無磷緩蝕阻垢分散劑及其製備方法和應用與流程

2023-09-17 01:51:45 2

技術領域：本發明屬於環境保護技術領域，涉及一種處理循環冷卻水的無磷水處理藥劑及其定製化生產工藝及成套應用技術。

背景技術：
：在工業用水的重複使用率上發達國家已達到80％-90％，水的濃縮倍率已達到6-8倍。而我國水的利用率平均不到50％，循環冷卻水的濃縮倍率絕大多數在2-3倍的水平，從節能節水來說，這無疑是資源的巨大浪費。為了節約水資源需要提供水的重複利用率，而在水的重複利用過程中會產生結垢、腐蝕、菌藻和粘泥繁殖等問題，一次必須投加一定量的水質穩定劑，如阻垢緩蝕劑、殺菌滅藻劑。而目前國內循環冷卻水處理常用的阻垢緩蝕劑有聚磷酸鹽、磷酸酯、有機磷酸鹽和丙烯酸類共聚物等。其中，有機磷酸鹽類藥劑以其高效兼有緩蝕與阻垢雙重功能而被應用的最為普遍，但由於其含磷量高，排汙時會有大量的磷酸鹽排入環境，易造成水系富磷而形成「赤潮」，使水中缺氧，影響水生物的生存。為此目前我國已對磷的排放作出了嚴格的控制(廢水排放一級標準p＜0.5mg/l，二級標準p＜1.0mg/l)。因此，從九十年代初一些發達的國家就開始研究水處理劑的低磷和無磷化處理技術，特別是無磷化處理，有利於減少循環水中細菌、微生物的營養源，減少殺菌劑用量。

技術實現要素：
：本發明的目的就是提出一種符合環保廢水一級排放標準要求的前提下，處理循環冷卻水的無磷水處理製劑，並在工業應用中真正能做到無磷、環保、高效、易生產、易控制。

本發明的無磷阻垢緩蝕分散劑，是依據水源水質不同，由緩蝕劑、阻垢分散劑、穩定劑、殺菌劑及去離子水複合配製成不同配方的無磷緩蝕阻垢分散劑，一般的，本分散劑的組成(以分散劑的總質量為基準)為：18％～25％多羧酸-多氨基超支化聚合物、2％～5％苯甲酸鈉、5％～10％聚天冬氨酸、0.8％～2％苯丙噻唑、2％～3％無水氯化鋅、0.5％～1％硼砂、0.5％～1％硫酸銅和去離子水組成。

該分散劑的理化性能為：(以下％皆為質量百分比)

一般地，所述的緩蝕劑是18％～25％多羧酸-多氨基超支化聚合物、2％～5％苯甲酸鈉、0.8％～2％苯丙噻唑、2％～3％無水氯化鋅組成。

所述的阻垢劑是由18％～25％多羧酸-多氨基超支化聚合物和5％～10％聚天冬氨酸組成。

所述的穩定劑是由0.5％～1％硼砂組成。

所述的多羧酸-多氨基超支化聚合物，是以端氨基化合物與含酸酐、羧酸的不飽和雙鍵化合物以及含有雙鍵的單體通過醯胺化聚合反應，製備得到多羧基、多氨基超支化聚合物。

所述的殺菌劑是由0.5％～1％硫酸銅組成。

本發明的無膦緩蝕阻垢分散劑所用的原料要求均符合國家相關的產品標準，為本領域技術人員所公知的，市場上均可以很方便的得到，配比計量是以質量百分比計量。

本發明一般地的生產方法是：在反應器中加入適量去離子水，啟動攪拌器，一邊攪拌，一邊按下列次序分別加入2％～3％無水氯化鋅、2％～5％苯甲酸鈉、0.5％～1％硫酸銅、0.8％～2％苯丙噻唑、0.5％～1％硼砂、18％～25％多羧酸-多氨基超支化聚合物、5％～10％聚天冬氨酸，原料加完後補足去離子水至定量，攪拌後過濾，過濾的清液包裝。攪拌可在室溫下進行，攪拌時間在0.1小時以上，最好為1小時以上。

本發明的無磷緩蝕阻垢分散劑按照hg/t2024《水處理藥劑阻垢性能測定方法鼓泡法》以及中國石油化工集團公司《冷卻水分析和試驗方法》、gb/t18175《水處理藥劑緩蝕性能的測定旋轉掛片法》和hg/t2160《冷卻水動態模擬試驗方法》進行阻垢性能和緩蝕性能正交評定試驗確定配方中各單體最佳投加比例。

本發明的無磷緩蝕阻垢分散劑可廣泛地適用於硬度加鹼度小於1100mg/l，氯離子小於1000mg/l，ph6.8～9.5，濁度小於20ntu的循環水水質中；特別適用長江中下遊水源水質的循環水5倍以上高濃縮倍數運行。

本發明的無膦緩蝕阻垢分散劑在循環水中投加濃度按補充水量計為20～40mg/l，為了精確控制循環水中本發明的藥劑濃度，通過監測循環水中多羧酸-多氨基超支化聚合物的變化，配合聚合物監測控制儀的控制，能夠直接反映水處理藥劑在循環水中的濃度，便於實現在線自動化加藥，大大提高了水處理藥劑濃度的監測穩定性的可控制性和科學、經濟的管理。

本發明的無磷緩蝕阻垢分散劑與其他低磷或無磷配方產品相比具有如下一些優點：①適用範圍廣，可以廣泛的適用於各種水源水質，僅需調節配方比例即可；②阻垢率高，在配方中選用帶有多羧酸-多氨基超支化聚合物，在水溶液中對fe3+、cu2+、ca2+等離子具有極好的絡合能力，並對這些離子的許多鹽類也有很好的去活化作用。因此，在本發明中它用做阻垢、緩蝕劑。弱酸基團對難溶鹽微晶的活性部分有著強的吸附作用，從而起到低劑量效應抑制結晶產生，強酸基團則保持著輕微的離子特性，從而有助於難溶鹽解離，而非離子基團對固懸物有著較強的吸附作用，並將其分散在水中。這些基團經有效結合產生協同效應，使藥劑具有良好的阻垢分散性能。③緩蝕性能強，配方中選用苯甲酸鈉和苯丙噻唑等緩蝕劑可以有效的防止碳鋼、不鏽鋼、銅等多種材質的腐蝕；④抗氯離子腐蝕性能強，配方中選用了抗氯因子噻唑類化合物，循環水抗氯離子腐蝕性能，可以有效抗擊1100mg/l以內的氯離子對金屬的侵蝕；⑤可以實現智能化自動加要控制，配合聚合物檢測設備實現精確加藥、自動控制。

本發明無磷緩蝕阻垢分散劑用於循環冷卻水處理，阻垢緩蝕性能能夠滿足gb50050-2007工業循環水設計規範規定要求，適用水源水質範圍廣，具有無磷、環保、抗氯性強，適用於自動加藥控制使用方便等等優點。