無磷阻垢緩蝕劑配製方法
2023-10-22 05:47:17 1
專利名稱：無磷阻垢緩蝕劑配製方法
技術領域：
本發明屬於工業循環水處理技術領域，涉及一種阻垢緩蝕劑。
背景技術：
工業循環冷卻水處理主要是解決工業循環冷卻水系統中結垢、腐蝕以及微生物危害三個方面的問題。向循環冷卻水系統中投加阻垢緩蝕劑是最主要的處理方式，目前大多數阻垢緩蝕劑的生產單位和應用單位所生產和應用的阻垢緩蝕劑總磷含量比較高，一般總磷含量在6. 8%以上，導致工業循環冷卻水中總磷一般為7 15mg/L，總磷含量較高的阻垢緩蝕劑本身雖屬於無毒或低毒的水處理劑，但它們會造成水體的富營養化、水質嚴重惡化等環境問題。《汙水綜合排放標準》GB8978—1996對總磷(以P計)最高允許排放濃度的一級標準為0. 5mg/L。目前處理工業循環冷卻水的現有技術雖有低磷阻垢緩蝕劑技術，但低磷阻垢緩蝕劑品種不僅比較少，而且其用量比較大，如在公告號為CN1743^1A的實施案例1中，所提供的阻垢緩蝕劑的總磷含量雖然比較小，但用量比較大，投加濃度為100mg/L，總磷(以 PO43"計)雖然僅為0. 7mg/L,但是當該水質濃縮至公告號為CN1743^1A實施例8中動態模擬試驗所提到的4倍時，總磷達到2. 8mg/L (以P043_計)，以P計則為0. 91mg/L,遠超過了 《汙水綜合排放標準》GB8978-1996中對總磷(以P計)最高允許排放濃度的一級排放標準 0. 5mg/L。因此所排放的水也容易造成水體的富營養化、水質嚴重惡化等環境問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種無磷阻垢緩蝕劑配製方法，以解決現有技術處理工業循環冷卻水的結垢、腐蝕、微生物問題所用阻垢緩蝕劑的總磷含量較高、工業循環冷卻水排放時中總磷的含量較高、不符合國家的環保政策要求、不能滿足工業循環冷卻水的安全穩定運行需要等問題。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是該無磷阻垢緩蝕劑是由多種無磷單體組成的複合物，原料有去離子水、鉬酸鈉、聚天冬氨酸、聚羧酸，甲基苯駢三氮唑、鋅鹽。 其原料重量比為去離子水5 50份、鉬酸鈉1 5份、聚天冬氨酸30 50份、聚羧酸 20 30份、甲基苯駢三氮唑1 4份、鋅鹽1 3份。將上述原料按預定比例在反應釜中進行混合，混合的環境溫度為20 30°C，即可製得所需的無磷阻垢緩蝕劑。本發明所述的聚羧酸為二元共聚物或三元共聚物，優選為至少一種選自丙烯酸/ 丙烯酸羥丙酯共聚物、丙烯酸/丙烯磺酸鈉共聚物、丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/苯乙烯磺酸共聚物、丙烯酸/丙烯酸羥丙酯/2—甲基一—丙烯醯胺基丙烷磺酸共聚物。本發明所述的鋅鹽為硫酸鋅或氯化鋅。本發明所述的聚羧酸的阻垢機理為聚羧酸的相對分子質量相當大，是線性高分子化合物，一端吸附在碳酸鈣等成垢因子的晶粒上，其餘部分則圍繞到晶粒周圍，使其無法增長而變得圓滑。晶粒增長受到幹擾而歪曲，晶粒變得細小，形成的垢層鬆軟，極易被水流衝洗掉。本發明所述的甲基苯駢三氮唑起緩蝕作用，能以共價鍵和配位鍵與銅原子結合， 相互交替，形成鍵狀聚合物，在金屬表面形成不溶性的保護膜，從而抑制銅及合金的腐蝕， 它不但能抑制金屬基體上的銅溶解進入水中，而且還能使進入水中的銅離子鈍化，防止銅在鋼、鋁、鋅及鍍鋅鐵上的沉積和黃銅的脫鋅，此外，對黑色金屬也有緩蝕作用。本發明的聚天冬氨酸起阻垢和分散作用，分散水中的CaC03、CaS04、磷酸鈣、硫酸鋇、三氧化二鐵、黏土等沉積物，阻止碳酸鈣及懸浮物的沉積。聚天冬氨酸是一種易被生物降解，不存在環汙染問題。本發明所述的鉬酸鈉在冷卻水中是一種非氧化性或弱氧化性緩蝕劑，在敞開式循環冷卻水中，現成而豐富的溶解氧作為氧化劑與鉬酸鈉共同作用在金屬表面產生一層保護膜。鋅鹽起碳鋼緩蝕劑的作用。本發明的無磷阻垢緩蝕劑投加到循環冷卻水中的檢測方法採用《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009，檢測循環冷卻水中的鉬酸根
1 子含裡。採用本發明的積極效果是所述的阻垢緩蝕劑從原料上均選用對環境友好的無毒、 無汙染原料，各單體之間協同作用非常好，穩定期長，生產過程中無「三廢」排放，可使工業循環冷卻水的濃縮倍率達到5倍以上，節約了大量新鮮工業用水。通過動態掛片試驗和旋轉掛片試驗表明該無磷阻垢緩蝕劑的阻垢率在95%以上，對不鏽鋼、銅、碳鋼的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050—2007中的相關要求。本發明所提供的一種無磷阻垢緩蝕劑處理工業循環冷卻水時的投加濃度一般為 8 30mg/L，與目前工業循環冷卻水處理中所常用的含總磷量比較高的阻垢緩蝕劑的投加濃度基本相同，得以徹底消除因磷而造成的環境汙染問題，滿足工業循環冷卻水處理排放的環保需要。
具體實施例方式下面是本發明原材料不同配比用量，同類原料不同下位品種情況下的具體實施例子
實施例1
稱取50 kg鉬酸鈉，聚天冬氨酸500 kg，二元共聚物300 kg,甲基苯駢三氮唑40坧，硫酸鋅30 kg，去離子水80 kg，配成1000 kg。將上述原料按比例混合在反應釜中進行復配，複合環境溫度20°C。某化工廠為板式換熱器，循環冷卻水系統容積為2000m3，循環量為3000m3，換熱器材質為TP304，管道為碳鋼管道。濃縮倍率5. 5倍，按補水量投加本發明的環保節約型無磷阻垢緩蝕劑30mg/L，理論計算鉬酸鹽含量為5. 0%X66. 1%X30X5. 5=5. %ig/L，通過《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009實際檢測鉬酸根含量為 5. 3mg/L。注66. 1%為鉬酸根離子(Mo042_)在鉬酸鈉(Na2MoO4 ·2Η20)中所佔的重量比例，以下同。通過長達一年的運行，分析水質指標，阻垢率始終在95%以上，所掛不鏽鋼TP304 試片、碳鋼試片的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050—2007中的相關要求，觀察物料溫度的變化區間處於正常變化範圍，正常運行一年後，打開換熱器觀察， 無垢無腐蝕現象。說明該系統投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑運行穩定。實施案例2
稱取10 kg鉬酸鈉，聚天冬氨酸300 kg，三元共聚物200 kg,甲基苯駢三氮唑10坧，氯化鋅10 kg，去離子水470 kg，配成1000 kg。將上述原料按比例混合在反應釜中進行復配，複合環境溫度25°C。某熱電廠為列管式凝汽器，循環冷卻水系統容積為5000m3，循環量為10800m3，換熱器材質為H68黃銅，管道為碳鋼管道。濃縮倍率6倍，按補水量投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑20mg/L，理論計算鉬酸鹽含量為1%X66. 1%X 20X6=0. 79mg/L，通過《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009實際檢測鉬酸根含量為 0. 76mg/L。通過長達兩年的運行，分析水質指標，阻垢率始終在95%以上，所掛不鏽鋼H68試片、碳鋼試片的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050—2007中的相關要求，真空度、端差均在正常範圍內，正常運行兩年後，打開凝汽器觀察，無垢無腐蝕現象。 說明該系統投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑運行穩定。實施案例3
稱取20 kg鉬酸鈉，聚天冬氨酸450坧，三元共聚物250 kg,甲基苯駢三氮唑30坧，氯化鋅20 kg，去離子水230 kg，配成1000 kg。將上述原料按比例混合在反應釜中進行復配，複合環境溫度30°C。某發電廠為列管式換熱器，循環冷卻水系統容積為13000m3，循環量為22000m3，凝汽器材質為TP316不鏽鋼，管道為碳鋼管道。濃縮倍率5. 5倍，按補水量投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑28mg/L，理論計算鉬酸鹽含量為^1X 66. 1%X28X5. 5=2. (Mmg/L，通過《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009實際檢測鉬酸根含量為 2. 02mg/L。通過長達一年的運行，分析水質指標，阻垢率始終在95%以上，所掛不鏽鋼TP316 試片、碳鋼試片的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050— 2007中的相關要求，真空度、端差均在正常範圍內，正常運行一年後，打開凝汽器觀察，無垢無腐蝕現象。說明該系統投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑運行穩定。實施案例4
稱取30 kg鉬酸鈉，聚天冬氨酸400坧，二元共聚物200 kg,甲基苯駢三氮唑20坧，氯化鋅10 kg，去離子水340 kg，配成1000 kg。將上述原料按比例混合在反應釜中進行復配，複合環境溫度。某化工為列管式換熱器，循環冷卻水系統容積為9000m3，循環量為13000m3，凝汽器材質為黃銅，管道為碳鋼管道。濃縮倍率5倍，按補水量投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑 15mg/L，理論計算鉬酸鹽含量為3%X66. 1%X 15X5=1. 49mg/L，通過《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009實際檢測鉬酸根含量為1. 45mg/L。
通過長達一年的運行，分析水質指標，阻垢率始終在95%以上，所掛黃銅試片、碳鋼試片的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050—2007中的相關要求， 物料溫差均在正常範圍內，正常運行一年後，打開凝汽器觀察，無垢無腐蝕現象。說明該系統投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑運行穩定。實施案例5
稱取40 kg鉬酸鈉，聚天冬氨酸350坧，二元共聚物270 kg,甲基苯駢三氮唑20坧，硫酸鋅20 kg，去離子水300 kg，配成1000 kg。將上述原料按比例混合在反應釜中進行復配，複合環境溫度22°C。某化工為列管式換熱器，循環冷卻水系統容積為5000m3，循環量為8000m3，凝汽器材質為黃銅HSn70 — 1A，管道為碳鋼管道。濃縮倍率5倍，按補水量投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑20mg/L，理論計算鉬酸鹽含量為4%X66. 1%X20X5=2. 6%ig/L，通過《工業循環冷卻水中鉬酸鹽的測定硫氰酸鹽分光光度法》GB/T 23836—2009實際檢測鉬酸根含量為 2. 63mg/L。通過長達兩年的運行，分析水質指標，阻垢率始終在95%以上，所掛HSn70— IA試片、碳鋼試片的腐蝕率均滿足《工業循環冷卻水水處理設計規範》GB50050—2007中的相關要求，物料溫差均在正常範圍內，正常運行兩年後，打開凝汽器觀察，無垢無腐蝕現象。說明該系統投加本發明的無磷阻垢緩蝕劑運行穩定。
權利要求
1. 一種無磷阻垢緩蝕劑配製方法，其特徵是該無磷阻垢緩蝕劑是由去離子水、鉬酸鈉、 聚天冬氨酸、聚羧酸，甲基苯駢三氮唑、鋅鹽無磷單體組成的複合物，其原料重量比為去離子水5 50份、鉬酸鈉1 5份、聚天冬氨酸30 50份、聚羧酸20 30份、甲基苯駢三氮唑1 4份、鋅鹽1 3份；將上述原料按預定比例在反應釜中進行混合，混合的環境溫度為20 30°C，即可製得所需的無磷阻垢緩蝕劑。
全文摘要
一種無磷阻垢緩蝕劑配製方法，其特徵是該無磷阻垢緩蝕劑是由去離子水、鉬酸鈉、聚天冬氨酸、聚羧酸，甲基苯駢三氮唑、鋅鹽無磷單體組成的複合物，其原料重量比為去離子水5～50份、鉬酸鈉1～5份、聚天冬氨酸30～50份、聚羧酸20～30份、甲基苯駢三氮唑1～4份、鋅鹽1～3份。將上述原料按預定比例在反應釜中進行混合，混合的環境溫度為20～30℃，即可製得所需的無磷阻垢緩蝕劑。本發明各單體之間協同作用良好，穩定期長，無「三廢」排放，徹底消除因磷而造成的環境汙染問題，可使工業循環冷卻水的濃縮倍率達到5倍以上，節約了大量水資源。試驗結果該阻垢率在95%以上，滿足了工業循環冷卻水處理排放的環保需要。
文檔編號C23F11/14GK102351327SQ20111025021
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者劉文峰, 劉曉民, 張雷, 柴斌, 畢光照, 王金明, 胡新霞 申請人:山東天慶科技發展有限公司