防止闲置锅炉腐蚀的方法
【专利摘要】本发明提供了一种根据充水存储技术的锅炉腐蚀防止方法，该方法可应用于结构复杂到由于不能进行完全排水而使得应用干式储存法不可实施的锅炉，确保人类高度安全，并且在重新开始运转的时候不需要整体吹干或用纯水充分洗涤。将供应有脱硬度水的运转的锅炉停机，然后将锅炉的鼓筒中充以储存水并进行储存，使得锅炉鼓筒中的氨浓度达到10毫克/升以上500毫克/升以下，其中储存水通过向脱硬度水中加入氨而获得，在检测出锅炉鼓筒内的储存水的氨浓度或pH降低、或铁离子浓度增加的情况下，将锅炉鼓筒内的储存水的一部分排出，向锅炉中供给已加入氨的储存水，使得锅炉鼓筒内的所述储存水中的氨浓度成为10毫克/升以上500毫克/升以下。
【专利说明】防止闲置锅炉腐蚀的方法
[0001]本案是申请日为2006年11月10日、申请号为200680043064.3、发明名称为“蓝止闲置锅炉腐蚀的方法”的分案申请
【技术领域】
[0002]本发明涉及一种防止锅炉在停机期间腐蚀的方法，具体来说，涉及充满了包括化学物质的水并进行保存的锅炉的防腐蚀方法。
【背景技术】
[0003]当锅炉设备停机时，锅炉水的温度下降，且压力变为低于大气压的负压，以吸收包括氧的外部空气，从而导致腐蚀的发生。因此，在锅炉相对长时间停机的情况下(例如，超过一周)，需要防止锅炉在停机期间的腐蚀。
[0004]传统上，锅炉水被完全吹干并使用干燥剂如置于锅炉鼓筒(boiler drum)内部的硅胶来干燥锅炉鼓筒的方法，以及锅炉鼓筒用氮气密封的干式储存法已经被用来作为防止锅炉设备在停机期间腐蚀的方法(于1999年制定的日本工业标准JISB8223)。
[0005]但是，在由于锅炉本身的结构复杂使锅炉水不能被排空或锅炉水不能完全被吹干的情况下，很难采取上述 的干式储存法，因此要代替使用的是湿式储存法(于1999年制定的 JIS B8223)。
[0006]在该方法中，通过将向纯水和软水中加入添加量为100-1000毫克/升的肼或添加量为200-500毫克/升的亚硝酸钠获得的水用作储存用水(储存水)，并将锅炉鼓筒充满该储存水进行储存。
[0007]近年来，作为上述这些湿式储存法的替代方法，已经有人提出了以100-1000毫克/升的添加量加入具有中和特性的胺如单乙醇胺、单异丙醇胺、环己胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇或吗啉的方法(日本已公开专利申请第2002-129368号)。
[0008]但是，这些传统的方法具有如下列的问题。
[0009]即，根据干式储存法，当停机期超过很长的时间时，干燥剂必须定期更换，因此是很麻烦的。
[0010]因为肼被怀疑有致癌性，因此可以避免其使用。另外，由于亚硝酸钠是固体化合物，在包括过热器或涡轮的锅炉中，仅可以在储存后用纯水回洗的情况下才可以应用亚硝酸钠。
[0011]尽管通过湿式储存法已经解决了如上面所提到的问题，该湿式储存法使用了包括具有中和特性的胺的储存水，但在例如以高压或高温过热器运转的锅炉中仍然存在下列问题。即，当具有中和特性的胺与工作水(存在于锅炉鼓筒内并在锅炉运转期间被加热以产生蒸汽的水)混合时，胺的热分解产生有机酸或二氧化碳，降低给水、冷凝物或锅炉水的pH，或增加给水或蒸汽的酸传导性，恐怕锅炉运转会发生问题，尽管其取决于冷凝物的回收率。其结果是，产生的问题是必须吹干所有的储存水，并且，在存在水不能被排出的空间的情况下，也必须在再次运转时使用纯水来充分地清洗鼓筒的内部。另外，尽管根据美国食品药品监督管理局(FDA)的标准，一些种类的具有中和特性的胺被批准用作锅炉添加剂，但它们在日本不被批准用作食品添加剂。因此，在锅炉产生的蒸汽与人类或食品直接接触的情况下，由于安全性的缘故，用户往往不愿使用这些胺。
【发明内容】
[0012]要解决的问题
[0013]本发明的目的是提供一种用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，该方法可应用于任何锅炉，通过该方法可以获得对人类的高度安全性以及长时间的高度防腐蚀作用。 [0014]解决问题的方式
[0015]本发明提供了用于防止闲置锅炉腐蚀的如下方法:
[0016](I) 一种用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，该方法包括:
[0017]将运转的锅炉停机，向所述锅炉供应脱硬度水(dehardness water);和然后，
[0018]将所述锅炉的鼓筒中充以储存水并进行储存，所述储存水是通过向脱硬度水中加入氨获得的。
[0019](2)根据(I)所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述的脱硬度水是纯水，
[0020]将通过向锅炉水中加入氨获得的水供应至所述锅炉鼓筒的内部作为所述的储存水，所述锅炉水保留在所述的锅炉鼓筒中。
[0021](3)根据(I)所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中
[0022]从所述锅炉鼓筒的内部排出锅炉水；和然后，
[0023]将通过向脱硬度水中加入氨获得的水供应至所述锅炉鼓筒的内部作为所述的储存水。
[0024](4)根据(I)至(3)任意一项所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述锅炉由钢制成。
[0025](5)根据(4)所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述锅炉具有过热器，并且运转的回收率为50%或更高。
[0026]发明效果
[0027]如上所述，根据本发明，因为通过其中将锅炉充有氨溶液的方法，很容易防止停机期间锅炉的腐蚀，因此本发明的防腐蚀方法可以应用于任何类型的锅炉。例如，本发明可以防止不能采用干式储存法的锅炉或不能采用湿式填充储存法(使用固体防腐蚀物质如亚硝酸钠)的锅炉的腐蚀。而且，即使在锅炉长时间停机并保存时，当应用本发明的锅炉防腐蚀方法时，也能保持很高的防腐蚀作用。
[0028]另外，因为氨不含碳，即使储存水没有完全被吹干，或锅炉鼓筒在储存后不能被充分洗涤，仍可以避免造成给水、冷凝物或锅炉水的PH降低，因为在再次启动锅炉运转后，有机酸和二氧化碳等作为热解物产生。因此，可以避免由于给水或蒸汽的酸传到性增加而导致的锅炉运转受阻。根据本发明，与使用具有中和特性的胺的方法相比，可以使用更小量的添加剂用于制备储存水，获得有益的鼓筒储存作用。
[0029]而且，在本发明中使用的氨根据美国FDA标准被列举为直接食用物质(DIRECTFOOD SUBSTANCE)，在日本也被认可是对人类有高度安全性的食品添加剂。因此，在锅炉停机后，即使在锅炉再次运转后所有储存水没有吹干，重新开始锅炉运转后得到的锅炉水含有对人类有害的物质的可能性也很小。
【具体实施方式】
[0030]本发明中的脱硬度水是指已经接受去除硬组分处理的水，软水和纯水属于脱硬度水的类别。软水是指已经接受去矿化处理的水，具体来说，优选是硬组分Ca和Mg每种的浓度为I毫克CaCO3/升或更小。纯水是水中的杂质已经通过过滤或去矿化处理而被去除的水，即，其中除硬组分之外的杂质，如硬组分之外的离子、有机物质和类似物已经被去除。
[0031]本发明的防腐蚀方法可应用于任何锅炉，更具体来说，筒形锅炉、水管锅炉、贯流式锅炉(through flow boiler)和循环锅炉和类似物。这些锅炉也可以是低压锅炉、中压锅炉或高压锅炉。另外，本发明的防腐蚀方法也可以应用于具有过热器或不能回洗的涡轮的锅炉。
[0032]其中供应纯水或软水用于锅炉运转的纯水锅炉或软水锅炉适合用作本发明使用的锅炉。
[0033]本发明的防腐蚀方法在这些类型的锅炉中根据原水(raw water)的差异以下列的方式实施。
[0034]首先，在纯水锅炉的情况下，在锅炉停机后，将锅炉充有已经加入氨的储存水。因为在锅炉运转期间持续地产生蒸汽，锅炉鼓筒内部的锅炉水(工作水)的表面接近于正常水位，锅炉鼓筒的其余上部空间由蒸气组成。然后，通过加入进一步加入供应给锅炉的水(给水)将锅炉充满，并在此时供应已经通过向给水中加入氨制备的储存水。
[0035]以此方式，在锅炉鼓筒充有水之后，通过以该状态储存，锅炉被保护免受停机期间的腐蚀。
[0036]接下来，在软水锅炉的情况下，锅炉停机后，将锅炉鼓筒内部的水一次性吹干。在加入软水的情况下，软水含有各种冷凝组分，因为已经供应至锅炉鼓筒的软水(锅炉水)在锅炉运转期间被冷凝。因此，如果锅炉停机而锅炉水仍然在锅炉鼓筒中，则有可能成为锅炉腐蚀的原因。因此，锅炉水被一次性吹干。而且，尽管优选锅炉水被完全吹干，但在锅炉水不能被完全吹干的情况下，优选的吹干步骤是其中尽可能多地排出锅炉水，然后用供应水来替换剩余的锅炉水。
[0037]即使在上述供给纯水的情况下，也可能必须根据锅炉水的质量或装置的条件以相同的方式吹干锅炉水。下面的例子是即使当供应纯水时也吹干锅炉水的实例。在该情况下，磷酸盐或碱金属氢氧化物被用作锅炉防垢剂，当锅炉被充满时，恐怕锅炉水可以进入过热器等之内。
[0038]接下来，已经加入氨的软水或纯水被供应至空的锅炉中直至其被充满。
[0039]在任一情况下，需要根据水的质量或储存时间来调整加入的氨的浓度，但通常应该为10-500毫克/升，优选20-300毫克/升或更优选大约30-100毫克/升。
[0040]由于引入有氨，锅炉内存在的二氧化碳或其他酸性物质被中和，锅炉鼓筒内部的水(储存水)的PH水平增加，储存水保持为碱性。因此，可以长时间防止锅炉被腐蚀。
[0041]通过加入10毫克/升或更高浓度的氨可以达到上述的防腐蚀效应，添加浓度增加得越高，防腐蚀效应越强，但当考虑经济性时，优选浓度的上限为大约500毫克/升，或当考虑气味时，更优选300毫克/升。[0042]已经加入氨的水的pH应该为9.5或更高，或更优选10或更高。根据设定的条件，可以组合使用通常用作锅炉防垢剂的磷酸盐或碱金属氢氧化物。
[0043]氨可以作为氨气或氨水直接加入到各种给水中。
[0044]氨根据FDA标准被列举为直接食用物质(DIRECT FOOD SUBSTANCE)，在日本具有上述浓度的氨也被认可是对人类有高度安全性的食品添加剂。
[0045]优选地，用于本发明的锅炉由钢制成，因为无需考虑由于高浓度的氨所引起的铜腐蚀问题。另外，在冷凝器或低压给水加热器中使用铜的情况下，所有储存水都应当在鼓筒储存后被吹干，而且，如果有水不能被排出的空间，则鼓筒应该用纯水充分洗涤，或在锅炉开始运转之后应当释放蒸汽直至氨浓度降低至预定水平之下，然后开始供应蒸汽。而且，在具有过热器且冷凝物的回收率为50%或更高的锅炉中，当鼓筒用胺储存时，中和胺与工作水、有机酸混合或通过胺的热分解产生二氧化碳，给水冷凝物或锅炉水的PH下降，给水或蒸汽的酸传到性增加，有可能使锅炉运转发生故障。但是，因为采用本发明不用考虑这些问题，因此适合使用本发明。
[0046]以此方式，在充满氨水的锅炉长时间储存时，优选进行常规检查。例如，应该大约每月一次或两次检查氨浓度、PH或腐蚀物质铁离子的浓度，在认为氨浓度或pH降低、或铁离子浓度增加的情况下，优选向锅炉中追加注入氨。在该情况下，一部分储存水被吹干，并一边加入氨一边供应水，使得锅炉鼓筒内的储存水中的氨浓度变成预定的浓度。这时，当一部分储存水从锅炉中被提取出时，优选加热锅炉鼓筒内的储存水并使其在锅炉鼓筒内对流，使得锅炉鼓筒内储存水中的氨浓度变得均匀。
[0047]根据充满锅 炉的软水或纯水的需要，可以加入氨以外的其他已知的锅炉水处理添加剂。
[0048]作为锅炉水处理添加剂，可以单独使用或选择两种或多种下列的添加剂并加入:例如，二乙基羟基胺、异丙基羟基胺(isoprohydroxyIamine)、1-氨基吡咯烧、1-氨基_4_甲基哌嗪、碳酰肼(carbohydraz i de )、磷酸三钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠和氢氧化钠。
[0049]当在停机期后再次启动锅炉的运转时，根据需要所有或一部分的储存水被吹干，然后用水充满锅炉并启动操作。此时，根据需要，也可以加入锅炉防垢剂或脱氧剂。
[0050]被吹干的储存水在处理后被排出，使其满足某些水排放标准。
[0051]而且，优选不使用肼或亚硝酸钠。
[0052]实施例1
[0053]本发明将在下文用具体的实施例来进一步详细解释。但本发明并不限于这些实施例。在实施例1-7中，将表1所示的化学物质加入至纯水中，并制成500ml，将混合物加入至500ml树脂烧杯中，将两个钢测试片(ImmX 30mmX 50mm)浸入到该混合物中，用树脂片将烧杯的上部密封，将烧杯在室温下静置。经过表1所示的时间之后，取出测试片，肉眼检查锈迹的存在。结果显示在表1中。在该表中，MEA表示单乙醇胺，MIPA表示单异丙醇胺，CHA表示环己胺。
[0054]除了不加入用于防腐蚀试验的化学试剂以外，比较例I在与实施例相同的条件下进行。除了使用具有中和特性的已知胺代替氨以外，比较例2-12在与实施例相同的条件下进行。
[0055](表1)
【权利要求】
1.一种用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，所述方法包括: 将供应有脱硬度水的运转的锅炉停机，然后，将所述锅炉的鼓筒中充以储存水并进行储存，使得所述锅炉鼓筒中的氨浓度达到10毫克/升以上500毫克/升以下，其中所述储存水通过向脱硬度水中加入氨而获得，在检测出所述锅炉鼓筒内的所述储存水的氨浓度或pH降低、或铁离子浓度增加的情况下，将所述锅炉鼓筒内的所述储存水的一部分排出，向所述锅炉中供给已加入氨的储存水，使得所述锅炉鼓筒内的所述储存水中的氨浓度成为10毫克/升以上500毫克/升以下。
2.一种用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，所述方法包括: 将供应有脱硬度水的运转的锅炉停机，然后，将所述锅炉的鼓筒中充以储存水并进行储存，使得所述锅炉鼓筒中的氨浓度达到10毫克/升以上500毫克/升以下，其中所述储存水通过向脱硬度水中加入氨而获得，在检测出所述锅炉鼓筒内的所述储存水的氨浓度或pH降低、或铁离子浓度增加的情况下，将所述锅炉鼓筒内的所述储存水的一部分排出，加热所述锅炉鼓筒内的所述储存水并使该储存水在所述锅炉鼓筒内对流，使得所述锅炉鼓筒内的所述储存水中的氨浓度变得均匀，并且，向所述锅炉中供给已加入氨的储存水，使得所述锅炉鼓筒内的所述储存水中的氨浓度成为10晕克/升以上500晕克/升以下。
3.根据权利要求1或2所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述脱硬度水是纯水，将已加入氨的所述脱硬度水作为所述储存水追加供应至所述锅炉鼓筒内的锅炉水中。
4.根据权利要求1或2所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中从所述锅炉鼓筒的内部排出锅炉水，然后将通过向脱硬度水中加入氨获得的水供应至所述锅炉鼓筒的内部作为所述储存水。
5.根据权利要求1或2所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述锅炉由钢制成。
6.根据权利要求5所述的用于防止闲置锅炉腐蚀的方法，其中所述锅炉具有过热器，并且运转的回收率为50%以上。
【文档编号】C23F11/06GK103526210SQ201310445165
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2006年11月10日 优先权日:2005年11月16日
【发明者】志村幸祐 申请人:栗田工业株式会社