本发明属于锅炉除焦领域，具体涉及一种锅炉清灰除焦剂及其制备方法。
背景技术：
锅炉清灰除焦剂是由无机化合物按照一定的比例加工而成，外观为白色的颗粒状、黄色粉末结晶状，当该剂送入高温炉膛时，即产生大量的化学烟雾，并充分分布在炉膛各热交换器表面，使锅炉受热面上的烟垢变得多孔、疏松，以致其易粉化、脱落。我国是一个用煤大国，也是煤炭资源较丰富的国家，但是煤种含硫量高，发热量低，灰分比例大，劣质煤的比例相当大。目前链条炉炉渣再次作燃料使用的情况比较普遍，含碳量高的炉渣给环境造成了巨大污染。而锅炉运行过程中的结焦、积灰是困扰我国锅炉行业的一大难题，也是世界性的问题。锅炉在使用过程中，由于其特定的使用环境及用户的使用管理水平等因素，锅炉金属表面常常会发生腐蚀和结垢，及在燃烧、煤或油中，总是含有硫、水分和其他矿物杂质。当其燃烧后所形成的烟气，构成SO3-H2O-空气体系，随烟气流经管壁时与金属接触，导致在锅炉受热面上形成腐蚀性极强的硫酸盐及亚硫酸盐（NaSO4、CaSO4、MgSO4、Al2(SO4)）等。这些矿物质呈灰状、硬垢状、熔状，促使锅炉热效率大大下降，能耗增加，腐蚀金属表面，缩短锅炉使用寿命等。重则限制锅炉带负荷能力，甚至造成停炉除焦事故。为了减缓或防止锅炉结焦，在运行中加强燃烧调整及定期吹灰，使用除焦剂均是减缓锅炉结焦的有效手段。
目前常用的除焦剂产品多为固态粉末状，主要成分为氯盐、金属氧化物、铬盐、稀土氧化物。虽然能起到一定的除焦作用，但是目前的清灰除焦剂在燃煤锅炉中试用，有的虽有作用，但效果不明显，有的加入炉膛后形成玻璃体，不但清除不了结焦，反而使焦结得更牢。稀土氧化物的使用会加剧除焦剂成本，而且原料来源缺乏。因此，亟待开发一种适用性强、高效、环保型锅炉除焦剂产品。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对目前锅炉清灰除焦剂在燃煤锅炉中试用，效果不明显，有的加入炉膛后形成玻璃体，不但清除不了结焦，反而使焦结得更牢，润湿性能差，稀土氧化物的使用会加剧除焦剂成本、而且原料来源缺乏的问题，提供一种锅炉清灰除焦剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种锅炉清灰除焦剂，其特征在于，包括助剂A、助剂B、助剂C。
所述助剂A是取玉米秸秆粉碎过100目筛，收集过筛颗粒蒸汽爆破，取蒸汽爆破物按质量比1：20加入质量分数为15%的氢氧化钠溶液，于50~55℃保持18~24h，调节pH至7~7.2，过滤，取滤渣，干燥，得干燥物，取十二烷基苯磺酸钠按质量比1：2：10加入聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、去离子水混合，得混合物A，按质量份数计，取10~15份混合物A、4~6份丙烯酸丁酯、3~5份甲基丙烯酸甲酯、2~4份丙烯酰胺，搅拌混合，得混合物B，取混合物B按质量比10：50：1加入过硫酸钠，于70~75℃保持1~2h，降温，即得助剂A。
所述助剂B是取乙醇胺按质量比3：5加入无水乙醇中搅拌混合，再加入无水乙醇质量70~80%的乳酸，冷凝回流保持18~20h，旋转蒸发，取旋转蒸发物A用丙酮洗涤，得基体物A，取1-甲基咪唑按质量比1：2加入溴代正丁烷，于55~60℃冷凝回流保持10~12h，冷却至室温，过滤，取滤渣用乙酸乙酯洗涤，旋转蒸发，得旋转蒸发物，取氢氧化钾按质量比4：35加入无水乙醇混合，得混合溶液，取旋转蒸发物按质量比10：3加入混合溶液中，于20~25℃保持18~20h，过滤，取滤液A，再过3~4μm滤膜，取滤液B，旋转蒸发，得基体物B，取基体物A按质量比2：1与基体物B混合，即得助剂B。
所述助剂C是取四氯化碳按质量比3：2与甲醇混合，搅拌20~30min，得混合物a，取四氯化碳按质量比1：1加入三氯化磷混合，搅拌30~40min，得混合物b，取混合物a按质量比1：2与混合物b混合，通入氮气，于65~70℃回流保持1~2h，减压蒸馏，得中间体，按质量份数计，取2~3份中间体、30~40份乙腈、2~3份三聚氯氰、3~5份二甲基亚砜搅拌回流，过滤，取滤液按质量比1：2加入二氯甲烷，静置，旋转蒸发，干燥，得助剂C。
锅炉清灰除焦剂的制备方法包括如下步骤：
按质量份数计，取10~16份助剂A、6~9份助剂B、5~9份助剂C、3~5份硼砂、2~3份二氧化硅、3~5份氯化钠混合，即得锅炉清灰除焦剂。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用玉米秸秆中的纤维素分子经过化学处理活化后，之前封闭在纤维素晶体中的羟基暴露出来，经引发剂引发后与单体发生接枝反应，在引发剂作用下将活化后的玉米秸秆与甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酰胺接枝共聚
合成，其抑制灰粉的熟度、抗压强度、保水性、吸水性、抗冻融能为均表现良好，对锅炉内的灰分有吸附作用，另一方面对锅炉内的灰粉进行固定，进而进行清除；
（2）本发明利用乙醇胺、乳酸、1-甲基咪唑、溴代正丁烷为原料，复配制成复合阴离子型离子液体，一方面其具有一定的润湿效果，润湿剂与锅炉灰发生碰撞凝聚，进而沉降，然而沉降后的锅炉灰尘会逐渐干燥并容易再次起尘，当锅炉灰分子对液体分子的作用力大于液体分子间的作用力时，其可被润湿，灰粉的表面粘附该液体，达到润湿沉降的效果，其润湿性较好，另一方面，可以促进对燃烧过程中的二氧化硫的吸收，离子液体中氮原子上有多余的氢原子时二氧化硫中的 氧原子就会与其结合，形成氨键，当氮原子上没有多余的氢原子时，二氧化硫中 的硫原子会趋向于醇胺类离子液体，对锅炉燃烧产生的烟气脱硫吸附，减轻污染排放；
（3）本发明以甲醇、三氯化磷为原料，合成含硫、磷的除焦抑焦剂，缓解了锅炉内壁长期使用后烟气结焦，其是一种含磷抑焦剂，在高温下能分解产生-SH自由基，产生的-SH自由基既能与锅炉表面金属发生反应，钝化锅炉表面，又能
参与自由基反应，改变反应历程，其中的磷能在金属锅炉的表面形成一层保护膜，可抑制焦炭在其表面沉积，另外，添加除焦抑焦剂后，挂片上的焦变得更疏松，易于脱落和清除，易于清洗，增加了锅炉的使用寿命，减少了能耗。
具体实施方式
助剂A：取玉米秸秆粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，于0.35MPa蒸汽爆破120~130s，取蒸汽爆破物按质量比1：20加入质量分数为15%的氢氧化钠溶液，于50~55℃保持18~24h，调节pH至7~7.2，过滤，取滤渣，干燥，得干燥物，取十二烷基苯磺酸钠按质量比1：2：10加入聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、去离子水混合，得混合物A，按质量份数计，取10~15份混合物A、4~6份丙烯酸丁酯、3~5份甲基丙烯酸甲酯、2~4份丙烯酰胺，于35~40℃搅拌混合20~30min，得混合物B，取混合物B按质量比10：50：1加入过硫酸钠，于70~75℃保持1~2h，降温，即得助剂A。
助剂B：取乙醇胺按质量比3：5加入无水乙醇中混合，于20~25℃搅拌混合30~40min，再加入无水乙醇质量70~80%的乳酸，冷凝回流保持18~20h，旋转蒸发，取旋转蒸发物A用丙酮洗涤2~4次，得基体物A，取1-甲基咪唑按质量比1：2加入溴代正丁烷，于55~60℃冷凝回流保持10~12h，冷却至室温，过滤，取滤渣用乙酸乙酯洗涤2~3次，旋转蒸发，得旋转蒸发物，取氢氧化钾按质量比4：35加入无水乙醇混合，得混合溶液，取旋转蒸发物按质量比10：3加入混合溶液中，于20~25℃保持18~20h，过滤，取滤液A，再过3~4μm滤膜，取滤液B，旋转蒸发，得基体物B，取基体物A按质量比2：1与基体物B混合，即得助剂B。
助剂C：取四氯化碳按质量比3：2与甲醇混合，搅拌20~30min，得混合物a，取四氯化碳按质量比1：1加入三氯化磷混合，搅拌30~40min，得混合物b，取混合物a按质量比1：2与混合物b混合，通入氮气，于65~70℃回流保持1~2h，减压蒸馏，得中间体，按质量份数计，取2~3份中间体、30~40份乙腈、2~3份三聚氯氰、3~5份二甲基亚砜，于75~80℃搅拌回流1~2h，过滤，取滤液按质量比1：2加入二氯甲烷，静置2~3h，旋转蒸发，干燥，得助剂C。
一种锅炉清灰除焦剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取10~16份助剂A、6~9份助剂B、5~9份助剂C、3~5份硼砂、2~3份二氧化硅、3~5份氯化钠混合，即得锅炉清灰除焦剂。
实施例1
助剂A：取玉米秸秆粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，于0.35MPa蒸汽爆破120s，取蒸汽爆破物按质量比1：20加入质量分数为15%的氢氧化钠溶液，于50℃保持18h，调节pH至7，过滤，取滤渣，干燥，得干燥物，取十二烷基苯磺酸钠按质量比1：2：10加入聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、去离子水混合，得混合物A，按质量份数计，取10份混合物A、4份丙烯酸丁酯、3份甲基丙烯酸甲酯、2份丙烯酰胺，于35℃搅拌混合20min，得混合物B，取混合物B按质量比10：50：1加入过硫酸钠，于70℃保持1h，降温，即得助剂A。
助剂B：取乙醇胺按质量比3：5加入无水乙醇中混合，于20℃搅拌混合30min，再加入无水乙醇质量70%的乳酸，冷凝回流保持18h，旋转蒸发，取旋转蒸发物A用丙酮洗涤2次，得基体物A，取1-甲基咪唑按质量比1：2加入溴代正丁烷，于55℃冷凝回流保持10h，冷却至室温，过滤，取滤渣用乙酸乙酯洗涤2次，旋转蒸发，得旋转蒸发物，取氢氧化钾按质量比4：35加入无水乙醇混合，得混合溶液，取旋转蒸发物按质量比10：3加入混合溶液中，于20℃保持18h，过滤，取滤液A，再过3μm滤膜，取滤液B，旋转蒸发，得基体物B，取基体物A按质量比2：1与基体物B混合，即得助剂B。
助剂C：取四氯化碳按质量比3：2与甲醇混合，搅拌20min，得混合物a，取四氯化碳按质量比1：1加入三氯化磷混合，搅拌30min，得混合物b，取混合物a按质量比1：2与混合物b混合，通入氮气，于65℃回流保持1h，减压蒸馏，得中间体，按质量份数计，取2份中间体、30份乙腈、2份三聚氯氰、3份二甲基亚砜，于75℃搅拌回流1h，过滤，取滤液按质量比1：2加入二氯甲烷，静置2h，旋转蒸发，干燥，得助剂C。
一种锅炉清灰除焦剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取10份助剂A、6份助剂B、5份助剂C、3份硼砂、2份二氧化硅、3份氯化钠混合，即得锅炉清灰除焦剂。
实施例2
助剂A：取玉米秸秆粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，于0.35MPa蒸汽爆破130s，取蒸汽爆破物按质量比1：20加入质量分数为15%的氢氧化钠溶液，于55℃保持24h，调节pH至7.2，过滤，取滤渣，干燥，得干燥物，取十二烷基苯磺酸钠按质量比1：2：10加入聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、去离子水混合，得混合物A，按质量份数计，取15份混合物A、6份丙烯酸丁酯、5份甲基丙烯酸甲酯、4份丙烯酰胺，于40℃搅拌混合30min，得混合物B，取混合物B按质量比10：50：1加入过硫酸钠，于75℃保持2h，降温，即得助剂A。
助剂B：取乙醇胺按质量比3：5加入无水乙醇中混合，于25℃搅拌混合40min，再加入无水乙醇质量80%的乳酸，冷凝回流保持20h，旋转蒸发，取旋转蒸发物A用丙酮洗涤4次，得基体物A，取1-甲基咪唑按质量比1：2加入溴代正丁烷，于60℃冷凝回流保持12h，冷却至室温，过滤，取滤渣用乙酸乙酯洗涤3次，旋转蒸发，得旋转蒸发物，取氢氧化钾按质量比4：35加入无水乙醇混合，得混合溶液，取旋转蒸发物按质量比10：3加入混合溶液中，于25℃保持20h，过滤，取滤液A，再过4μm滤膜，取滤液B，旋转蒸发，得基体物B，取基体物A按质量比2：1与基体物B混合，即得助剂B。
助剂C：取四氯化碳按质量比3：2与甲醇混合，搅拌30min，得混合物a，取四氯化碳按质量比1：1加入三氯化磷混合，搅拌40min，得混合物b，取混合物a按质量比1：2与混合物b混合，通入氮气，于70℃回流保持2h，减压蒸馏，得中间体，按质量份数计，取3份中间体、40份乙腈、3份三聚氯氰、5份二甲基亚砜，于80℃搅拌回流2h，过滤，取滤液按质量比1：2加入二氯甲烷，静置3h，旋转蒸发，干燥，得助剂C。
一种锅炉清灰除焦剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取16份助剂A、9份助剂B、9份助剂C、5份硼砂、3份二氧化硅、5份氯化钠混合，即得锅炉清灰除焦剂。
实施例3
助剂A：取玉米秸秆粉碎过100目筛，收集过筛颗粒，于0.35MPa蒸汽爆破125s，取蒸汽爆破物按质量比1：20加入质量分数为15%的氢氧化钠溶液，于53℃保持21h，调节pH至7.1，过滤，取滤渣，干燥，得干燥物，取十二烷基苯磺酸钠按质量比1：2：10加入聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、去离子水混合，得混合物A，按质量份数计，取12.5份混合物A、5份丙烯酸丁酯、4份甲基丙烯酸甲酯、3份丙烯酰胺，于37℃搅拌混合25min，得混合物B，取混合物B按质量比10：50：1加入过硫酸钠，于73℃保持1.5h，降温，即得助剂A。
助剂B：取乙醇胺按质量比3：5加入无水乙醇中混合，于23℃搅拌混合35min，再加入无水乙醇质量75%的乳酸，冷凝回流保持19h，旋转蒸发，取旋转蒸发物A用丙酮洗涤3次，得基体物A，取1-甲基咪唑按质量比1：2加入溴代正丁烷，于57℃冷凝回流保持11h，冷却至室温，过滤，取滤渣用乙酸乙酯洗涤2次，旋转蒸发，得旋转蒸发物，取氢氧化钾按质量比4：35加入无水乙醇混合，得混合溶液，取旋转蒸发物按质量比10：3加入混合溶液中，于23℃保持19h，过滤，取滤液A，再过3.5μm滤膜，取滤液B，旋转蒸发，得基体物B，取基体物A按质量比2：1与基体物B混合，即得助剂B。
助剂C：取四氯化碳按质量比3：2与甲醇混合，搅拌25min，得混合物a，取四氯化碳按质量比1：1加入三氯化磷混合，搅拌35min，得混合物b，取混合物a按质量比1：2与混合物b混合，通入氮气，于67℃回流保持1.5h，减压蒸馏，得中间体，按质量份数计，取2.5份中间体、35份乙腈、2.5份三聚氯氰、4份二甲基亚砜，于77℃搅拌回流1.5h，过滤，取滤液按质量比1：2加入二氯甲烷，静置2.5h，旋转蒸发，干燥，得助剂C。
一种锅炉清灰除焦剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取13份助剂A、7.5份助剂B、7份助剂C、4份硼砂、2.5份二氧化硅、4份氯化钠混合，即得锅炉清灰除焦剂。
对比例1
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少助剂A。
对比例2
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少助剂B。
对比例3
与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少助剂C。
对比例4
无锡市某公司生产的锅炉清灰除焦剂。
将上述实施例所得锅炉清灰除焦剂与对比例的锅炉清灰除焦剂分别取同等量加入到锅炉中，测试其清灰率以及锅炉管道的腐蚀情况，测试结果见表1。
表1：
综合上述，本发明的锅炉清灰除焦剂相比于市售产品效果更好，对环境友好也不伤害锅炉使用寿命，值得大力推广。