¿Qué captadores de oxígeno hay disponibles para calderas a presión? ¿Cuál tiene mayor ventaja? ¿Existen requisitos para una caldera?
En las calderas industriales tradicionales y en las calderas eléctricas de baja presión, el sulfito de sodio se añade principalmente para la desoxidación química.
La capacidad de eliminación de oxígeno del sulfito de sodio se descubrió en 1920 y se utilizó ampliamente en la desoxidación química de centrales eléctricas en 1931. La ecuación de reacción entre el sulfito de sodio y el oxígeno es:
2Na2SO3 Diez O 2 → 2Na2SO4
El sulfito de sodio es un desoxidante de agua de caldera tradicional y tiene las ventajas de un precio bajo y una amplia fuente. Pero existen desventajas obvias: la velocidad de reacción del sulfito de sodio y el oxígeno se ve afectada por el valor de PH, la temperatura y el catalizador, y generalmente es necesario agregarlo en exceso para hacer frente a las fluctuaciones en el funcionamiento de la caldera debido a la fórmula de reacción del sulfito de sodio y el oxígeno. , se puede observar que para eliminar 1 ppm de oxígeno, se debe eliminar al menos 1 ppm de oxígeno. Consumo de 7,9 ppm de sulfito de sodio. Para que esta reacción sea más completa, generalmente es necesario mantener un exceso de 20 a 40 ppm en el agua de la caldera para garantizar el efecto de eliminación de oxígeno. Dado que el sulfito de sodio reacciona con el oxígeno para formar sulfato de sodio estable, lo que aumenta los sólidos solubles en el agua de la caldera y empeora la calidad del agua, la caldera debe aumentar el número de purgas, lo que resulta en un desperdicio de productos químicos y un aumento en los costos de combustible; la presión de trabajo de la caldera es superior a 6,2 MPa. Cuando se utiliza, el sulfito de sodio se descompondrá para producir sulfuro de hidrógeno y dióxido de azufre corrosivos. Estos gases se descargarán con el vapor y provocarán corrosión en los equipos posteriores:
Na2SO3. decahidrato 2H 2O → 2NaOH ácido sulfúrico decahidrato 3
H2SO4 → H2O → SO2
Y el propio sulfito de sodio puede sufrir una reacción redox para generar sulfato de sodio y sulfuro de sodio;
Na2SO3 → 3Na2SO4 + Na2S
producen dióxido de azufre y sulfuro de sodio que son corrosivos, por lo que usar sulfito de sodio como desoxidante es en realidad un tipo de corrosión en lugar de otro tipo de corrosión, además, cuando se alimenta agua; que contiene sulfito de sodio se utiliza como agua desrecalentadora y se inyecta vapor sobrecalentado para ajustar la temperatura, lo que provocará que el ácido sulfúrico se deposite en la tubería principal de vapor sobrecalentado y en la turbina. El sulfito de sodio no tiene ningún efecto de protección de pasivación sobre los metales;
2. Diamonio (N2H4)
Con la aparición de unidades de gran capacidad y calderas de alta presión, el sulfito de sodio fue sustituido paulatinamente por la hidrazina (también conocida como hidrato de hidrazina) en el sector industrial. Décadas de 1950 y 1960. La fórmula de reacción entre la hidracina y el oxígeno es:
N2H4 diez O2 → N2ten 2H 2O
La hidrazina reacciona con el oxígeno para formar nitrógeno y el exceso de hidrazina no formará sólidos solubles. El amoníaco puede aumentar el valor del PH del agua de la caldera, lo que resulta beneficioso para la protección de la caldera. La hidracina tiene un efecto inhibidor de la corrosión. La hidrazina reacciona con los productos de corrosión del hierro y el cobre para formar capas de Fe3O4 y Cu2O con protección de pasivación.
Los productos finales de la reacción de la hidracina con oxígeno y óxidos metálicos son agua y nitrógeno, lo que no aumenta la cantidad de sólidos disueltos en el agua de la caldera. Los productos de descomposición de la hidracina son gases volátiles.
La eficiencia de eliminación de oxígeno de la hidrazina no es tan buena como la del sulfito de sodio. Cuando la temperatura del agua es baja, la tasa de eliminación de oxígeno es más lenta. Sólo a temperaturas más altas puede reaccionar eficazmente con el oxígeno. propósito de la eliminación de oxígeno. La temperatura de descomposición es muy alta. A 316 ℃ (9,8 Mpa), la hidracina todavía ingresa al vapor y su toxicidad impide que el vapor se use directamente en la vida diaria. En particular, la hidracina es una sustancia altamente tóxica que puede salpicar fácilmente a los ojos, la piel o la ropa durante la operación y puede inhalarse fácilmente, causando graves daños al cuerpo y la mente del operador. Y es volátil, inflamable y explosivo. Cuando la concentración de vapor en el aire alcanza el 4,7%, explotará en caso de incendio, provocando problemas en el transporte, almacenamiento y uso. La hidracina se considera un carcinógeno sospechoso y está catalogada como producto peligroso por la Ley de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA). Se ha prohibido el contacto directo entre la hidracina y los alimentos. Los países europeos, americanos, japoneses y otros también abandonaron la hidracina y desarrollaron y aplicaron nuevos desoxidantes del agua de los hornos.
3. Nuevos desoxidantes
Para la salud y la seguridad, así como para eliminar las desventajas del uso de sulfito de sodio e hidrazina en la velocidad y eficiencia de la desoxidación, se han desarrollado algunos nuevos desoxidantes en el extranjero. El nuevo desoxidante debe tener las características de alto grado de eliminación de oxígeno, rápida velocidad de eliminación de oxígeno, no tóxico o de baja toxicidad, amplio rango de aplicación, fácil uso y costo apropiado. La siguiente es una breve introducción a algunos desoxidantes nuevos desarrollados en el extranjero.
(1)Hidroxilamina.
La hidroxilamina y sus derivados, como la dietilhidroxilamina, se pueden utilizar como desoxidantes del agua de caldera. Esta es una patente publicada por la American Chemed Company en 1978.
Los productos finales de la reacción con oxígeno son acetato, nitrógeno y agua. El Cu2+ y la hidroquinona pueden desempeñar un papel catalítico y la velocidad de reacción es ligeramente más rápida que la de la hidrazina.
2Carbohidrazida (Carbohidrazida)
La carboftalazina, también conocida como diasemicarbazida, es un derivado del diazo. Es una patente publicada por la American Nalco Chemical Company en 1981. Es mejor que la hidrazina y la hidroquinona en términos de efecto de desoxidación y purificación de metales, y puede desempeñar un papel catalítico.
(3) Hidroquinona.
La hidroquinona como desoxidante del agua de calderas fue patentada por la American Bates Laboratory Company en 1980. La hidroquinona reacciona con el oxígeno para formar peróxido de hidrógeno y luego la quinona se oxida aún más.
(4) Dihidroxiacetona (1,3-dihidroacetona)
La 1,3-dihidroxiacetona es una patente publicada por la estadounidense Nalco Chemical Company en 1982. La reacción con oxígeno se puede catalizar por benzoquinona y manganeso.
⑸ Ácido eritórbico (ácido eritórbico)
El uso del ácido eritórbico como eliminador de oxígeno fue una patente publicada por la estadounidense Nalco Chemical Company en 1981. Es una isoforma de la vitamina C (ácido L-ascórbico) y su reacción con el oxígeno disuelto es muy complicada. Debido a que necesita pasar por varios pasos intermedios, su mecanismo no está del todo claro. Debido a su seguridad, se utiliza ampliamente como eliminador de oxígeno en alimentos y piensos, y en China se utiliza como agua para calderas. La descomposición a alta temperatura produce sólidos disueltos corrosivos (los datos muestran que a 300 °C, los productos de descomposición son 71,07 % de ácido láctico, 20,48 % de acetato y 8,44 % de formiato; solo se puede eliminar oxígeno y no se requiere pasivación).
[6] Compuesto de aminoguanidina (aminoguanidine)
El compuesto de aminoguanidina utilizado como eliminador de oxígeno es una patente publicada por la American Olin Company en 1984. Son derivados no volátiles de la hidracina.
(7) Oxímetro: Consulte las siguientes instrucciones para obtener más detalles.
⑻ Otros: se han desarrollado nuevos desoxidantes en el extranjero, como la fenilendiamina N-tetrasustituida, la n-isopropilhidroxilamina y la etoxiquinolina. Todavía se están investigando más y la investigación nacional es relativamente poca.
4. Desoxidante de oxima
Los compuestos de oxima (principalmente dimetil cetoxima, metiletilcetona oxima y acetaldehído oxima), como nuevo tipo de desoxidante, son los productos de Drew en Estados Unidos. Patente publicada por Chemical Company en 1984. Tienen baja toxicidad, alta eficiencia, alta velocidad y protección de pasivación. Nolco (la empresa de tratamiento de agua más grande del mundo) y Drew Company de Estados Unidos tienen productos desoxidantes de agua de caldera de oxima, que se han utilizado ampliamente en países desarrollados como Europa, Estados Unidos y Japón.
⑴ Rendimiento de eliminación de oxígeno: los compuestos de oxima son compuestos orgánicos con grupos oxima (C=N-OH). Las oximas que se utilizan actualmente para la desoxigenación y protección de apagado de calderas incluyen principalmente acetaldehído oxima, dimetil cetoxima (acetona oxima) y metil etil cetoxima. Los compuestos de oxima son altamente reductores y reaccionan fácilmente con el oxígeno.
Los compuestos de oxima tienen un buen rendimiento de eliminación de oxígeno en un amplio rango de temperatura y presión. Según experimentos comparativos, en virtud de experimentos comparativos, el rango de presión es de 138 ~ 336 ℃. En mismas condiciones, la velocidad de eliminación de oxígeno y la eficiencia de los compuestos de oxima son mayores que las de la hidracina.
⑵ Inhibición de la corrosión y pasivación: los compuestos de oxima pueden reducir los óxidos de hierro y cobre de alta valencia a óxidos de baja valencia. Sus soluciones acuosas pueden formar una buena película de óxido magnético en la superficie del acero, que tiene una buena calidad. Efecto sobre la superficie del metal. Pasivación e inhibición de la corrosión. Entre ellos, la dimetilcetoxima tiene el mejor efecto y la dosis más pequeña.
Experimentos comparativos muestran que los compuestos de oxima tienen los mismos efectos de pasivación e inhibición de la corrosión que la hidracina, pueden reducir significativamente el contenido de hierro en la solución y tienen un efecto protector sobre el acero en condiciones de alta temperatura y alta presión. Entre ellos, las dimetilcetonaoximas funcionan mejor y se utilizan en la menor cantidad. Al mismo tiempo, los compuestos de oxima pueden limpiar los productos de corrosión del cobre depositados en tuberías, economizadores, etc. , que es también la razón por la cual el contenido de cobre en el agua de la caldera aumentó significativamente en la etapa inicial de uso de compuestos de oxima.
⑶ Volatilidad: La volatilidad de los compuestos de oxima es superior a la de hidracina, DEHA, morfolina, ciclohexilamina, etc. , y está cerca de la volatilidad del NH3. Cuando el vapor se condensa, una cierta cantidad de desoxidante altamente volátil se disolverá en el agua del condensado, lo que resulta beneficioso para proteger los materiales metálicos del sistema de agua del condensado.
⑷Descomposición: según experimentos de descomposición a alta temperatura y alta presión, los productos de descomposición de los compuestos de oxima son NH3, N2, H2O y trazas de ácido acético. No se produce ácido fórmico y no tiene efectos adversos. El sistema de vapor de agua.
5. Baja toxicidad: según la comparación de los datos de LD50, la LD50 de la hidracina es de 290 mg/kg, la acetaldehído oxima es de 1900 mg/kg, la metiletilcetona oxima es de 2800 mg/kg y la dimetilcetona oxima. es 5500 mg/kg. Se puede observar que la hidracina es muy tóxica, mientras que los compuestos de oxima tienen muy poca toxicidad y son compuestos poco tóxicos.
En definitiva, la investigación, desarrollo y aplicación de nuevos desoxidantes en mi país han atraído cada vez más la atención de instituciones de investigación científica, fabricantes y usuarios. En particular, la promoción y aplicación exitosa de captadores de oxígeno de oxima como la dimetilcetoxima y el ácido eritórbico también se han utilizado hasta cierto punto y han logrado buenos resultados, lo que hace que el uso de nuevos captadores de oxígeno del agua de caldera en mi país sea comparable a los de China. Los países desarrollados son similares en Europa, Estados Unidos y Japón.
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