一种燃煤锅炉节能阻垢剂及其制备方法与流程

本发明属于阻垢剂，涉及一种燃煤锅炉节能阻垢剂及其制备方法。

背景技术：

1、煤电企业正在加速淘汰落后机组，投用更高效的燃煤锅炉系统。抑制炉膛结垢，提高燃煤可燃性是现如今重点攻坚的问题。燃煤锅炉结垢，会导致排烟温度升高，为了保证额定出力，需要增加燃料量，使煤粉在锅炉内停留时间缩短，导致热损耗增大；另一方面还会堵塞除尘袋，增加了除尘袋用量。

2、燃煤阻垢剂主要是一种用于防止聚合作用进行的工业助剂。在燃煤过程中，燃煤阻垢剂能够阻止某些物质发生聚合反应，从而防止因聚合反应导致的设备堵塞、沉积物形成等问题。

3、燃煤阻垢剂有助于在燃煤过程中保持物质的稳定性，减少因聚合反应而引发的各种问题，燃煤阻垢剂还具备降低表面张力、抑制气泡生成等功能，这有助于减少燃煤过程中的泡沫和气泡产生，提高操作效率，并改善产品质量，此外，燃煤阻垢剂的使用还有助于降低生产成本，提高燃煤效率，从而为企业带来经济效益。因此，在燃煤过程中，适当使用阻垢剂是一个必不可少的环节。

4、jm-1型燃油增效剂是一种高科技节能增效产品，其核心技术在于采用机械化学合成法对稀土元素或化合物进行纳米或亚微米尺度上的复合、改性和组装。其有效成分为稀土纳米改性因子，这种纳米复合材料在燃油中起到助燃和清净的作用，适用于多种燃料，如重油、渣油、柴油和汽油等。

5、将jm-1型燃油增效剂添加到燃煤阻垢剂中，可以期望进一步提高燃煤的燃烧效率，减少有害物质的排放，优化燃煤设备的运行性能，这种复合添加剂的使用旨在提升燃煤过程的整体效率和环保性能，降低运行成本，同时满足更高的环保要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种燃煤锅炉节能阻垢剂及其制备方法，具有效率高，稳定性好的特点。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种燃煤锅炉节能阻垢剂，以节能阻垢剂的总重量为100重量%计，所述节能阻垢剂按重量百分比计包含，jm-1型燃油增效剂60~70份，二甲基乙酰胺24~33份，乙硫醇1~2份，1,1-二苯基-2-三硝基苯肼0.2~0.8份，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶0.5~1份，稀土氧化物0.5~1份，改性分散剂0.5~2份，抗氧化剂0.2~0.8份；

4、其中，改性分散剂制备方法如下：

5、s1：将非离子表面活性剂聚乙二醇和一水柠檬酸以质量比2：1混合，在室温下以250r/min的转速研磨，研磨时长为0.5h，得到均匀的混合物a；

6、s2：将混合物a放入预热至80℃的烘干机中，在空气气氛下80℃干燥12h，得到干燥的固体，再以250r/min的转速研磨0.5h，得到所述改性分散剂。

7、进一步的，所述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈、氧化镨中的一种或多种。

8、进一步的，所述抗氧化剂为二丁基羟基甲苯、丁基羟基茴香醚中的一种或多种。

9、进一步的，所述s1中聚乙二醇的分子量为2000~4000。

10、一种燃煤锅炉节能阻垢剂的制备方法，所述节能阻垢剂具体制备方法如下：

11、s51：按比例将乙硫醇，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶，1,1-二苯基-2-三硝基苯肼混合，在氮气气氛下，在室温下以200r/min转速研磨2h，得到均匀的混合物c；

12、s52：在氮气气氛下，将混合物c以2℃/min加热至50℃，按比例加入二甲基乙酰胺，稀土氧化物，改性分散剂和抗氧化剂，搅拌均匀后得到混合物d；

13、s53：在氮气气氛下，先将混合物d以2℃/min加热至70℃，稳定反应1h后，再以2℃/min升温至80℃，再加入jm-1型燃油增效剂，在300r/min转速下研磨1h，研磨完成后在80℃稳定反应0.5h，再以2℃/min降温至室温，得到所述节能阻垢剂。

14、乙硫醇中的硫醇基团(-sh)具有高度的反应活性，能够迅速捕捉燃煤过程中产生的自由基。乙硫醇通过捕捉这些自由基，有效地阻止聚合反应的发生；2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶则通过其结构中的羟基和哌啶基团，进一步稳定化已经被捕捉的自由基，防止它们再次引发聚合反应，这种稳定化作用能够延长阻垢剂的有效期，确保燃煤过程的高效进行；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼dpph作为一种高效的自由基捕捉剂，其反应活性极高，能够迅速与自由基发生反应，将其转化为稳定的化合物，dpph的加入可以进一步增强混合阻垢剂捕捉自由基的能力，提高阻垢效果。因此，在本发明中，将三者混合使用，三者间会产生协同作用，共同捕捉和消耗不同类型的自由基，扩大捕捉范围，提高捕捉效率，确保在不同条件下都能保持较高的阻垢效果；三者各自具有不同的反应速度和路径，混合使用可以加快整体反应速度，更有效地捕捉和消耗自由基，从而大大增强阻垢效果；混合使用还可以确保被捕捉的自由基不再具有反应活性；这种混合阻垢剂可以有效地防止燃煤过程中聚合反应的发生，提高燃煤效率。

15、本发明中将乙硫醇在氮气气氛下与2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶和1，1-二苯基-2-三硝基苯肼混合，混合物中的化合物能够保持相对稳定，减少因氧化而导致的性能下降，氮气作为惰性气体，有效地隔绝了空气中的氧气，降低了化合物被氧化的风险。因此，这种混合阻垢剂在长时间储存和使用过程中都能够保持较高的活性，延长使用寿命；并且在氮气气氛下反应乙硫醇的易燃性得到了有效抑制，为操作过程提供了更高的安全性。

16、另外，快速的温度变化可能导致硫醇化合物中的硫-氢键迅速断裂，从而加速反应速率。然而，由于温度上升过快，也可能导致反应体系内部温度分布不均匀，产生局部过热的现象，因此本发明在制备的过程中控制升温速率为2℃/min，缓慢升温使得反应更加温和，保持混合物的稳定性，使得它们在更稳定的状态下参与反应，这使得乙硫醇，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶和1，1-二苯基-2-三硝基苯肼之间的协同作用更加稳定，并且因为在每次升温后都稳定反应一段时间，使得反应体系有更长的时间来适应温度的变化，这进一步降低了安全风险，并且该升温速率可以减少温度梯度，实现更均匀的温度分布，使得整个反应体系在较为一致的温度条件下进行反应。

17、二甲基乙酰胺dma是一种极性溶剂，dma具有较好的热稳定性和化学稳定性。本发明中通过加入二甲基乙酰胺使得乙硫醇，2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶和1，1-二苯基-2-三硝基苯肼充分混合。

18、本发明中还使用了改性分散剂，柠檬酸改性聚乙二醇得到的分散剂，具有在分子内同时存在的亲油性和亲水性两种相反性质。这使得它能够有效地均匀分散那些难于溶解于液体的无机、有机颜料的固体颗粒。同时，由于改性后引入了柠檬酸基团，增加了其在不同介质中的溶解性和相容性，进一步提升了分散效果；柠檬酸改性聚乙二醇的加入可以增加体系的稳定性，通过与颗粒表面相互作用，它能够减小颗粒间的吸引力，从而阻止颗粒聚集，这种稳定性有助于保持系统的长期有效性，并减少颗粒沉降和凝聚的问题；柠檬酸改性聚乙二醇还具有生物相容性和生物降解性，改性后的分散剂不仅分散性能得到了提升，还可以在保持系统稳定性的同时，减少对生物组织的刺激和不良影响；改性分散剂在高温下均能保持较好的分散能力，同时具有亲油性和亲水性两种相反性质，加入阻垢剂中可以使阻垢剂更好的分散，提高阻垢剂所起的阻聚、除垢效果。

19、本发明中还通过加入jm-1型燃油增效剂进一步提升阻垢剂的性能，通常认为，燃料的分子链越长越不利于完全燃烧，而稀土材料在石化工业上已证实对大分子有机物具有催化裂解的作用，jm-1型燃油增效剂的稀土纳米改性因子保留了稀土材料的这一特性，使燃煤中长分子链有机物易于被裂解成小分子链物质，从而降低燃煤的着火点；jm-1型燃油增效剂中的纳米稀土组份通过与灰份中的低熔点成分反应生成高熔点物质，从而达到抑制结垢，防止高温腐蚀的效果；jm-1型燃油增效剂中的复合纳米氧化物粒子，还会与燃料燃烧过程中生成的so2以及v2o5、硫酸钠、焦硫酸钠、硫酸铁钠复合盐等低熔点、高粘度化合物进行反应，生成高熔点的复合无机盐和高熔点的复合氧化物，从而起到明显的脱硫固硫作用，同时又可以有效减缓加热炉辐射炉管结垢。

20、本发明的有益效果：

21、本发明使用了改性分散剂，改性分散剂在高温下均能保持较好的分散能力，同时具有亲油性和亲水性两种相反性质，加入阻垢剂中可以使阻垢剂更好的分散，提高阻垢剂所起的阻垢效果；本发明中添加了jm-1型燃油增效剂，降低燃煤着火点，提高燃烧效率，减少燃烧灰分中有机组分，提高燃煤灰分的灰熔点，防止灰分冷凝结垢，对设备无任何腐蚀和损伤，大幅降低烟尘及有害气体的排放量，明显改善环境质量；本发明在将乙硫醇在氮气气氛下与2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶和1，1-二苯基-2-三硝基苯肼混合，三者间会产生协同作用，这种混合阻垢剂可以有效地防止燃煤过程中聚合反应的发生，提高燃煤效率。