用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法
2023-07-30 05:22:01 1
專利名稱：用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法
技術領域：
本發明涉及循環冷卻水處理技術領域，尤其是一種用於循環冷卻水系統預膜處理 的無磷預膜劑及其使用方法。
背景技術：
預膜是工業水處理技術中必不可少的重要環節之一，是提高循環水設備耐腐蝕能 力的重要手段，其目的是在化學清洗後的金屬表面生成一層緻密而耐腐蝕的保護膜。從而 起到保護設備、延長設備使用壽命的目的。目前，工業循環水處理的預膜劑常常採用傳統預膜劑，即無機磷鋅預膜劑，Betz 807使用六偏與硫酸鋅(比例4:1)，使用量400 600PPm，預膜時間48小時。PH需控制在 5. 5 6. 5，該預膜劑在運行時存在諸多弊端(1)聚磷酸鹽在水中極易水解，形成磷酸鈣沉 澱；(2)藥劑易吸潮結塊，不易溶解現場加藥極不方便；(3)預膜條件(溫度、PH)較為苛刻， 預膜時需要加入大量酸調節PH; (4)預膜結束後，要採取大排大補的方式才能轉換至正常 運行；(5)高磷配方，磷作為營養源，使水體富營養化，破壞環境達不到我國磷排汙要求。因 此尋找一種不調PH、預膜效果好、預膜後不需置換即可直接轉入正常運行、無磷且對環境不 造成破壞的預膜劑是解決傳統預膜劑弊端的有效途徑。中國專利ZL200710170805. 0提供了一種用於循環冷卻水系統預膜的環保複合預 膜劑，其重量百分比分別為12 18%的2-膦酸基-1，2，4-三羧酸(PBTCA)、6 15%的聚 環氧琥珀酸(PESA)、O. 3 m的羧酸共聚物、ο. 5 m的苯並三氮唑、ο. 5 m的鉬酸鈉、 2 5%的七水硫酸鋅和餘量的水組成。與傳統預膜劑相比，該配方用含磷量較低的有機膦 緩蝕劑2-膦酸基-1，2，4-三羧酸(PBTCA)和無磷的聚環氧琥珀酸(PESA)作為預膜劑的主 要成分，雖然降低了配方的含磷量，但仍然有相當數量的磷給環境帶來汙染。
發明內容
為了克服現有的預膜水處理技術存在相當數量的磷給環境帶來汙染的不足，本發 明提供了一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種用於循環冷卻水系統預膜處 理的無磷預膜劑，其特徵在於，它是由四元共聚物、磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸 鋅、濃硫酸和水組成，其組分的重量百分比為
四元共聚物15 30%;
磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;
貳糖5 20% ；
硫酸鋅2 1 ；
濃硫酸0. 5 m ；
其餘為水，其總重量滿足100%。
根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一 種或幾種。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳 糖中的一種。根據本發明的另一個實施例，進一步包括所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑的使用方法，該方法為在循環冷 卻水系統正常運行前，直接將無磷預膜劑加入循環冷卻水系統中即可，加入量為300 500 mg/L0本發明的有益效果是，本發明提供的無磷預膜劑與傳統預膜劑相比具有如下優佔.
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(1)本發明提供的預膜劑具有無磷的特點，使用過程中不會造成環境汙染；
(2)本發明提供的無磷預膜劑在對碳鋼進行預膜時，成膜快，色暈好，所成膜的耐腐蝕 性好(硫酸銅法測定>50s)，遠優於循環冷卻水系統化學清洗和預膜工藝技術規程中規定 的預膜技術指標(>10s);
(3)本發明提供的預膜劑在對循環冷卻水系統進行預膜時，不需加酸調節PH，因此不需 專用的加酸設備，不僅節省費用，可以節約大量工業用水和生產裝置的運行時間，對生產裝 置節時、增產提供保證；
(4)本發明提供的無磷預膜劑進行預膜時，預膜液不需置換和排放，即可直接轉為正常 運行；
(5)本發明提供的預膜劑在對循環冷卻水系統進行預膜後，該預膜配方本身可直接作 為正常運行的阻垢緩蝕劑通過補充水投加，從而達到循環冷卻水系統的完全無磷排放，保 護了水體環境。
具體實施例方式一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑，它是由四元共聚物、磺化苯乙 烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸鋅、濃硫酸和水組成，其組分的重量百分比為
四元共聚物15 30%;
磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;
貳糖5 20% ；
硫酸鋅2 12% ；
濃硫酸0. 5 m ；
其餘為水，其總重量滿足100%。所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙 烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一種或幾種。所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳糖中的一種。所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑的使用方法，該方法為在循環冷 卻水系統正常運行前，直接將無磷預膜劑加入循環冷卻水系統中即可，加入量為300 500 mg/L0
所述無磷預膜劑是以四元共聚物為主要成分，並添加適量的硫酸鋅、貳糖、磺化苯 乙烯馬來酸酐共聚物、硫酸、水等成分而成，使用本發明的預膜劑可以直接加入循環冷卻水 中對投入正常運行前的設備及管道進行預膜，其加入量為300 500mg/L，其優點在於使 用該預膜劑時，不需調節水質PH，預膜後不需置換水質即可直接轉為正常運行，不僅可節省 藥劑，同時還節省大量工業用水，更加重要的是該預膜劑不含磷，預膜廢液可以達到無磷排 放，不造成水體汙染，符合國家節能減排，環境保護的要求。下面通過實施例進一步描述本發明，但不局限於其範圍。下面的實施例均參照《水處理緩蝕性能的測定-旋轉掛片法》(中華人民共和國國 家標準GB/T18175-2000)進行旋轉掛片預膜實驗。實驗採用RCC- I型旋轉掛片腐蝕儀，溫 度45°C，轉速75r/min，預膜試驗時間48小時，碳鋼試片為A3碳鋼，試驗用水為某鋼鐵廠 補充水，其水質指標為:Ca2+(以CaCO3計)90 200mg. Γ1，總鹼度(以CaCO3計)50 200 mg. ΙΛ CF50 100 mg. I71，SO廣20 100 mg. Γ1，PH7. 0 8. 0。預膜結束後取出試片，先用蒸餾水衝洗表面，再用無水乙醇擦拭，然後用電吹風吹 幹。觀察膜表面的特徵，用硫酸銅標準點滴液檢驗膜的耐蝕時間，通過比較預膜試片與空白 試片點滴時出現紅點的時間差來評價膜的優劣。硫酸銅標準點滴液的製備稱取5g硫酸銅 和15g氯化鈉溶解於IOOml蒸餾水中即可。實施例1
配製過程加入水；35. 6g，開動攪拌，再加入工業蔗糖12. Og及七水硫酸鋅11. 4g及磺 化苯乙烯馬來酸酐共聚物18g和H2SO4L 5g，最後加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物21. 5g，攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗，投加濃度400mg/L，實驗 溫度45°C，實驗時間48h,實驗用水水質為=Ca2+(以CaCO3計)147mg. L-1，總鹼度(以CaCO3 計)103. 4mg. ΙΛ Cr75mg. Γ1，SO廣 35. 2mg. Γ1，ΡΗ7. 65。試驗結果見表 1。實施例2
配製過程加入水37. 7g，開動攪拌，再加入工業蔗糖8. Og及七水硫酸鋅10. Sg及磺化 苯乙烯馬來酸酐共聚物16. 5g和H2S042. Og,最後加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物25. 0g，攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗，投加濃度400 mg/L，實 驗溫度45 °C，實驗時間48h，實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1，總鹼度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1，Cr75mg. Γ1，S042_35. 2mg. Γ1，PH7. 65。試驗結果見表 1。實施例3
配製過程加入水31. 3g，開動攪拌，再加入麥芽糖11. Og及七水硫酸鋅11. 2g及磺化 苯乙烯馬來酸酐共聚物17. Og和H2SO4L 5g，最後加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物28. 0g，攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗，投加濃度400 mg/L,實 驗溫度45 °C，實驗時間48h，實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1，總鹼度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1，CF75 mg. Γ1，S042_35. 2mg. Γ1，ΡΗ7. 65。試驗結果見表 1。實施例4
配製過程加入水34. Og,開動攪拌，再加入麥芽糖8. 5g及七水硫酸鋅11. Og及磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物14. 5g和H2S042. Og,最後加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯/ 異丙醇四元共聚物30. 0g，攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗，投加濃度400 mg/L，實 驗溫度45 °C，實驗時間48h，實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1，總鹼度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1，Cr75mg. Γ1，S042_35. 2mg. Γ1，PH7. 65。試驗結果見表 1。對比例
按六偏磷酸鈉400mg. L—1、硫酸鋅100 mg. L—1的藥劑濃度加入實驗用水進行旋轉掛片 實驗，實驗用水水質為:Ca2+(以CaCO3計)147mg. L-1，總鹼度(以CaCO3計)103. 4mg. L-1， Cr75mg. L—1，S042_35. 2mg. L—1，PH7. 65。實驗時用氨基磺酸控制實驗水質的PH5. 5 6. 5，實 驗溫度45°C，實驗時間48h，試驗結果見表1。表1實驗結果
權利要求
1. 一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑，其特徵在於，它是由四元共聚物、 磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸鋅、濃硫酸和水組成，其組分的重量百分比為四元共聚物15 30%;磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;貳糖5 20% ；硫酸鋅2 12% ；濃硫酸0. 5 m ；其餘為水，其總重量滿足100%。
2.根據權利要求1所述的用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑，其特徵在於， 所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙烯酸甲 酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑，其特徵在於， 所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳糖中的一種。
4.根據權利要求1所述的用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑，其特徵在於， 所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。
5.一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑的使用方法，其特徵在於，該方法 為在循環冷卻水系統正常運行前，直接將無磷預膜劑加入循環冷卻水系統中即可，加入量 為 300 500 mg/Lo
全文摘要
本發明涉及循環冷卻水處理技術領域，尤其是一種用於循環冷卻水系統預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法。所述無磷預膜劑是以四元共聚物為主要成分，並添加適量的硫酸鋅、貳糖、磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、硫酸、水等成分而成，使用本發明的預膜劑可以直接加入循環冷卻水中對投入正常運行前的設備及管道進行預膜，其加入量為300～500mg/L,其優點在於使用該預膜劑時，不需調節水質pH，預膜後不需置換水質即可直接轉為正常運行，不僅可節省藥劑，同時還節省大量工業用水，更加重要的是該預膜劑不含磷，預膜廢液可以達到無磷排放，不造成水體汙染，符合國家節能減排，環境保護的要求。
文檔編號C23F11/173GK102080233SQ201010602230
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者周革, 管敏鋒, 高慶豐 申請人:常州市科威精細化工有限公司