專利名稱：用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻垢緩蝕劑。特別是涉及一種用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑。
背景技術(shù)：
近年來，隨著國家經(jīng)濟的快速增長，許多基礎(chǔ)工業(yè)也得到了長足的發(fā)展，如能源、 鋼鐵、煉油、大化工等，從而使得工業(yè)用水量逐年大幅度上升，其中冷卻水所占比重較大，有些部門甚至高達90%左右。因此，如何利用高新技術(shù)、發(fā)揮科研優(yōu)勢、有效合理地節(jié)約用水并保護水資源不受污染，是經(jīng)濟快速發(fā)展中急需解決的課題之一。在敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，冷卻水通過換熱后升溫，然后在冷卻塔中通過蒸發(fā)作用降溫，返回系統(tǒng)循環(huán)使用。提高濃縮倍數(shù)，可有效降低補水量和排污量。但隨著濃縮倍數(shù)提高導(dǎo)致垢離子濃度也成比例上升，如不對系統(tǒng)進行水質(zhì)穩(wěn)定，冷卻水將會出現(xiàn)嚴重的水垢沉積。水中的微溶性物質(zhì)，如碳酸鈣、磷酸鈣和硫酸鈣等可能在換熱面上形成水垢懸浮固體，泥土、腐蝕產(chǎn)物和泥塵也會沉積在流速較低的地方。含有各種雜質(zhì)、菌藻的冷卻水將會造成四個主要方面的問題，即金屬的腐蝕、界面的結(jié)垢、污染的產(chǎn)生和微生物的繁殖。水垢特別容易沉積在傳熱面上，影響傳熱的正常進行、消耗和浪費能量。嚴重時甚至使換熱器堵塞、系統(tǒng)阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產(chǎn)的能耗增加，產(chǎn)量下降。水垢容易發(fā)生垢下腐蝕，造成設(shè)備的穿孔，危及安全，這就給冷卻水系統(tǒng)帶來危害。我國循環(huán)水處理在經(jīng)過早期的直接排放以后，隨著大型化裝置的引進，工業(yè)循環(huán)水于70年代進入了添加水處理劑進行循環(huán)處理的階段。早期的水處理劑直接采用無機磷酸鹽如三聚磷酸鈉或六偏磷酸鈉，不僅阻垢和緩蝕效果不理想，而且大量含磷廢水的排放也造成了環(huán)境污染；后來使用徐壽昌主編的《工業(yè)冷卻水處理方法》(1984) —書中所述的采用鉻酸鹽水處理劑進行處理，但是鉻酸鹽的毒性較大，所排廢水對環(huán)境污染較大，因此已經(jīng)淘汰不用。此后，我國引進了日本粟田公司的水處理劑配方S-6450，該配方采用有機膦酸鹽、無機磷酸鹽、鋅鹽構(gòu)成復(fù)合阻垢緩蝕劑，其鋅鹽含量高達8.3%，此配方在我國許多循環(huán)水裝置上得到應(yīng)用，且應(yīng)用效果較好，然而，由于鋅含量很高，所以容易形成鋅垢。目前，國內(nèi)外水處理行業(yè)又陸續(xù)開發(fā)了許多新的復(fù)合阻垢緩蝕劑，如USP 4，649，025介紹的朋卩六(2-羥基膦基乙酸)/冊0 (羥基乙叉二膦酸)/1"^(甲基苯駢三氮唑)的水處理劑；USP 4，717，542介紹了一種由HPPA/聚合物構(gòu)成的水處理劑；CN 1306944A(
公開日為2001年 8月8日)公開的“一種用于處理循環(huán)冷卻水的復(fù)合緩蝕阻垢劑及其使用方法”，介紹了含羥基乙基膦酸化合物和異丙烯基膦酸聚合物等組份的復(fù)合阻垢緩蝕劑；CN1062M2C(
公開日2001年2月21日)介紹了一種以HPPA及鉻鹽為主劑，復(fù)配有機膦酸化合物等組分的水處理藥劑。這些復(fù)合阻垢緩蝕劑的共同特點是循環(huán)水的濃縮倍數(shù)一般不超過4，如果要繼續(xù)提高濃縮倍數(shù)，需要采用加酸的方法，由此帶來的設(shè)備腐蝕和操作困難卻不易解決
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于處理循環(huán)冷卻水的復(fù)合阻垢緩蝕劑，在不使用無機/有機磷化合物的情況下，克服現(xiàn)有復(fù)合阻垢緩蝕劑在高濃縮倍數(shù)5) 運行時需要加酸的缺點的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑， 包括有阻垢組份、緩蝕組份和去離子水，所述的阻垢組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的 16% _40%，所述的緩蝕組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的18% -48%，該無磷阻垢緩蝕劑中阻垢組份和緩蝕組份以外的組份為去離子水。所述的阻垢組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5% 15%的聚丙烯酸、8% 20%的聚天冬氨酸和3% 5%的葡萄糖酸鈉構(gòu)成。所述的緩蝕組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5% 20%的單寧酸、5% 20%的硼砂和10 20%的咪唑啉衍生物構(gòu)成。所述的緩蝕成分中的咪唑啉衍生物為烷基咪唑啉，包括十七烷基咪唑啉或者十八烷基咪唑啉中的一種或兩種。本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，具有以下優(yōu)點1、使用過程中不易形成磷酸鈣垢，且排放水中磷含量遠低于國家標(biāo)準，屬于環(huán)境友好型水處理劑；2、本發(fā)明將生化技術(shù)及表面技術(shù)與傳統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)相結(jié)合，有效地改善了換熱器金屬界面的阻垢和防腐性能，尤其針對我國北方地區(qū)高硬度、高堿度、水質(zhì)容易結(jié)構(gòu)的行業(yè)性難點問題，突破了傳統(tǒng)水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)在提高濃縮倍數(shù)方面的局限、創(chuàng)造性地解決了超濃縮循環(huán)水處理的阻垢問題，是的循環(huán)冷卻水能夠在超濃縮(》5)條件下運行，節(jié)約了大量的淡水資源；3、無需加酸處理，采用自然pH值運行，既節(jié)約了設(shè)備投資，簡化了操作程序；又有利于提高設(shè)備壽命，保護系統(tǒng)的安全運行，避免了傳統(tǒng)加酸處理造成的腐蝕設(shè)備、系統(tǒng)泄露
等隱患；4、配制簡單，使用方便，使用量少，成本低，有助于降低循環(huán)水運行成本和加強循環(huán)水的管理。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑做出詳細說明。本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，包括有阻垢組份、緩蝕組份和去離子水，所述的阻垢組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的16% _40%，所述的緩蝕組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的18% _48%，該無磷阻垢緩蝕劑中阻垢組份和緩蝕組份以外的組份為去離子水。所述的阻垢組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑5% 15%的聚丙烯酸、8% 20%的聚天冬氨酸和3% 5%的葡萄糖酸鈉構(gòu)成。所述的緩蝕組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑5% 20%的單寧酸、5% 20%的硼砂和10 20%的咪唑啉衍生物構(gòu)成。所述的緩蝕成分中的咪唑啉衍生物為烷基咪唑啉，包括十七烷基咪唑啉或者十八烷基咪唑啉中的一種或兩種。
本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，所用的原料均為市售工業(yè)產(chǎn)品，可用常規(guī)方法制備本發(fā)明的無磷阻垢緩蝕劑，各組分加料次序并不重要，一般復(fù)配時可在常溫下將各組份按比例加入容器中，攪拌均勻即得所需產(chǎn)品。本發(fā)明的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，適用于高硬度高堿水質(zhì)的循環(huán)冷卻水處理。使用時，冷卻水水質(zhì)無需做任何預(yù)處理，只需將制備好的本發(fā)明的無磷阻垢緩蝕劑按所需濃度加入循環(huán)水系統(tǒng)的管網(wǎng)中即可。下面所給出的實施例均按照中國石油化工總公司生產(chǎn)部和發(fā)展部編寫的《冷卻水分析和試驗方法》(1993年，安慶石油化工總廠信息中心出版)中“碳酸鈣沉積法和旋轉(zhuǎn)掛片失重法”進行靜態(tài)阻垢實驗和旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗。實施例1 用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑-1的制備將10%聚丙烯酸，8%單寧酸， 15%聚天冬氨酸，5%硼砂，16%十八烷基咪唑啉，5%葡萄糖酸鈉，41%去離子水在室溫下， 置于容器中攪拌均勻，即得本發(fā)明的無磷阻垢緩蝕劑。將此無磷阻垢緩蝕劑-1在天津市自來水水質(zhì)中進行實驗，水質(zhì)情況如下
項目crn 2+ CaMg2+總堿pH值電導(dǎo)總?cè)芄?br> (mg/L)(mg/L)(mg/L)(mmol/L)(us/cm)(mg/L)結(jié)果40. 2449. 7025. 022. 767. 1425422將無磷阻垢緩蝕劑-1藥劑按40ppm加入到上述水質(zhì)中，當(dāng)濃縮倍數(shù)達3. 8倍時， 靜態(tài)相對阻垢率98. 45% ；旋轉(zhuǎn)掛片實驗A3碳鋼均勻腐蝕速率為0. 0663mm/a ；H62銅片均勻腐蝕速率為0. 0032mm/a ；動態(tài)模擬實驗結(jié)果為A3碳鋼均勻腐蝕速率為0. 0467mm/a ；H62 銅片均勻腐蝕速率為0. 0026mm/ao實施例2 用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑-2的制備將15%聚丙烯酸，5%單寧酸， 10%聚天冬氨酸，5%硼砂，18%十八烷基咪唑啉，4%葡萄糖酸鈉，43%去離子水在室溫下， 置于容器中攪拌均勻，即得本發(fā)明的無磷阻垢緩蝕劑。將此藥劑在天津市地下水水質(zhì)進行實驗，水質(zhì)情況如下
項目Cl-Ca2+Mg2+總堿pH值電導(dǎo)總?cè)芄?br> (mg/L)(mg/L)(mg/L)(mmol/L)(us/cm)(mg/L)結(jié)果59. 082. 951. 198. 538. 1760582將無磷阻垢緩蝕劑-2藥劑按40ppm加入到上述水質(zhì)中，當(dāng)濃縮倍數(shù)達3. 8倍時， 靜態(tài)相對阻垢率98. 45% ；旋轉(zhuǎn)掛片實驗A3碳鋼均勻腐蝕速率為0. 0663mm/a ；H62銅片均勻腐蝕速率為0. 0032mm/a ；動態(tài)模擬實驗結(jié)果為A3碳鋼均勻腐蝕速率為0. 0467mm/a ；H62 銅片均勻腐蝕速率為0. 0026mm/ao實施例3 用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑-3的制備將12%聚丙烯酸，18%單寧酸，18 %聚天冬氨酸，8 %硼砂，10 %十七烷基咪唑啉，10 %十八烷基咪唑啉，5 %葡萄糖酸鈉，19%去離子水在室溫下，置于容器中攪拌均勻，即得本發(fā)明的無磷阻垢緩蝕劑。
將此無磷阻垢緩蝕劑-2在天津市海河水水質(zhì)進行實驗，水質(zhì)情況如下
權(quán)利要求
1.一種用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于，包括有阻垢組份、緩蝕組份和去離子水，所述的阻垢組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的16% _40%，所述的緩蝕組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的18% _48%，該無磷阻垢緩蝕劑中阻垢組份和緩蝕組份以外的組份為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于，所述的阻垢組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5% 15%的聚丙烯酸、8% 20%的聚天冬氨酸和3% 5%的葡萄糖酸鈉構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于，所述的緩蝕組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5% 20%的單寧酸、5% 20%的硼砂和 10 20%的咪唑啉衍生物構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，其特征在于，所述的緩蝕成分中的咪唑啉衍生物為烷基咪唑啉，包括十七烷基咪唑啉或者十八烷基咪唑啉中的一種或兩種。
全文摘要
一種用于循環(huán)冷卻水處理的無磷阻垢緩蝕劑，有阻垢組份、緩蝕組份和去離子水，阻垢組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的16％-40％，緩蝕組份為該無磷阻垢緩蝕劑總重量的18％-48％，該無磷阻垢緩蝕劑中阻垢組份和緩蝕組份以外的組份為去離子水。阻垢組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5％～15％的聚丙烯酸、8％～20％的聚天冬氨酸和3％～5％的葡萄糖酸鈉構(gòu)成。緩蝕組份是由占該無磷阻垢緩蝕劑總重量5％～20％的單寧酸、5％～20％的硼砂和10～20％的咪唑啉衍生物構(gòu)成。緩蝕成分中的咪唑啉衍生物為烷基咪唑啉，包括十七烷基咪唑啉或者十八烷基咪唑啉中的一種或兩種。本發(fā)明配制簡單，使用方便，使用量少，成本低，有助于降低循環(huán)水運行成本和加強循環(huán)水的管理。
文檔編號C02F5/12GK102276071SQ201110136229
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者劉志, 厲明蓉, 周若, 張建, 田慧茹, 龔秋鳴 申請人:天津市科達斯實業(yè)有限公司