锅炉水除垢剂

(一)水处理剂水处理剂主要是指对工业用水的处理。

采用一定的药剂除掉天然水中有害杂质，以制得合乎要求的工业用水。

不同工业部门对水质有不同要求，其处理方法也不尽相同。

其中锅炉用水的处理是很普遍的，涉及各个工业部门。

水如果不处理，就会结垢。

锅炉水垢可分为硫酸钙垢、碳酸钙垢、氧化铁垢和混合垢等。

由于水垢的导热系数很低(只相当于钢板的1/50～1/30)，在传热面上有1～2毫米的垢，就会显著降低锅炉热效率。

当水冷壁及对流管结垢时会引起管子过热，导致破裂，发生爆炸事故。

因此，对锅炉用水必须进行处理。

对于不同的锅炉，相应有不同的水质要求，继而有不同的水处理方式。

大体上可分锅炉给水处理和炉水处理，俗称炉外处理与炉内处理。

另外还有冷却水处理，也是非常重要的。

1.锅炉给水处理剂对于一般低压锅炉的给水，通过软化即可。

除广泛使用的离交换转化法外，也可用化学软化，即在水中加入化学药剂(如石灰、纯碱)，使水中溶解的钙盐、镁盐变成溶解变极低的化合物，从水中沉淀析出，从而达到除去钝、镁盐等成分的目的。

例如，以石灰和纯碱作为基本软化剂，以少量磷酸三钠为辅助软化剂，同时蒸气加热，并加入凝聚剂白矾，可使水软化。

根据水的硬度不同可选择不同的软化剂。

2.锅炉炉水处理剂中、高压锅炉炉内水处理，是通过加入磷酸盐溶液的办法，使锅水中经常保持一定量的磷酸根(PO43-)，这样，水中钙、镁离子和磷酸根结合成溶解度很小的磷酸钙和磷酸镁，随排污除掉，但是，在加磷酸盐之前需将水垢清除掉。

对于小型低压锅炉来说，防止结垢的有效办法是将给水在炉外软化处理，但需要设备和投资，简便的办法是直接向炉内投入化学药剂(防垢剂)进行炉内处理。

常用的药剂的碳酸钠、磷酸三纳、磷酸氢二钠及其它防腐剂。

除复合配方外，尚可采用以下药剂作阻垢剂。

(1)聚磷酸盐(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠)阻垢剂。

使用时加入水中浓度为0.5～10ppm，适合于低压锅炉。

①六偏磷酸钠(NaPO3)6，由磷酸二氢钠脱水经高温(600～650℃)处理后，急剧冷却而制得。

②三聚磷酸钠，即三磷酸钠(Na5P3O10)，由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠充分混合，加热脱水，再高温熔融而成。

(2)膦酸盐阻垢剂常用的药剂有以下几种：①羟基乙叉二膦酸，结构式为：别名为HEDP，含量为50%，为黄色透明粘稠液体，显强酸性(pH=2～3)，具腐性。

羟基乙叉二膦酸多由三氯化磷与醋酸等原料制成，其合成反应如下：【用途】HEDP为阴极型缓蚀剂。

在水溶液中，HEDP可解离成5个正、负离子，可与金属离子形成六员环螯合物，尤其是与钙离子可以形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较佳。

HEDP与其它缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效应，可提高药效。

例如与铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚丙烯酸盐、锌盐等配合使用，多用于锅炉水处理、冷却水的处理，使用量一般低于1～3ppm，适用于低、中压锅炉用水的处理。

②乙二胺四甲叉四膦酸，其结构式为：别名为EDTMP，其钠盐为棕黄色透明粘稠液体，含量为28%～30%，pH=9～10。

EDTMP多由甲醛、乙二胺、三氯化磷为原料制成。

其合成反应如下：【用途】EDTMP为有机多元膦酸阴极缓蚀剂。

在水中，EDTMP能解离成8个正、负离子，可以和两个或多个金属离子螯合，形成两个或多个立体结构大分子粘状络合物，松散地分散于水中，使钙垢的正常结晶破坏，减少垢的形成。

EDIMP多用于锅炉水的阻垢。

加入水中浓度为1ppm，适用于中、低压锅炉。

③氨基三甲叉膦酸，其结构式为：别名为ATMP，含量为50%，为淡黄色液体。

本品多由三氯化磷、铵盐、甲醛等原料反应制得，其反应原理为：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl 3H3PO3+NH4Cl+HCHO→ATMP+CO2+3H2O 【用途】ATMP为阴型缓蚀剂。

在水溶液中ATMP经解离成六个正离子和六个负离子，能与水中Caサ，Mgサ形成多元螯合物。

这个大分子螯合物以松散的方式分散于水中，使钙、镁等垢的正常结构遭到破坏，所以ATMP 有阻垢效果。

多用于锅炉用水，印染用水、油田注水的防垢，一般用量为3～10ppm。

(3)氨基化合物阻垢剂常用的药剂有：①二乙撑三胺，其结构式：H2N(CH2)2NH(CH2)2NH2 ②三乙撑四胺，其结构式：H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)NH2 ③四乙撑五胺，其结构式：H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)2NH2 ④聚丙烯酰胺，其结构式：聚丙烯酰胺，由丙烯酸和丙烯酰胺两种单体共聚得到，也可由聚丙烯腈水解聚合制得。

氨基化合物阻垢剂，使用时，加入水中浓度为0.2～2.5ppm.适用于中压锅炉炉水的处理，炉水的pH=8.5～11.5。

(4)氮三化合物类阻垢剂名BTA，为
淡褐色或白色结晶性粉末。

工业上常采用邻苯二胺重氮化、环合，制备。

工业上多常用甲基邻苯二胺轻重氮化、环合制得。

氮三化合物，适用于75个压力以下锅炉水的处理。

(5)乙烯与无水马来酸聚合物复合阻垢剂。

适用于中、高压钢炉，加入水中浓度为5～50ppm。

(6)表面活性剂阻垢剂。

它对阻止硫酸钙垢效果较好，常用的药剂有十二烷基苯磺酸钠、十二烷基氯化吡啶、聚丙烯酸钠、单宁酸等。

(7)小型低压锅炉防垢剂(8)复配无机盐防垢剂【配方】二氧化硅40(份) 碳酸钠48 六偏磷酸钠8 硼砂 2 亚硝酸钠2 【制备方法】将上述原料混合，在1400～1500℃熔融，冷却结晶，再粉碎制成。

（9)锅炉防垢粉【配方】碳酸氢钠87(份) 磷酸三钠10 淀粉 1 丹宁酸2 【制备方法】将上述各原料混合均匀，研细过筛即可。

3.冷却水处理剂冷却用水是工业中最大用量水。

冷却水对金属不能有腐蚀和结垢，因此要进行处理，但因其用量大，考虑到经济性，因而没有必要象锅炉用水那样深度净化。

冷却水系统根据供水方式可分为两类，一类称开放式，也叫单级冷却系统，即冷却系统中的水用一次即被排除。

这种用水一般可不用处理，或必要时作定期处理。

另一类叫做密闭式，也叫循环冷却系统。

它是把使用后的冷却水通过水塔或喷水池等专用设备，使其温度降低后又重新使用。

此时易生成碳酸钙为主要组成的垢类，因而需加以处理。

对冷却水的化学处理俗称水质稳定，其化学药剂称水质稳定剂，它可使循环水系统达到缓蚀、阻垢和避免在水中繁殖细菌和藻类。

一般按配方缓蚀剂所属种类，把水质稳定剂分成若干不同系列，如铬系、磷系、硅系、钼系等。

所谓磷系水质稳定剂，则是指一类主要用无机磷酸盐作缓蚀剂的配方。

目前我国实际采用的磷系水质稳定剂中，主要是聚磷酸盐(六偏磷酸钠和三聚磷酸钠)与硫酸锌、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三甲叉膦酸(ATPM)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、聚丙烯酸钠等共用。

(1)铬酸盐-锌-聚磷酸盐水质稳定剂【配方】重铬酸钠20～25ppm 聚磷酸钠5～10ppm 氯化锌或硫酸锌 2.5～3ppm 该稳定剂适合于水中钙硬度(Caサ)400ppm，pH=6～6.5。

(2)铬酸盐-锌-膦酸盐水质稳定剂【配方】重铬酸钠15～20ppm 氨基甲叉膦酸盐 2.5～3.5ppm 硫酸锌2～3ppm 该稳定剂适于水中钙硬度400ppm(最大值)，水的pH=6.5～7.5。

(3)铬酸-锌-聚丙烯酰胺水质稳定剂【配方】重铬酸钠15～20ppm 聚丙烯酰胺1.5～3ppm 硫酸锌1.5～2ppm 该稳定剂适于水中钙硬度1000ppm(最大值)水的pH=7～7.5。

(4)2-巯基苯并噻唑钠盐(或苯并三唑)-锌-聚磷酸盐水质稳定剂。

【配方】2-巯基苯并噻唑30～60ppm 硫酸锌2～3ppm 聚磷酸盐6～10ppm 该稳定质适于水中钙硬度300ppm(最大值)，水的pH=6.5～7。

(5)巯基苯并噻唑-锌-膦酸盐水质稳定剂【配方】巯基苯并噻唑1～2ppm 氨基甲叉膦酸钠8～10ppm 硫酸锌4～5ppm 聚丙烯酸酯3～5ppm 该稳定质适于水中钙硬度400ppm(最大值)，水的pH=7.5～8。

(6)亚铁氰化物-锌-聚磷酸盐水质稳定剂【配方】聚磷酸盐20～25ppm 亚铁氰化物6～7ppm 硫酸锌2～3ppm 该稳定剂适于钙硬度175ppm(最大值)，水的pH=6～6.5。

4.QJ型水质稳定剂(1)化学清洗剂【配方】碘化琥珀酸二-2-乙基已酯钠酸18(份) 异丙醇30 乙醇 2 水50 【性能及使用方法】该清洗剂具有良好的渗透力和去污力，可渗透湿润污垢的内部，使油脂性污垢易于脱落，从而达到设备清洗目的。

经清洗的金属表面能增加预膜处理后的防腐效果。

(2)消泡剂【配方】聚丙二醇硬脂酸酯6(份) 液体石蜡84 聚乙二醇硬指酸酯 6 异丙醇 1 硬脂酸 3 【性能及使用方法】消泡剂中含有高效消泡剂和乳化剂，能消除清洗设备过程中产生的泡沫，提高清洗和预膜效果，使用浓度为3ppm。

(3)预膜剂【配方】六偏磷酸钠72(份) 硫酸锌28 【性能及使用方法】预膜剂可使预膜处理过的设备表面形成一层药剂沉积膜，它可提高设备的抗腐蚀能力。

使用浓度为70～80ppm。

(4)缓蚀剂【配方】六偏磷酸钠100(份) 【性能及使用方法】缓蚀剂可防止设备的腐蚀，延长设备使用寿命。

使用浓度为555ppm。

(5)阻垢剂【配方(一)】羟基乙叉二膦酸(HEDP) 15(份) 聚丙烯酸钠8 巯基苯并噻唑 2 氢氧化钠水溶液(40%) 75 【性能及使用方法】该阻垢剂可与水中结垢物质有良好的整合，分散作用，使垢不易生成。

可用于大型化肥厂、发电厂和锅炉用水的水质处理，使用浓度为20ppm。

【配方(二)】六偏磷酸钠7～9(ppm) 聚丙烯酸钠4～5 羟基乙叉二膦酸5～6 巯基苯并噻唑0.8～1 氯气0.5～1 【用途】该阻垢剂适于大型化工厂工业冷却水处理，也可用于中小型化工厂、发电厂、锅电厂、锅炉水处理。

5. 288型水质稳定剂【配方】聚丙烯酸钠5(份) 去氢松香胺聚氧乙烯醚10.7 异丙醇 6.1 乙二醇10 水67 硫酸锌 1.2 【性能及使用方法】这种水质稳定剂用量少，一般用量20ppm左右，可不预膜，不调pH，操作简便，缓蚀阻垢效果好，但锌盐加入量不应超过5ppm，以防排水污染。

它适于炼油厂水处理及低浓倍数循环却水处理。

6.OH-G型水质稳定剂【配方】硅酸钠HEDP(羟基乙叉二膦酸) BTA(苯并三氮唑) 【性能
及使用方法】该稳定剂适于处理循环冷却水，抑制碳钢、不锈钢、黄铜的腐蚀和结垢，效果显著，适应性强，操作简便，处理费用低廉。

7. 冷却水缓蚀剂【配方】丙烯酸聚合物(分子量1000) 6(份) 酒石酸 3 磺酸盐分散剂 4 水75 异丙醇12 【性能及使用方法】取该药20ppm，与20ppm磷酸盐同时加入系统中，其用量相当1份药剂可处理5万份水。

该药剂能灵活地适应冷却水组份的变化。

8. 冷却水阻垢缓蚀剂【配方(一)】三聚磷酸钠6～10(ppm) 聚丙烯酸钠2～4 乙二胺四甲叉膦酸 2 巯基苯并噻唑0.5～1 【配方(二)】六偏磷酸钠6～10(ppm) 聚马来酸3 羟基乙叉二膦酸(HEDP) 4 硫酸锌2 以上两种药剂可适于长江水的处理。

对于其它水的处理，可据水质不同，选用适当的药剂。

(二)锅炉、水处理设备清洗剂 1. 锅炉水处理设备清洗除锈剂【配方】六偏磷酸钠30(吨) EDTMP(30%) 25 渗透剂——T(30%) 0.64 异丙醇1.2 乙醇0.16 【性能及使用方法】上述投药量是按1万米3的系统容量来计。

该化学清洗除锈剂可在整个系统进行一次性清洗除锈，在pH=5～6时，清洗时间44小时，不仅部分除掉锈瘤和锈疤，对平面老锈可全除去，还可除去油脂和污物。

这种药剂对设备腐蚀率小于0.02毫米/年。

能与磷系水质稳定剂配合使用。

2. 冷却水处理设备酸洗除锈除垢剂【配方(一)】盐酸8(份) 乌洛托品0.5 水91.5 【配方(二)】盐酸8(份) 苯胺1 乙酸 2.5 乌洛托品 2.5 水86 【配方(三)】盐酸7(份) 乌洛托品0.2 工业氯仿 2.5 磺化蓖麻油0.2 松节油0.1 水90 【配方(四)】硫酸(93%) 7.5(份) 若丁0.5 水92 【配方(五)】硝酸10(份) 苯胺0.2 乌洛托品0.3 硫氰酸钾0.1 水89.4 用以上配方所制得的药物，用时把药水灌注入需清洗的锅炉内(一般分两次注入)，浸泡至锅炉中的酸液已无气泡上升为止，排出酸液，先用冷水冲洗，再用温水冲洗几次即可。

已用过的酸液注意回收，有的可以重复使用，或用于除去垢层薄的水垢。

3. 冷却水处理设备用化学钝化剂【配方(一)】尿素 3.5(份) 亚硝酸钠 3.5 碳酸钠 1 苯甲酸0.4 水91.6 【配方(二)】尿素20(份) 亚硝酸钠20 苯甲酸钠 4 水56 【配方(三)】磷酸0.5(份) 硫酸锌0.5 硅酸钠0.5 亚硝酸钠0.4 水98.1 使用上述钝化剂，时间大约5小时。

钝化后可使设备表面形成一层保护膜。

4. 冷却水处理设备用化学清洗剂【配方】聚丙烯酸15(份) 乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP) 12 邻苯二甲酸酯 1 水72 化学清洗剂可除去设备表面的污垢，有利于下一千预膜处理的效果。

5. 冷却水处理设备预膜剂【配方】聚磷酸盐80(份) 硫酸锌20 【用途】预膜剂可使设备表面形成一层沉淀膜，有利于设备抗蚀能力。

每次投药量800ppm，pH=5.5～6.5，预膜48小时。

6. 中小型锅炉除垢酸洗液酸洗除垢法是目前比较经济、简便、迅速和有效的方法。

在酸洗过程中应该严格控制技术条件和选择优良的缓蚀剂，达到清除锅炉的水垢和减少锅炉腐蚀。

使用不同的酸类和缓蚀剂，有各种不同的配方。

【配方(一)】(1)酸液浓度，盐酸浓度要根据水垢厚度而定，如下表：(2)缓蚀剂用量，应根据盐酸浓度而定，如下表：(3)缓蚀剂的配制：将70℃热水倒入容器中，搅拌下加盐酸，加入苯胺，待溶液呈黄色表面无浮油时加入甲醛，将配制好缓蚀剂倒入盐酸洗剂中，缓蚀剂配比如下表：(4)酸洗温度和时间：酸洗温度控制在55～60℃，温度如果高于60℃时，有利于提高除垢率，但同时也促进了金属座蚀。

酸洗时间，一般为4～6小时，每隔30分钟化验一次酸洗液浓度，当两次浓度差小于0.2%时，认为酸洗完毕。

【配方(二)】盐酸5(份) 缓蚀剂SH-406 0.4 水94.6 【用途】此配方适合于0.7～10吨/时中、小型工业锅炉的酸洗，酸洗温度50℃，时间6小时。

【配方(三)】盐酸5(份) 缓蚀剂SH—707 0.07 水94.93 【用途】此配方适合于中、小型工业锅炉的酸洗，酸洗温度为30～50℃。

7. 电厂锅炉除垢酸洗液【配方】氢氟酸2(份) 缓蚀剂SH-416 0.3 水97.7 【用途】此配方主要应用于大型电站30万千瓦、1000吨/时亚临界直流锅炉和低压锅炉的酸洗。

酸洗温度55～60℃，流速0.2～0.84米/秒，时间：开式(出口处)215分钟。

8. 蒸汽发生系统除垢酸洗液【配方】柠檬酸2(份) 氟化铵0.24 氨水0.165 缓蚀剂SH-405 0.3 水97.3 【用途】此配方主要应用于30万吨/年合成氨引进装置蒸汽发生系统柠檬酸洗。

亦可用于电厂锅炉盐酸—氢氟酸酸洗，缓蚀剂SH—405浓度为0.3%，酸洗温度90±2℃，时间为7小时。

9. 蒸汽机车锅炉除垢酸洗液【配方】盐酸7(份) 缓蚀剂SH-415 0.5 水92.5 【用途】此配方除用于蒸汽机车锅炉酸洗外，亦可用于低压锅炉盐酸酸洗。

酸洗温度为55～60℃，酸洗时间3小时。

10. 铜合金设备除垢酸洗液【配方】盐酸3(份) 缓蚀剂SH液—747 0.3 水96.7 【用途】该配方主要用于大型电站10～25万千瓦机组凝汽器盐酸酸洗，亦可用于中频、工频熔炼炉铜管清洗。

酸洗温度20～25℃，流速0.16米/秒。