无论酸洗还是碱洗，水垢脱离成片状，这种垢片堵管现象严重，现有的除垢做法还有先酸洗再碱洗的方法，但此种做法不但对钢材造成较为严重蚀损，有损设备使用寿命，而且传统的碱防垢剂在使用过程中还存在二次结垢的问题(溶解在循环水中的钙镁等离子会随着温度时间以及蒸汽的流失，在锅炉及管道表面形成难于溶解的水垢)。

在供暖期间，由于暖气片内的循环水较为干净，但存在居民用户放出暖气里的热水挪作他用的现象，而锅炉及管道系统亏水时补进去的是冷水，得用燃料把冷水烧热运行，一个冬季得浪费大量燃料。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种除垢防垢剂及其使用方法，具有防腐蚀，软化水质，除垢迅速，彻底阻止水垢生长与形成的作用，无毒、无味、价格低廉、适用于任何的不同水质。

为达到上述目的，本发明人在传统的三钠一胶的成份基础上进行多次试验研究，进行多次配比改变后效果均达不到理想的提升程度，在一次偶然间发现，在改进的配方中加入特定比例的葡萄糖酸钠和淀粉，获得较佳的除垢防垢效果。

本发明采用技术方案的基本构思是：

一种除垢防垢剂，按重量份包括以下组分：

经过多次试验，本发明人惊奇的发现，在上述成分中按下述比例添加磺化腐植酸钠和六偏磷酸钠后取得更加的效果，在各成分的协同作用下，葡萄糖酸钠、淀粉和栲胶对金属离子的螯合作用显著增强，并且本发明的药剂富含多基配位体，水中钙镁的沉淀不致达到其溶解饱和而析出沉淀；具有分子表面活性分散性能和吸附作用，能够附着在碳酸钙等垢渣成分表面，阻碍和分散水垢晶体的扩大，使水垢成为无定性沉淀，易于排出，提升了循环水的悬浮效果，阻碍二次结垢的现象发生。

上述除垢防垢剂还包括：

磺化腐植酸钠 20-30份；

六偏磷酸钠 5-10份。

上述除垢防垢剂，按重量份包括以下组分：

上述除垢防垢剂，所述栲胶为橡宛栲胶。

上述除垢防垢剂，所述淀粉为预糊化淀粉。

经过发明人研究，上述的除垢防垢剂按照下述方法使用获得更佳效果，其使用方法包括：

a、将除垢防垢剂与水按照质量比1：0.5-1.2的比例配制成浓缩液待用；

b、将a中制得的浓缩液加入待除垢/防垢的设备中；

c、监测b中设备正常运行时设备内部的pH值，通过添加所述浓缩液或者水的方式使所述pH值保持在恰当数值；

所述恰当数值在除垢时为11-12，在防垢时为9-10。

上述除垢防垢剂的使用方法，所述步骤a中的水为4-10℃的水。

在上述技术方案中，橡宛栲胶采用的是河北省秦皇岛市云冠栲胶有限公司生产的。

所述预糊化淀粉为对广西农垦明阳生化集团股份有限公司生产的PS-2663系列的木薯变性淀粉进行预糊化处理得到的预糊化淀粉。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、在特定比例的葡萄糖酸钠、淀粉与其他成分的的协同作用下，螯合作用明显增强，分散在循环水中的有机分子凝聚金属盐，阻碍其附着在管壁或炉壁上，因此循环水浊度均较高，入水即变成茶色，能起到阻止人为放水的作用；

2、绿色环保、无毒、无味，高效节省燃料、降低耗电量、减少粉尘排放、减少大气层污染，真正达到了节能减排的环保效果；

3、本发明碱性药剂运行中不伤管、不堵管、停炉保护管壁，除氧防腐蚀。锅炉不再爆管，因管内有水垢堵塞造成爆管故而停炉去大修换管(仅此项费用每年可节省100万元以上)；

4、本发明该药剂与其它药剂相比，可省去基建投资、检验设备、化验仪器及操作人员，可不再使用阳离子交换软化水设备，也不用再添加任何的化学药剂，也省去了繁琐的分析化验工艺；

5、去垢能力强，效果显著，解决了酸洗伤蚀设备的问题；

6、加入本发明药剂的循环水如同洗澡用的沐浴露一样润滑，水流速加快，阻力大大减小，水泵、电机明显省力，明显降低耗电量。

本发明的除垢防垢剂适用于热水锅炉、蒸汽锅炉、热电联产、一次网直供、二次网换热站转换系统；特别是高硬度、高碱度、钙镁盐离子较高的水质。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明，以助于理解本发明的内容。

实施例1

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例2

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例3

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例4

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例5

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例6

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

实施例7

按照以下成分的重量份比例配制除垢防垢剂：

对照组1

按照以下成分的重量份数比例配制对照组1的粉剂：

对照组2

按照以下成分的重量份数比例配制对照组2的粉剂：

空白组

空白组对照是碳酸钠粉剂。

上述实施例1-7中，所述栲胶为橡宛栲胶，采用的是河北省秦皇岛市云冠栲胶有限公司生产的。所述淀粉为对广西农垦明阳生化集团股份有限公司生产的PS-2663系列的木薯变性淀粉进行预糊化处理得到的预糊化淀粉。

实验例1

选取同一批次生产使用的10个结垢程度相近的供暖锅炉样品为实验对象；(在本实验例中为较为严重的混合型水垢，水垢厚度达到5mm)选取上述实施例1-7的除垢防垢剂粉末，对照组1和对照组2粉剂和空白组粉剂，并参照本说明书记载的除垢方法将上述10种粉剂分别堆上述10个锅炉样品进行除垢实验；其具体除垢方式如下：

a、将实验样品(实施例1-7、对照组1或2、空白组中相应的一种)与水按照质量比1：0.5-1.2的比例配制成浓缩液待用；

b、将a中制得的浓缩液加入待供暖锅炉中；

c、启动上述供暖锅炉，使锅炉处于正常工作状态；锅炉内部水的pH值，通过添加所述浓缩液或者水的方式使所述pH值保持11-12；

d、带压运行8天后，采取对各锅炉除垢效果进行比对，结果参见表一。

在上述步骤a中，水为4-10℃的水。步骤c中，当监测到锅炉内部水的pH低于11时，向采暖锅炉中添加步骤a中的浓缩液；当监测到锅炉内部水的pH高于12时，向采暖锅炉中添加水。

表一

通过以上结果，在除垢方面，实施例1-7除垢效果能够达到91％以上，尤其实施例4-7更是能够清除95％以上的水垢；优于传统的三钠一胶法和四钠法(对照组1和对照组2)的除垢率(分别为75％和81％)；更是优于仅用碳酸钠的除垢效果。

垢渣方面而言，实施例1-7的垢渣粒径不大于3.2mm，且较为松散，更利于随水循环排出，不会产生堵塞。而对照组1、2和空白组中均有片状水垢，在循环过程中更容易造成堵塞，水垢堵住管路使锅炉内的压力增大，很容易发生爆管的危险。

现有的供暖过程中，有人为放出流经暖气的循环水作他用的行为，暖气里的循环水放出后，锅炉及管道系统亏水时补进去的是冷水，需要耗费大量燃料把提升冷水温度，整个冬季因此需要多消耗的水费、电费、燃料费不可忽视。就人为放水方面来说，对照组1的循环水颜色为淡茶色，浊度略低，很难起到防止人为放水的作用，有人会放出流经暖气的该循环水；实施例1-3及实施例4-7中循环水颜色为茶色或更深且循环水浑浊，放出的热水基本没有作用，基本杜绝了人为放水作他用的行为。

实验例2

选取同一批次生产使用的10个结垢程度相近的供暖锅炉样品为实验对象；(在本实验例中为轻度混合型水垢，水垢厚度达到1mm左右)选取上述实施例1-7的除垢防垢剂粉末，对照组1和对照组2粉剂和空白组粉剂，并参照本说明书记载的除垢方法将上述10种粉剂分别对上述10个锅炉样品进行除垢实验；其具体防垢使用方式如下：

a、将实验样品(实施例1-7、对照组1或2、空白组中相应的一种)与水按照质量比1：0.5-1.2的比例配制成浓缩液待用；

b、将a中制得的浓缩液加入待供暖锅炉中；

c、启动上述供暖锅炉，使锅炉处于正常工作状态；锅炉内部水的pH值，通过添加所述浓缩液或者水的方式使所述pH值保持9-10；

d、带压运行45天后，采取对各锅炉防垢效果进行比对，结果参见表二。

在上述步骤a中，水为4-10℃的水。步骤c中，当监测到锅炉内部水的pH低于9时，向采暖锅炉中添加步骤a中的浓缩液；当监测到锅炉内部水的pH高于10时，向采暖锅炉中添加水。

表二

在实验例2中，实施例1-7中钙镁等金属离子的螯合作用增强，循环水如同洗澡用的沐浴露一样润滑，炉内壁原水垢消失，形成灰褐色育膜，无金属离子再次附着内壁结垢的情况；而对照组1、2和空白组的内壁均有有新水垢结垢现象。并且实施例1-7中的循环水在特定比例的葡萄糖酸钠、淀粉与其他成分的的协同作用下，螯合作用明显增强，分散在循环水中的有机分子凝聚金属盐，阻碍其附着在管壁或炉壁上，因此循环水浊度均较高，带颜色，能起到阻止人为放水的作用(循环水浊度高，有滑感，放来也基本无用)；而对照组1、2和空白组的循环水浊度均较低，人为放水的情况仍有存在。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种除垢防垢剂，其特征在于，按重量份包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的除垢防垢剂，其特征在于，按重量份还包括

磺化腐植酸钠 20-30份；

六偏磷酸钠 5-10份。

3.根据权利要求2所述的除垢防垢剂，其特征在于，按重量份包括以下组分：

4.根据权利要求1所述的除垢防垢剂，其特征在于，所述栲胶为橡宛栲胶。

5.根据权利要求2所述的除垢防垢剂，其特征在于，所述淀粉为预糊化淀粉。

6.一种如权利要求1-5任一所述的除垢防垢剂的使用方法，其特征在于，包括：

a、将除垢防垢剂与水按照质量比1：0.5-1.2的比例配制成浓缩液待用；

b、将a中制得的浓缩液加入待除垢/防垢的设备中；

c、监测b中设备正常运行时设备内部的pH值，通过添加所述浓缩液或者水的方式使所述pH值保持在恰当数值；

所述恰当数值在除垢时为11-12，在防垢时为9-10。

7.根据权利要求6所述的除垢防垢剂的使用方法，其特征在于，所述步骤a中的水为4-10℃的水。