本發(fā)明屬于鍋爐除氧劑，具體涉及一種適用于中高壓鍋爐專用除氧劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、在我國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展中，鍋爐作為工業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的重要設(shè)備，其安全、高效運(yùn)行對(duì)整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的穩(wěn)定至關(guān)重要。然而，鍋爐在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中，常常面臨著水冷壁、省煤器、對(duì)流管道等關(guān)鍵部件的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，這些問(wèn)題不僅會(huì)導(dǎo)致鍋爐金屬壁厚增加，甚至可能引發(fā)金屬壁穿孔，嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致管道爆炸等安全事故。

2、為了確保鍋爐的安全運(yùn)行和提高工作效率，對(duì)鍋爐水進(jìn)行有效的除氧處理顯得尤為重要。傳統(tǒng)的熱力除氧方法雖然在一定程度上能夠防止水體受熱產(chǎn)生的氧腐蝕問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用中，由于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行和水量調(diào)節(jié)等問(wèn)題，除氧效果并不理想。在這樣的背景下，化學(xué)除氧劑的應(yīng)用逐漸成為行業(yè)的新選擇，化學(xué)除氧劑能夠有效地清除水體中的多余養(yǎng)分，防止氧氣與鍋爐內(nèi)部物質(zhì)反應(yīng)形成沉積物，從而保持鍋爐內(nèi)部水體質(zhì)量，確保酸堿度和含鹽量的平衡。然而，現(xiàn)有的化學(xué)除氧劑在使用過(guò)程中仍存在一些局限性，如使用條件限制較多、對(duì)環(huán)境的影響等問(wèn)題。

3、中國(guó)專利cn?109928447?a中公開(kāi)的一種鍋爐給水用高效脫氧劑及其制備方法與應(yīng)用，它由有機(jī)胺改性木質(zhì)素、異抗壞血酸、聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸、ph調(diào)節(jié)劑、四甲基對(duì)苯二胺、卡巴肼、甲基乙基酮肟和水構(gòu)成，不僅能夠有效吸附水中的溶解氧，還能在金屬表面形成保護(hù)性氧化物層，提高除氧緩蝕效果。盡管具有較好的除氧效果，但仍以傳統(tǒng)的除氧劑為主，對(duì)其是否適用于高壓鍋爐水環(huán)境還有待研究，特別是四甲基對(duì)苯二胺可能遇高溫分解。

4、因此，亟需一種適用于中高壓鍋爐專用除氧劑及其制備方法，旨在除氧劑能夠耐高溫，去除溶解氧的能力突出，適用于中高壓鍋爐給水系統(tǒng)，且環(huán)保安全。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于中高壓鍋爐專用除氧劑及其制備方法。本發(fā)明的除氧劑耐高溫，去除溶解氧的能力突出，適用于中高壓鍋爐給水系統(tǒng)，具有防腐蝕的效果，解決了鍋爐、管路及換熱器的腐蝕問(wèn)題，且除氧劑環(huán)保安全、幾乎無(wú)毒無(wú)害，市場(chǎng)前景佳。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明一方面是提供了一種適用于中高壓鍋爐專用除氧劑，按照重量份計(jì)，所述除氧劑包含以下原料：有機(jī)還原劑20-40份、氨基雜環(huán)化合物10-20份、羥胺類化合物4-8份、分散劑2-8份、中和劑3-6份、改性海藻酸鈉2-6份、改性木質(zhì)素1-3份、去離子水20-40份。

4、本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理和作用如下：

5、1.海藻酸鈉作為鍋爐除氧劑的成分之一，通過(guò)其與水中溶解氧會(huì)相互作用，有效降低鍋爐水中的溶解氧含量，有助于減少鍋爐腐蝕和結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命；同時(shí)，海藻酸鈉能夠在鍋爐金屬表面形成一層保護(hù)膜，這層膜可以減緩金屬與水中的腐蝕性物質(zhì)接觸，從而起到緩蝕的作用，保護(hù)鍋爐不受腐蝕；此外，海藻酸鈉的粘性有助于提高鍋爐水中除氧劑的分散性，使其更均勻地分布在鍋爐水中，提高去除溶解氧的能力。

6、然而，海藻酸鈉在高溫下的穩(wěn)定性相對(duì)較差，中高壓鍋爐的運(yùn)行溫度通常較高，這可能導(dǎo)致海藻酸鈉在鍋爐水中分解或失效，從而影響其除氧性能，因此申請(qǐng)人利用羧基與氨基發(fā)生酰胺化反應(yīng)來(lái)引入芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯改性海藻酸鈉。一方面，引入了耐熱性官能團(tuán)芴基，提高海藻酸鈉的整體耐熱性；同時(shí)，芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯的引入可以增強(qiáng)海藻酸鈉分子間的相互作用，如氫鍵、疏水作用等，這些相互作用有助于提高海藻酸鈉在高溫下的穩(wěn)定性。

7、另一方面，通過(guò)將天冬氨酸基團(tuán)引入海藻酸鈉中，可以提高改性后的聚合物與體系的相容性，更好地發(fā)揮其除氧性能；同時(shí)，天冬氨酸的存在也可能促進(jìn)改性海藻酸鈉的生物降解，使其在環(huán)境中更易于分解，增加環(huán)保性。

8、此外，改性后的海藻酸鈉可能具有更高的交聯(lián)密度，交聯(lián)點(diǎn)的增加可以增強(qiáng)材料的熱穩(wěn)定性，使得海藻酸鈉在高溫下保持其結(jié)構(gòu)和功能。

9、2.木質(zhì)素作為一種存在于植物細(xì)胞壁中的天然高分子聚合物，含有多種活性官能團(tuán)，如酚羥基和醚鍵等，這些官能團(tuán)可以與水中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，有助于去除溶解氧。由于其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的酚羥基，木質(zhì)素具有一定的水溶性；然而，木質(zhì)分子量通常較大，且分子中還存在大量的非極性區(qū)域，限制了其水溶性。

10、申請(qǐng)人通過(guò)丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木質(zhì)素，一方面，改性木質(zhì)素引入強(qiáng)的化學(xué)鍵和交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，使其在中高壓鍋爐中仍能保持活性；另一方面，改性木質(zhì)素可以通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合到鍋爐金屬表面，形成一層保護(hù)膜，這不僅能夠提高除氧劑的機(jī)械強(qiáng)度，還能增強(qiáng)其耐磨性，減少在高壓環(huán)境下的磨損；此外，通過(guò)丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木質(zhì)素，可以使得木質(zhì)素的水溶性增強(qiáng)，增加與氧分子的反應(yīng)機(jī)會(huì)，從而提高去除溶解氧的能力。

11、在一些實(shí)施方式中，所述有機(jī)還原劑為丙酮肟、二甲基酮肟、碳酰肼和乙氧基喹中的任意一種或多種。

12、優(yōu)選地，所述有機(jī)還原劑為丙酮肟和碳酰肼，兩者的質(zhì)量比為1：(1.2-1.8)。

13、在一些實(shí)施方式中，所述氨基雜環(huán)化合物為有1-氨基吡咯烷、1-氨基-4-甲基哌嗪和1-氨基哌啶中的任意一種或多種。

14、在一些實(shí)施方式中，所述羥胺類化合物為二乙基羥胺、二異丙基羥胺和苯基羥胺中的任意一種或多種。

15、在一些實(shí)施方式中，所述分散劑為聚乙二醇和/或聚丙烯酸鈉。

16、優(yōu)選地，所述分散劑為聚乙二醇和聚丙烯酸鈉，兩者的質(zhì)量比為1：(1-3)。

17、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述聚乙二醇為聚乙二醇200。

18、在一些實(shí)施方式中，所述中和劑為環(huán)己胺和/或乙醇胺。

19、在一些實(shí)施方式中，所述改性海藻酸鈉的制備方法，包含以下步驟：

20、(1)將海藻酸鈉溶于去離子水，調(diào)節(jié)ph至6-7，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽和n-羥基琥珀酰亞胺，得到溶液1；

21、(2)將芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯溶于去離子水，加入n,n-二甲基甲酰胺，得到溶液2；

22、(3)將溶液2滴加到溶液1中，滴加完畢后加熱至40-50℃，攪拌反應(yīng)，得到改性海藻酸鈉。

23、在一些實(shí)施方式中，所述海藻酸鈉和芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯的質(zhì)量比為1：(3-5)。

24、在一些實(shí)施方式中，所述改性木質(zhì)素的制備方法，包含以下步驟：

25、將木質(zhì)素、去離子水加入至反應(yīng)釜中，調(diào)節(jié)ph為中性，加熱至65-75℃，攪拌20-30min，通入惰性氣體，加入過(guò)硫酸銨，再滴加丙烯酰胺、乙烯基磺酸，反應(yīng)6-12h，沉淀分離并洗滌，干燥，研磨，得到改性木質(zhì)素。

26、在一些實(shí)施方式中，所述丙烯酰胺和乙烯基磺酸的摩爾比為1：(1-4)。

27、本發(fā)明另一方面是提供了一種適用于中高壓鍋爐專用除氧劑的制備方法，包含以下步驟：

28、將部分去離子水加入至反應(yīng)釜中，加熱至40-50℃，加入有機(jī)還原劑、氨基雜環(huán)化合物、羥胺類化合物，攪拌10-15min，再加入分散劑、改性木質(zhì)素、改性海藻酸鈉，攪拌10-20min，再加入中和劑和剩余去離子水?dāng)嚢?0-20min，冷卻至室溫，得到除氧劑。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

30、1.本發(fā)明的除氧劑耐高溫，去除溶解氧的能力突出，適用于中高壓鍋爐給水系統(tǒng)，具有防腐蝕的效果，解決了鍋爐、管路及換熱器的腐蝕問(wèn)題，且除氧劑耐高溫環(huán)保安全、幾乎無(wú)毒無(wú)害。

31、2.本發(fā)明芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯改性海藻酸鈉的原理涉及引入耐熱性官能團(tuán)、增強(qiáng)分子間相互作用、改善生物相容性和生物降解性以及提高交聯(lián)密度和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，改性后的海藻酸鈉可以更好地應(yīng)用在中高壓鍋爐中，發(fā)揮除氧、防腐、分散的性能。

32、3.本發(fā)明通過(guò)丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木質(zhì)素，可以提高其熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；同時(shí)，使得木質(zhì)素的水溶性增強(qiáng)，從而提高除氧效率。此外，改性木質(zhì)素可以通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合到鍋爐金屬表面，形成一層保護(hù)膜。