有机锅炉除氧剂有机锅炉除氧剂
的详细介绍
1 无机除氧剂
1．无机锅炉除氧剂（亚硫酸钠、联氨）1亚硫酸钠
亚硫酸钠是*早使用的一种化学除氧剂，因具有物美价廉、来源方便、无毒、与氧反应速度较快等优点而被广泛应用[3]。它是一种较强的还原剂，能与水中的溶解氧反应生成硫酸钠，其除氧的特点是：温度越高，反应时间越短，除氧效果越好：在pH=6的环境中除氧效果*好，若pH增加除氧效果下降：加入少量的铜、钴、锰、锡等作催化剂，可加快反应速度，其中加钴效果*好。
虽然亚硫酸钠具有除氧速度快、效率高以及在较低温度下也有较好的除氧能力的优点，但是它也有明显的缺点：亚硫酸钠与氧的反应速度受pH、温度及催化剂的影响较大；与氧反应产物是硫酸钠，连续使用会增加炉水的溶解固形物，影响蒸汽品质；有生成难以**的CaSO4的可能；长期放置易被氧化而失效；对金属无钝化保护作用：当压力＞6．2 MPa时．亚硫酸钠会分解成腐蚀性很强的SO2和H2S．引起后续设备的腐蚀[3-5]。考虑到亚硫酸钠的分解，此法只能用于对水质要求较高的低、中压锅炉除氧。
AD3除氧剂弥补了亚硫酸钠存储易变质和难于监控的不足，它由稳定剂、催化剂、Na2 SO3组成，是一种绿色除氧技术，具有高效、无毒、无污染、运行费用低等特点[6]。
1．无机锅炉除氧剂（亚硫酸钠、联氨）2联氨
随着大容量机组和高压锅炉的出现，至20世纪50、60年代，亚硫酸钠逐渐被联氨所取代。联氨在碱性环境中具有很强的还原性，为了使联氨和水中溶解氧的反应进行得迅速而且完全，应维持150℃以上的温度，pH为9～11的碱性介质和适当的过剩联氨量。从除氧器出来的给水，温度一般＞150℃．给水pH按规定要调节到8．8~9．3，给水中过剩联氨质量浓度控制在20~50 µg／L[7]。后经研究发现，铜、锰、铁等金属的某些化合物可以大大加快联氨和氧的反应速度，但是给水中若含有这些金属化合物，就会加剧锅炉的结垢和腐蚀。美国、英国相继研制出了除氧作用和抑制腐蚀等性能优于普通联氨的催化联氨，催化联氨所添加的催化剂大都是有机化合物，虽然具体组成不详，但不外是以下几类：醌的化合物、芳胺和醌化合物的混合物、1-苯基-3吡唑烷酮对一氨基苯酚等，它们在水合联氨中的加入量极其微小，但除氧效果却能显著地超过普通联氨[8]。
联氨是一种非常有效的除氧剂，它与水中的氧反应生成氮气和水，高温分解产物为氮气和氨气，氨可以增加炉水的pH，有利于对锅炉的保护，过量的联氨也不会增加炉水的溶解固形物；联氨具有缓蚀功能，与铁及铜腐蚀产物反应生成具有钝化保护作用的Fe3O4和Cu2O。但联氨用于给水除氧也存在缺点与不足：在除氧效率上不如亚硫酸钠，水温低时除氧速度慢，只能在较高的温度下才能有效地与氧反应达到除氧目的；分解温度很高；联氨是一种毒性较强的物质，并被怀疑有致癌作用，操作时容易溅到人的眼睛、皮肤或衣服上，极易被人体吸入，影响操作人员的健康；并且联氨的挥发性强、易燃、易爆，当空气中所含联氨蒸汽的体积分数达到4．7％时。遇火要发生爆燃，给运输、贮存和使用带来了麻烦[6,9 ]。虽然如此，国内许多电厂还是采用联氨除氧，但欧、美、日等国家已相继摒弃联氨，开发和应用新型的有机除氧剂。 有机锅炉除氧剂（肟类化合物、羟胺类化合物、异抗坏血酸及其钠盐） 的详细介绍 有机锅炉除氧剂（肟类化合物、羟胺类化合物、异抗坏血酸及其钠盐）2 有机除氧剂 2．1肟类化合物 肟类化合物是较强的还原剂，目前已用作化学除氧剂的有*****肟、二甲基酮肟、乙醛肟等，其在138~336℃，0．34~13．7 MPa范围内都有良好的除氧性能，并且可将高价的铜、铁氧化物还原成低价氧化物，对金属表面起良好的钝化、缓蚀作用。肟类化合物的挥发性较好，其分配系数比联氨大，当蒸汽冷凝时，肟类药剂会溶于凝结水中，有利于保护整个系统的金属材料。有人分别对二甲基酮肟，*****肟及乙醛肟进行高温分解实验，发现二甲基酮肟及*****肟在14:8 MPa、342℃的条件下，分解产物为NH3及微量乙酸(体积分数3％)，无甲酸产生。考察二甲基酮肟及乙醛肟在260~500℃真空条件下的分解，发现分解产物主要是低分子的简单化合物，如CH4、CO、N2、H2O、C2H4等，它们对水汽系统均无副作用[10~11]。肟类化合物也存在不足，它在给水初期对给水系统的铁、铜有溶解作用，金属钝化能力不足，由于其挥发性很好，长期使用时热分解产物NH3会对凝汽器铜部件产生影响。 与联氨相比，二甲基酮肟毒性仅是联氨的1／37，属微毒物，减少了药品对操作人员的危害，大大降低了对环境的污染，这是二甲基酮肟的*大优势；二甲基酮肟为固体，便于现场使用、运输和贮存；二甲基酮肟的除氧费用比联氨略高，但它热分解产生氨，使给水的加氨量相应减少。华东电力试验研究所开发的二甲基酮肟于1990年通过技术鉴定，1992年在焦作电厂三期工程5#、6#炉中进行了应用，目前其广泛应用于华东地区50~500 MW机组，积累了丰富的现场经验[12]。二甲基酮肟在邵武发电有限公司超高压机组的应用情况表明，它不仅与联氨有大致相同的除氧效果，而且还有更好的社会环境效益[13]。近年来二甲基酮肟替代联氨除氧得到了一定的推广应用。 乙醛肟是国内在热电厂中应用比较广泛的一种肟类除氧剂，实验研究表明[10]，醛肟类除氧速度快于酮肟类。长山热电厂引进哈尔滨电力化工厂生产的乙醛肟除氧剂，配制成乙醛肟质量分数为32％的水溶液，这种除氧剂无毒、不腐蚀、不结晶，低温除氧、配制**。该电厂根据乙醛肟的除氧特点，提出了补给水加**式[14]，除氧效果很好，而且减轻了低压加热器、高压加热器及其管道的腐蚀，降低了加药量，减少了投资。 有机锅炉除氧剂（肟类化合物、羟胺类化合物、异抗坏血酸及其钠盐）2．2羟胺类化合物 在羟胺类化合物中，研究*早的是二乙基羟胺，它具有很强的还原性，无毒、易挥发，在给水中的未反应物可以随蒸汽挥发，防止冷凝系统的腐蚀，并能在金属表面形成钝化薄膜，起钝化和缓蚀作用。在水中能测出低至10μg/L的二乙基羟胺[15]，其与氧反应生成乙酸盐、氨气和水[16]。在冷凝系统中，少量的氨气是无害的，但如果有高浓度的氨存在，将会腐蚀锅炉系统中的铜合金。实验证明[17]，1 mg／L的二乙基羟胺在311℃下保持6 h，将产生0．07 mg／L的氨，但二乙基羟胺在锅炉中的停留时间远远少于6 h，产生的氨量很少。二乙基羟胺单独使用时除氧效果不理想，常与中和胺如环己胺、吗啉、二乙基氨基乙醇等复配使用，除氧速度大大提高。对二乙基羟胺除氧速率的研究表明[18]，pH＞11时其除氧效果显著。对于高压锅炉，为了避免在传热面上形成碱浓缩层而引起的腐蚀，炉水pH应控制在11以下，可见它的使用受到了一定的限制。 羟烷基羟胺是后来研究的一种羟胺类化合物[19]，它和二乙基羟胺相比，需加的催化剂量更少，在较低温度下有很好的除氧效果，但它的沸点很高，挥发性不好，因此未得到推广应用。 N—异丙基羟胺[12]作为除氧剂是美国公布的**，它不仅具有还原性强、无毒、挥发性好等特点，而且它的氧化产物为丙酮肟，可以继续除氧，能降低加药成本。实验室数据和现场研究资料都表明将二乙基羟胺和N—异丙基羟胺两者复配使用具有更好的除氧效果[20]。 2．3异抗坏血酸及其钠盐 异抗坏血酸及其钠盐是一种生物型食品抗氧、防腐保鲜助色剂，属无毒物质，具有强还原性，可将高价的铜、铁氧化物还原为低价的氧化物而形成致密的保护膜，对金属材料起钝化、缓蚀作用，在190℃时，其除氧速率是联氨的8 500倍，并可适用于各种压力的锅炉除氧。其分解产物主要是乳酸及其少量的甲酸和乙酸等[21]，乳酸能同氧反应，可减少药剂加入量，降低投药费用。加药系统可以直接使用原有的联氨加药系统，加药部位也可和联氨加药部位相同，省去了对设备的改建[22]。但异抗坏血酸钠属低挥发性物质，不能对凝汽器等后续设备起防腐作用，并会增加锅炉给水的含盐量。 异抗坏血酸钠已在吉林热电厂高压、超高压机组和长山热电厂中压机组进行了除氧试验，取得了很好的效果。将异抗坏血酸钠进行复配使用效果更好．江苏省电力试验研究所推出的低剂量(200μg／L)异抗坏血酸钠及其复合配方(HX–02)在徐州发电厂应用，取得了很好的除氧、防腐效果[23]。兰化研究院研制的SWD除氧剂，以异抗坏血酸钠为基础，复配以少量的稳定剂、活化剂、防蚀剂等，具有除氧活性高、钝化性好、无毒、稳定性好、对水质无污染等特点[17]。
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