本发明属于锅炉除氧剂，具体涉及一种适用于中高压锅炉专用除氧剂及其制备方法。
背景技术：
1、在我国工业产业的持续发展中，锅炉作为工业生产中不可或缺的重要设备，其安全、高效运行对整个工业系统的稳定至关重要。然而，锅炉在长期运行过程中，常常面临着水冷壁、省煤器、对流管道等关键部件的腐蚀和结垢问题，这些问题不仅会导致锅炉金属壁厚增加，甚至可能引发金属壁穿孔，严重时还可能导致管道爆炸等安全事故。
2、为了确保锅炉的安全运行和提高工作效率，对锅炉水进行有效的除氧处理显得尤为重要。传统的热力除氧方法虽然在一定程度上能够防止水体受热产生的氧腐蚀问题，但在实际应用中，由于长时间运行和水量调节等问题，除氧效果并不理想。在这样的背景下，化学除氧剂的应用逐渐成为行业的新选择，化学除氧剂能够有效地清除水体中的多余养分，防止氧气与锅炉内部物质反应形成沉积物，从而保持锅炉内部水体质量，确保酸碱度和含盐量的平衡。然而，现有的化学除氧剂在使用过程中仍存在一些局限性，如使用条件限制较多、对环境的影响等问题。
3、中国专利cn 109928447 a中公开的一种锅炉给水用高效脱氧剂及其制备方法与应用，它由有机胺改性木质素、异抗坏血酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、ph调节剂、四甲基对苯二胺、卡巴肼、甲基乙基酮肟和水构成，不仅能够有效吸附水中的溶解氧，还能在金属表面形成保护性氧化物层，提高除氧缓蚀效果。尽管具有较好的除氧效果，但仍以传统的除氧剂为主，对其是否适用于高压锅炉水环境还有待研究，特别是四甲基对苯二胺可能遇高温分解。
4、因此，亟需一种适用于中高压锅炉专用除氧剂及其制备方法，旨在除氧剂能够耐高温，去除溶解氧的能力突出，适用于中高压锅炉给水系统，且环保安全。
技术实现思路
1、针对现有的技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于中高压锅炉专用除氧剂及其制备方法。本发明的除氧剂耐高温，去除溶解氧的能力突出，适用于中高压锅炉给水系统，具有防腐蚀的效果，解决了锅炉、管路及换热器的腐蚀问题，且除氧剂环保安全、几乎无毒无害，市场前景佳。
2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、本发明一方面是提供了一种适用于中高压锅炉专用除氧剂，按照重量份计，所述除氧剂包含以下原料：有机还原剂20-40份、氨基杂环化合物10-20份、羟胺类化合物4-8份、分散剂2-8份、中和剂3-6份、改性海藻酸钠2-6份、改性木质素1-3份、去离子水20-40份。
4、本发明的反应机理和作用如下：
5、1.海藻酸钠作为锅炉除氧剂的成分之一，通过其与水中溶解氧会相互作用，有效降低锅炉水中的溶解氧含量，有助于减少锅炉腐蚀和结垢的风险，延长锅炉的使用寿命；同时，海藻酸钠能够在锅炉金属表面形成一层保护膜，这层膜可以减缓金属与水中的腐蚀性物质接触，从而起到缓蚀的作用，保护锅炉不受腐蚀；此外，海藻酸钠的粘性有助于提高锅炉水中除氧剂的分散性，使其更均匀地分布在锅炉水中，提高去除溶解氧的能力。
6、然而，海藻酸钠在高温下的稳定性相对较差，中高压锅炉的运行温度通常较高，这可能导致海藻酸钠在锅炉水中分解或失效，从而影响其除氧性能，因此申请人利用羧基与氨基发生酰胺化反应来引入芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯改性海藻酸钠。一方面，引入了耐热性官能团芴基，提高海藻酸钠的整体耐热性；同时，芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯的引入可以增强海藻酸钠分子间的相互作用，如氢键、疏水作用等，这些相互作用有助于提高海藻酸钠在高温下的稳定性。
7、另一方面，通过将天冬氨酸基团引入海藻酸钠中，可以提高改性后的聚合物与体系的相容性，更好地发挥其除氧性能；同时，天冬氨酸的存在也可能促进改性海藻酸钠的生物降解，使其在环境中更易于分解，增加环保性。
8、此外，改性后的海藻酸钠可能具有更高的交联密度，交联点的增加可以增强材料的热稳定性，使得海藻酸钠在高温下保持其结构和功能。
9、2.木质素作为一种存在于植物细胞壁中的天然高分子聚合物，含有多种活性官能团，如酚羟基和醚键等，这些官能团可以与水中的氧气发生反应，有助于去除溶解氧。由于其分子结构中含有大量的酚羟基，木质素具有一定的水溶性；然而，木质分子量通常较大，且分子中还存在大量的非极性区域，限制了其水溶性。
10、申请人通过丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木质素，一方面，改性木质素引入强的化学键和交联网络来提高其热稳定性和化学稳定性，使其在中高压锅炉中仍能保持活性；另一方面，改性木质素可以通过共价键结合到锅炉金属表面，形成一层保护膜，这不仅能够提高除氧剂的机械强度，还能增强其耐磨性，减少在高压环境下的磨损；此外，通过丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木质素，可以使得木质素的水溶性增强，增加与氧分子的反应机会，从而提高去除溶解氧的能力。
11、在一些实施方式中，所述有机还原剂为丙酮肟、二甲基酮肟、碳酰肼和乙氧基喹中的任意一种或多种。
12、优选地，所述有机还原剂为丙酮肟和碳酰肼，两者的质量比为1：(1.2-1.8)。
13、在一些实施方式中，所述氨基杂环化合物为有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种或多种。
14、在一些实施方式中，所述羟胺类化合物为二乙基羟胺、二异丙基羟胺和苯基羟胺中的任意一种或多种。
15、在一些实施方式中，所述分散剂为聚乙二醇和/或聚丙烯酸钠。
16、优选地，所述分散剂为聚乙二醇和聚丙烯酸钠，两者的质量比为1：(1-3)。
17、进一步优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇200。
18、在一些实施方式中，所述中和剂为环己胺和/或乙醇胺。
19、在一些实施方式中，所述改性海藻酸钠的制备方法，包含以下步骤：
20、(1)将海藻酸钠溶于去离子水，调节ph至6-7，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐和n-羟基琥珀酰亚胺，得到溶液1；
21、(2)将芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯溶于去离子水，加入n,n-二甲基甲酰胺，得到溶液2；
22、(3)将溶液2滴加到溶液1中，滴加完毕后加热至40-50℃，搅拌反应，得到改性海藻酸钠。
23、在一些实施方式中，所述海藻酸钠和芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯的质量比为1：(3-5)。
24、在一些实施方式中，所述改性木质素的制备方法，包含以下步骤：
25、将木质素、去离子水加入至反应釜中，调节ph为中性，加热至65-75℃，搅拌20-30min，通入惰性气体，加入过硫酸铵，再滴加丙烯酰胺、乙烯基磺酸，反应6-12h，沉淀分离并洗涤，干燥，研磨，得到改性木质素。
26、在一些实施方式中，所述丙烯酰胺和乙烯基磺酸的摩尔比为1：(1-4)。
27、本发明另一方面是提供了一种适用于中高压锅炉专用除氧剂的制备方法，包含以下步骤：
28、将部分去离子水加入至反应釜中，加热至40-50℃，加入有机还原剂、氨基杂环化合物、羟胺类化合物，搅拌10-15min，再加入分散剂、改性木质素、改性海藻酸钠，搅拌10-20min，再加入中和剂和剩余去离子水搅拌10-20min，冷却至室温，得到除氧剂。
29、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
30、1.本发明的除氧剂耐高温，去除溶解氧的能力突出，适用于中高压锅炉给水系统，具有防腐蚀的效果，解决了锅炉、管路及换热器的腐蚀问题，且除氧剂耐高温环保安全、几乎无毒无害。
31、2.本发明芴甲氧羰基-l-天冬氨酸-1-叔丁酯改性海藻酸钠的原理涉及引入耐热性官能团、增强分子间相互作用、改善生物相容性和生物降解性以及提高交联密度和网络结构的稳定性，改性后的海藻酸钠可以更好地应用在中高压锅炉中，发挥除氧、防腐、分散的性能。
32、3.本发明通过丙烯酰胺和乙烯基磺酸改性木质素，可以提高其热稳定性和化学稳定性；同时，使得木质素的水溶性增强，从而提高除氧效率。此外，改性木质素可以通过共价键结合到锅炉金属表面，形成一层保护膜。