成膜胺及其在电厂行业中的应用

介绍

成膜胺(FFA)或成膜胺产品(FFAP)的使用是电力行业维护锅炉系统的一种增长趋势。案例研究文献表明,FFAP可提供防腐蚀保护,减少腐蚀产物的输送,提供光滑的传热表面并在停机或堆放期间保护设备。FFAP可与常规腐蚀抑制剂处理方案一起使用或替代常规腐蚀抑制剂处理方案。FFAP用于各种蒸汽发电厂,包括传统的化石电厂,联合循环电厂,核电厂和生物质电厂。它们还适用于蒸汽循环的不同组成部分,包括锅炉给水,发电机和冷凝水回流管线。随着水处理化学品供应商不断扩大产品范围,

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FFAP属性

FFAP对金属具有很强的表面亲和力,形成不渗透层,可防止腐蚀剂与表面接触。这种结合行为可归因于FFA的化学结构,该结构是一端带有胺的长碳链。胺“头”附着在金属表面,而“尾”形成保护性疏水膜层。十八烷基胺(ODA)是最简单的FFA分子的一个例子,由18个碳原子的直链构成。ODA是40年前首次使用时使用的主要FFA。随着对ODA运营挑战的认识得到了更好的理解,更复杂的FFAP被引入市场。这些较新的FFA化合物包含各种官能团,例如从FFA主链分支的伯胺或仲胺。它们可以被称为多胺或脂肪胺。随着FFA的使用增加,许多化学品供应商已经创建了自己的专有FFAP,与其他胺以及中和和乳化剂一起配制。

FFA福利

与传统的基于正磷酸盐的腐蚀抑制剂程序相比,FFA技术已被证明可以在整个钢管表面提供更高的传热速率。文献中的案例研究还记录了改善的气泡蒸发以及形成光滑均匀的磁铁矿层的情况。FFA将吸附到保护性金属氧化物层,并在保护层与水或蒸汽之间提供额外的屏障。另外,已经表明FFAP清除了锅炉系统内松散结合的沉积物,从而总体上使表面更清洁。总之,这些性能改进可以降低运营成本。

与传统的锅炉处理化学品(例如肼)相比,FFAP通常被吹捧为更环保的替代品。由于FFA相对无毒,因此在使用这些产品时不需要广泛的个人防护设备(PPE)。

FFA陷阱

尽管FFA处理程序具有许多优点,但可能存在一些缺点。最主要的问题是FFA降解产物的形成,该产物主要是二氧化碳和有机酸,它们长时间暴露在高温下会形成。除非通过其他水处理方法进行补偿,否则这些降解产物会降低冷凝水的pH并增加阳离子交换后的电导率(CACE)。另一个主要问题是优化适当的剂量。过量使用不会提供额外的保护,并且存在产生胶束或“小球”的风险,这些胶束或“小球”会堵塞管道并降低效率。应遵循供应商产品和特定地点的剂量率建议。

切换至FFA程序之前的准备工作

在更改处理方案之前,建立关键蒸汽循环性能指标的基线读数非常重要。没有这些参考点,工厂人员将无法定量验证添加FFA / FFAP是否带来了任何好处。其中一些关键参数包括总铁和/或铜,给水pH,氧气和CACE。另外,建议在开始FFA / FFAP过程之前,检查内部表面是否有高压(HP)蒸发器或常规锅炉水冷壁上的松动沉积物和淤渣。如果不清除沉积物,则在沉积物中可能会发生腐蚀。

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FFA加药

一旦决定开始使用FFA,主要重点便转移到确定最佳剂量上。通常,FFA是通过自动泵未经稀释地加入给水的。首次引入FFA时,建议从低剂量开始,逐渐增加至目标剂量,通常至少需要3到4周。FFA / FFAP具有适度的清洁效果,可以清除系统中铁和/或铜氧化物的颗粒沉积物。应该监控这些沉积物以评估FFA清洁期的持续时间。必须将FFA用量对铁和铜的影响与适用锅炉技术手册中发布的腐蚀产物控制指南进行比较。确定剂量水平应与化学品供应商一起进行,以确保产品与系统中的条件和材料兼容。通常发现,由于FFA会结合到金属表面并且不会自由循环,因此在凝结相中最初不会检测到FFA。

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FFA采样

对FFA的测试也带来了独特的挑战。由于FFA粘附在金属,玻璃和塑料表面,因此在获取水样时必须将表面接触降至最低。这意味着如果可能的话,将样品转移限制在一个容器中。样品应冷却以防止闪蒸;取样前应彻底冲洗取样管;采样点应代表系统。

FFA分析

FFA的两种最常见测试方法是甲基橙提取和x吨染料反应。甲基橙提取方法利用有机溶剂提取FFA,与甲基橙形成有色配合物。an吨反应方法利用了一类染料(由Rose Bengal代表),它们与FFA形成水溶性有色络合物。在两种测试方法中,FFA浓度均与颜色强度成正比。市售的测试套件通常以OFA等常见FFA表示结果。为了获得最佳准确性,建议分析人员确定校正因子,以根据产品特定的FFA表示结果。最好能耐受氨或短链胺干扰的测试套件,并且应提供宽广的测量范围以避免稀释步骤。

CHEMetrics提供甲基橙薄膜胺视觉测试套件,目录号。否K-1001,可用于在3分钟内验证系统中的残留FFA。该试剂盒利用独特的提取技术,消除了其他步骤所需的几个步骤,并提高了灵敏度,同时将提取限制在单个提取管中,以防止FFA损失。如有必要,可以通过在测试套件中提供的提取管中进行稀释来扩展测量范围。测试结果以ppm ODA表示。颜色比较器的增量为:0、0.05、0.10、0.15、0.25、0.50、1.0 ppm。对于需要帮助来确定FFA校正因子的客户,可以提供技术支持。

有关更多信息,请参阅
CHEMetrics K-1001产品网页,网址为

https://www.chemetrics.com/product/filming-amine-aliphatic-amine-visual-test-kits/

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参考文献

  1. 怀特,沃尔夫冈;Film_Forming胺:创新技术的锅炉水处理; 分析师(第22卷第4期)
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  1. CHEMetrics Inc .; 第4版,2013年6月,薄膜胺(脂肪胺)甲基橙法技术数据表,弗吉尼亚州米德兰。
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