發(fā)電設備的氧化皮防止方法
【專利摘要】本發(fā)明提供發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其能夠有效地防止包含鋅的高爐氣所致的氧化皮附著。一種發(fā)電設備的氧化皮防止方法，對于至少包含鋅的高爐氣添加具有膦酰基的化合物。
【專利說明】發(fā)電設備的氧化皮防止方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及防止氧化皮附著的方法，特別涉及防止如下的氧化皮的方法，所述 氧化皮為發(fā)生在煉鋼廠的高爐中的、在高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT;TopPressure RecoveryTurbine)的葉片上附著的以鋅作為主要成分的氧化皮。

【背景技術】
[0002] 高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置（TRT;TopPressureRecoveryTurbine)是指煉鋼廠 使用的節(jié)能設備，是利用高爐中產生的氣體（高爐氣）的壓力驅動透平機而進行發(fā)電的設 備。該發(fā)電設備中流通的高爐氣預先被濕式除塵設備所噴灑的集塵水除塵，但是存在如下 問題：沒有被除去的鋅成分溶出至集塵水中，以氧化皮形式附著在TRT的第1段的葉片里 偵牝使發(fā)電效率降低。
[0003] 作為防止這樣的以鋅作為主要成分的氧化皮的方法，有例如添加丙烯酸系聚合物 的方法（專利文獻1)。
[0004] 現(xiàn)有技術文獻
[0005] 專利文獻
[0006] 專利文獻1 :日本特開2009-240950號公報


【發(fā)明內容】

[0007] 發(fā)明要解決的問是頁
[0008] 專利文獻1中記載的添加丙烯酸系聚合物的方法雖然能夠某種程度抑制以鋅作 為主要成分的氧化皮的產生，但其效果不能說充分。
[0009] 需要說明的是，以鋅作為主要成分的氧化皮在酸性條件下溶解度高，所以可以考 慮通過設為酸性條件而抑制氧化皮的方法，但如果在酸性條件下進行運轉則有招致設備腐 蝕的擔心。
[0010] 這樣，對于以鋅作為主要成分的氧化皮的附著防止方法，沒有進行充分的研究，所 以還是期望能夠開發(fā)出有效地防止氧化皮附著的方法。
[0011] 本發(fā)明是鑒于前述現(xiàn)有的問題而做出的，提供能夠有效地防止包含鋅的高爐氣所 致的氧化皮附著的、發(fā)電設備的氧化皮防止方法。
[0012] 用于解決問題的方案
[0013] 本發(fā)明人等在防止以高爐氣中所包含的鋅作為主要成分的氧化皮的附著時，對于 高爐氣中的組成以及附著于TRT的葉片上的氧化皮的組成進行了分析，發(fā)現(xiàn)：高爐氣中的 粉塵中只包含數(shù)％左右的鋅，而附著于葉片上的氧化皮中包含約20?50質量％左右的鋅， 由該事實可知，高爐氣中的鋅成分通過在TRT的葉片上析出、堆積而產生氧化皮，進而鐵粉 等粉塵的聚集物促進了氧化皮的附著。
[0014] 本發(fā)明人等基于這些見解發(fā)現(xiàn)了能夠同時實現(xiàn)抑制鋅成分的析出、以及抑制高爐 氣中的粉塵的聚集的方法，至此完成本發(fā)明。
[0015] gp，本發(fā)明提供以下的[1]?[10]。
[0016] [1] 一種發(fā)電設備的氧化皮防止方法，對于至少包含鋅的高爐氣添加具有膦?；?的化合物。
[0017] [2]根據(jù)[1]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述具有膦?；幕衔?為選自2-膦酰基丁烷-1，2, 4-三羧酸、1-羥基乙叉-1，1-二膦酸以及氨基三亞甲基膦酸的 一種或兩種以上。
[0018] [3]根據(jù)[1]或[2]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，進一步添加丙烯酸 系聚合物。
[0019] [4]根據(jù)[3]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述丙烯酸系聚合物為聚 丙烯酸鈉。
[0020] [5]根據(jù)[3]或[4]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述丙烯酸系聚合 物的重均分子量為500?20, 000。
[0021] [6]根據(jù)[1]?[5]的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，對于高爐 氣添加使前述具有膦酰基的化合物溶解于溶劑中而調制的試劑液。
[0022] [7]根據(jù)[6]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述試劑液中的前述具有 膦?；幕衔锏臐舛葹??50w/v%。
[0023] [8]根據(jù)[6]或[7]所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述試劑液中的前 述丙烯酸系聚合物的濃度為1?30w/v%。
[0024] [9]根據(jù)[3]?[8]的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述具有 膦?；幕衔锵鄬τ谇笆霰┧嵯稻酆衔锏馁|量比、即具有膦?；幕衔?丙烯酸系 聚合物為〇. 1?2。
[0025] [10]根據(jù)[6]?[9]的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，前述試劑 液的pH值為6?8。
[0026] 發(fā)明的效果
[0027] 本發(fā)明提供發(fā)電設備的氧化皮附著的防止方法，其能夠有效地防止以鋅作為主體 的氧化皮的附著。

【具體實施方式】
[0028] 本發(fā)明的發(fā)電設備的氧化皮防止方法的特征在于，對于至少包含鋅的高爐氣添加 具有膦?；幕衔镒鳛榉牢龀鰟?。
[0029] <具有膦酰基的化合物（防析出劑）>
[0030] 本發(fā)明中，以防止氧化皮的析出為目的，對于高爐氣添加具有膦?；幕衔铩?br> [0031] 作為具有膦?；幕衔铮闪信e出選自：膦酸、甲基膦酸、乙基膦酸、苯基膦酸、 芐基膦酸及這些膦酸的單烷基酯或二烷基酯（烷基的碳原子數(shù)優(yōu)選為1?6)、2_膦?；?烷-1，2, 4-三羧酸（PBTC)、1_羥基乙叉-1，1-二膦酸（HEDP)、氨基三亞甲基膦酸、羥基膦酰 基醋酸和正磷酸的一種或兩種以上。
[0032] 其中，優(yōu)選2-膦?；⊥?1，2, 4-三羧酸（PBTC)、1_羥基乙叉-1，1-二膦酸 (HEDP)、氨基三亞甲基膦酸。
[0033]本發(fā)明中，對于高爐氣添加具有膦?；幕衔飼r，優(yōu)選使具有膦?；幕衔?溶解于溶劑中而調制試劑液后進行添加。
[0034] 作為用于溶解具有膦?；幕衔锏娜軇?，可列舉出：水、醇等，從抑制制造成本 的觀點出發(fā)，優(yōu)選為水。
[0035] 試劑液中具有膦?；幕衔锏臐舛葍?yōu)選為1?50w/v%，更優(yōu)選為2?20w/ v%。
[0036] 試劑液添加在TRT噴灑水中，從有效地防止氧化皮附著的觀點出發(fā)，TRT噴灑水中 的具有膦?；幕衔锏臐舛葍?yōu)選為〇. 5?10mg/L，更優(yōu)選為1?5mg/L。
[0037] <丙烯酸系聚合物（粉塵分散劑）>
[0038] 本發(fā)明中，以使高爐氣中的鐵粉等粉塵分散為目的，進而優(yōu)選添加丙烯酸系聚合 物。
[0039] 作為丙烯酸系聚合物，可列舉出：聚丙烯酸、丙烯酸-羥基烯丙氧基丙磺酸共聚 物、丙烯酸-丙烯酰胺甲基丙磺酸共聚物、丙烯酸-異戊二烯磺酸共聚物及它們的鹽。其中， 優(yōu)選聚丙烯酸鹽，更優(yōu)選聚丙烯酸鈉。
[0040] 作為丙烯酸系聚合物的重均分子量，優(yōu)選為500?20, 000,更優(yōu)選為1000? 10, 〇〇〇,進而優(yōu)選為2, 000?5, 000。丙烯酸系聚合物的重均分子量為用凝膠滲透色譜法 (GPC法）測定的值。
[0041] 作為粉塵分散劑的丙烯酸系聚合物也優(yōu)選在溶解于前述試劑液中的基礎上對高 爐氣進行添加。
[0042] 試劑液中的丙烯酸系聚合物的濃度優(yōu)選為1?30w/v%，更優(yōu)選為2?20w/v%， 進而優(yōu)選為3?10w/v%。
[0043] 另外，從有效地使高爐氣中的粉塵分散的觀點出發(fā)，TRT灑水中的丙烯酸系聚合物 的濃度優(yōu)選為1?l〇mg/L，進而優(yōu)選為3?8mg/L。需要說明的是，如果前述濃度高則有促 進粉塵聚集的情況。
[0044] 從有效地防止氧化皮附著的觀點出發(fā)，作為防析出劑的具有膦?；幕衔锱c作 為粉塵分散劑的丙烯酸系聚合物的質量比、即具有膦酰基的化合物相對于丙烯酸系聚合物 的質量比（具有膦?；幕衔?丙烯酸系聚合物）優(yōu)選為〇. 1?2,更優(yōu)選為0. 2?1. 1， 進而優(yōu)選為0.2?1。
[0045] 試劑液的pH值優(yōu)選為6?8,更優(yōu)選為6. 5?7. 5。如果pH值在前述范圍內，則 處理性良好,并且能夠抑制設備的腐蝕。
[0046] 作為用于調節(jié)試劑液的pH的pH調節(jié)劑，優(yōu)選選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋰 等堿金屬氫氧化物，碳酸鈉、碳酸鉀等堿金屬碳酸鹽，磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸鈉與磷酸氫 二鈉以規(guī)定的比率混合而成的堿金屬磷酸鹽的一種或兩種以上。
[0047] <其他的成分>
[0048] 本發(fā)明的氧化皮防止方法中，也可以根據(jù)需要添加堿劑、防蝕劑等。
[0049] (堿劑）
[0050] 作為堿劑，可列舉出例如：氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀和碳酸鈉等。
[0051] (防蝕劑）
[0052] 作為防蝕劑，可以使用例如：中和性胺、覆膜性胺、各種酸及其鹽的至少一種、具有 羧基的水溶性聚合物及其共聚物的至少一種等。
[0053] (i)中和性胺
[0054]作為中和性胺，可列舉出例如：單乙醇胺（MEA)、環(huán)己胺（CHA)、嗎啉（MOR)、二乙基 乙醇胺（DEEA)、單異丙醇胺（MIPA)、3_甲氧基丙胺（M0PA)以及2-氨基-2-甲基-1-丙醇 (AMP)等。
[0055] (ii)覆膜性胺
[0056] 作為覆膜性胺，可列舉出例如：十八烷基胺等長鏈烷基胺等。
[0057] (iii)各種酸及其鹽
[0058] 作為各種酸及其鹽，可列舉出例如：檸檬酸及其鹽、琥珀酸鉀鹽等。
[0059] 檸檬酸鹽為將檸檬酸的羧基的氫原子用例如鈉、鉀等堿金屬取代而得到的鹽。作 為檸檬酸鹽的具體例，可列舉出：檸檬酸鈉、檸檬酸氫鈉、檸檬酸鉀、檸檬酸氫鉀等鹽及它們 的水合物等。
[0060] (iv)水溶性聚合物
[0061] 作為水溶性聚合物，可以使用選自具有羧基的水溶性均聚物和共聚物的一種或兩 種以上。作為其具體例，可列舉出選自使用如下單體而得到的均聚物、共聚物以及與異丁烯 的共聚物中的聚合物等，所述單體選自丙烯酸、馬來酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、3-烯 丙氧基-2-羥基丙磺酸及它們的鹽等。
[0062] <添加方法>
[0063] 對于添加方法，沒有特別的限制，優(yōu)選添加至作為洗滌水而噴灑的水中，或者優(yōu)選 噴灑于氧化皮容易產生的位置例如：TRT的葉片附近。需要說明的是，也可以添加至將高爐 氣導入TRT之前的氣體管線中。
[0064][實施例]
[0065] 接著，通過實施例更詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些例子的限定。
[0066] 本實施例、比較例中使用的材料如下。
[0067] 1-羥基乙叉-1，1-二膦酸
[0068] 氨基三亞甲基膦酸
[0069] 2-膦?；⊥?1，2, 4-三羧酸
[0070] 聚丙烯酸（重均分子量：3500)
[0071] 聚馬來酸（重均分子量：1500)
[0072] 丙烯酸_羥基烯丙氧基丙磺酸共聚物
[0073](重均分子量：7〇00)
[0074] 丙烯酸_丙烯酰胺甲基丙磺酸共聚物
[0075](重均分子量：7〇00)
[0076][實施例1?6、比較例1?5]
[0077] <試劑液的調制>
[0078] 按照表1中所述的配比，將原液（濃度：2, 500mg/L)用氫氧化鈉中和（pH= 7. 0) 后進而用水稀釋，從而調制試劑液。
[0079] [表1]
[0080]表1
[0081]

【權利要求】
1. 一種發(fā)電設備的氧化皮防止方法，對于至少包含鋅的高爐氣添加具有膦?；幕?物。
2. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述具有膦?；幕?物為選自2-膦?；⊥?1，2, 4-三羧酸、1-羥基乙叉-1，1-二膦酸以及氨基三亞甲基膦酸 的一種或兩種以上。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，進一步添加丙烯酸系 聚合物。
4. 根據(jù)權利要求3所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述丙烯酸系聚合物為 聚丙纟布fe納。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述丙烯酸系聚合物 的重均分子量為500?20, 000。
6. 根據(jù)權利要求1?5的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，對于高爐氣 添加使所述具有膦?；幕衔锶芙庥谌軇┲卸{制的試劑液。
7. 根據(jù)權利要求6所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述試劑液中的所述具 有膦?；幕衔锏臐舛葹??50W/V%。
8. 根據(jù)權利要求6或7所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述試劑液中的所述 丙烯酸系聚合物的濃度為1?30w/v%。
9. 根據(jù)權利要求3?8的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述具有膦 酰基的化合物相對于所述丙烯酸系聚合物的質量比、即具有膦酰基的化合物/丙烯酸系聚 合物為0. 1?2。
10. 根據(jù)權利要求6?9的任一項所述的發(fā)電設備的氧化皮防止方法，其中，所述試劑 液的pH值為6?8。
【文檔編號】C21B5/00GK104342528SQ201410371503
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2013年8月1日
【發(fā)明者】吉川崇 申請人:栗田工業(yè)株式會社