一種海水淡化水高濃縮倍數循環水處理工藝方法
2023-05-06 16:02:56
專利名稱：一種海水淡化水高濃縮倍數循環水處理工藝方法
技術領域：
本發明屬於循環冷卻水處理技術領域，具體涉及一種海水淡化水高濃縮倍數循環水處理工藝方法，即一種海水淡化水循環冷卻水系統高濃縮倍率運行水處理工藝方法。其中包括一種磷系緩蝕阻垢劑的製備方法，並將其應用於工業冷卻水系統的高濃縮倍數循環冷卻水系統水處理工藝。
背景技術：
現階段，國內外企業工業循環冷卻水處理工藝方法大多採用人類可以直接應用的地表水和地下水作為水源，應用如丙烯酸類共聚物、丙烯酸磺酸類共聚物、膦羧酸類共聚物等作為循環水處理藥劑，濃縮倍數大都在2 3倍左右，水資源利用率整體還有很大的提升空間，特別是利用海水作為工業生產用水，更是有著廣闊的前景。隨著社會的進步和人們進一步保護水資源意識的增強，海水的深入應用越來越受到人們的重視。將海水進行處理並作為工業水利用在歐美、中東以及其他一些沿海國家已經較為盛行，其應用的技術也比較成熟，而在我國則剛剛起步。國際上有關海水淡化水作為水源的工業循環冷卻水系統水處理工藝方法的研究較為先進，有些國家在二十世紀早期就提出了通過對海水進行處理並應用於循環水的設想。隨著科學技術的進步，海水淡化水生產、應用的技術也不斷的得到發展，通過半個多世紀的發展，反滲透法(RO)和多級閃蒸法(MSF)技術發展的較為成熟，並得到廣泛的應用。生產出的海水淡化水為極低硬度、極低鹼度的超軟水；並被廣泛應用於工業發電鍋爐用水以及生活區生活用水。例如美國Carlsbad，CA San Diego County Water Authority海水淡化水廠在2007年日產海淡水就已經達到189000m3/天，並廣泛的應用於生活和工業；1973 年，日本通產省下設造水促進中心，專門研究節能的脫鹽技術。日本海水淡化廠主要應用在工業用水(以發電廠和鍋爐用水為主)及離島地區生活用水。至2001年，日本共有369座日產量500噸以上的海水淡化廠，每日可供應777，967噸的淡化水，其中347座供應工業用水，佔總廠數的94%，供應民用水的僅22座，約佔總廠數的6%。在投資金額方面，工業用淡化廠總投資金額佔總額的77. 8% ；新加坡早在20世紀70年代就研究海水淡化科技，但因為成本太高，直到1990年代初期，新加坡公共事業委員會(PUB)才開始規劃由民間企業供應淡化水項目，決定以BOO方式(建設-擁有-運營)興建1座日產13. 6萬噸的海水淡化廠。2003年6月，新加坡斥資兩億新元興建首座海水淡化廠新泉(SingSpring)，由星泉公司以每噸0. 78元新幣的售價，每天提供13. 6萬噸的淡化水給PUB。該廠採用反向逆滲透薄膜科技，生產可靠安全且符合世界衛生組織和PUB食用水安全標準的淡水。該廠已於2005 年9月開始供水，可滿足新加坡10%的用水需求；以色列是一個乾旱少雨、水資源極度缺乏的國家，近些年不斷加大海水淡化水的投入及應用，以色列規劃至2020年海水淡化供應水量將達到年產2億立方米；西班牙是歐洲最乾旱的國家之一，西班牙1965年就建成了第一家海水淡化廠，目前有3000家海水淡化廠在運轉，700家日產量超過800. 000m3,佔世界市場的25%。現在，西班牙在海水淡化領域有技術優勢和實踐經驗，而且是反滲透海水淡化裝置第二大國，海水淡化水全面應用於工業生產、農業操作以及飲用水領域。
中國國內近年來有關海水淡化水生產以及應用工業冷卻水系統的完備水處理工藝方法研究亦有較大的發展，並用於工程實施，但海水淡化水應用循環冷卻水，並實現循環水系統高濃縮倍率運行工藝方法在國內並未得到廣泛應用。浙江玉環電廠採用的為海水淡化水作為系統循環冷卻用水；中沙(天津)石化有限公司生產用水近90%為海水淡化水。因此，開發適合海水淡化水循環冷卻水系統水處理工藝方法成為工業循環水處理的發展趨勢。
發明內容
本發明為一種海水淡化水高濃縮倍數循環水處理工藝方法；其特徵在於1)磷系緩蝕阻垢劑的製備方法所述的磷系緩蝕阻垢劑含有重量百分比的聚磷8 12%、PBTCA(2_磷酸基_1，2， 4-三羧酸丁烷)1 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/ 順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物 5 10%、硫酸鋅1 10%，餘量為水；具體製備步驟如下將聚磷8 12%、？8^^(2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷)1 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷系緩蝕阻垢劑；2)海水淡化水循環冷卻水系統高濃縮倍率運行水處理工藝將製備的磷系緩蝕阻垢劑，應用於以海水淡化水作為補水水源的工業循環冷卻水系統水處理工藝；所述的含磷緩蝕阻垢劑應用於海水淡化水類超低硬度、超低鹼度、高腐蝕性離子含量的腐蝕性水質特點水系統；通過在補水中投加製備的含磷緩蝕阻垢劑，補水中加藥濃度為20 30mg/L ；使循環水在高濃縮倍數5倍下穩定運行；現場緩蝕阻垢劑投加量通過總磷控制；其有益效果在於循環水濃縮倍數控制在5倍；總磷以PO43-計控制在8 10mg/L ；循環水中碳鋼掛片和試管的腐蝕率小於0. 075mm/a、不鏽鋼的腐蝕率小於0. 005mm/a、銅合金的腐蝕率小於 0. 005mm/a、粘附速率小於15mg/cm2 ·月、汙垢熱阻值小於3. 44X 10_4m2 ·Κ/Ι、異養菌數小於 lX105^/mLo所述的處理工藝方法，其進一步特徵在於磷系緩蝕阻垢劑的製備方法所述的磷系緩蝕阻垢劑含有重量百分比的聚磷8 12%、PBTCA(2_磷酸基_1，2， 4-三羧酸丁烷)1 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/ 順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物 5 10%、硫酸鋅1 10%，餘量為水；具體製備步驟如下將聚磷8 12%、？8^^(2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷)1 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑；
具體實施例方式實施例1、按以下重量百分比的物質製備緩蝕阻垢劑將聚磷8%、？81^^(2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷)2%、苯並三氮唑0.5%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 700C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑；實施例2、按以下重量百分比的物質製備緩蝕阻垢劑將聚磷10% ,PBTCA (2-磷酸基-I，2，4_三羧酸丁烷)3%、苯並三氮唑1 %、丙烯酸 /2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物20 %、 丙烯酸/AMPS的三元共聚物8%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑；實施例3、按以下重量百分比的物質製備緩蝕阻垢劑將聚磷12 % ,PBTCA (2-磷酸基-I，2，4_三羧酸丁烷)5 %、苯並三氮唑3 %、丙烯酸 /2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物30 %、 丙烯酸/AMPS的三元共聚物10%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑；實施例4、按照本發明所述的磷系緩蝕阻垢劑對海水淡化水系統高濃縮倍率運行水處理工藝方法其特徵在於在應用腐蝕性強的海水淡化循環冷卻水系統中實現循環冷卻水高濃縮倍數穩定運行。緩蝕阻垢劑用於超低鹼度、超低硬度、高腐蝕性離子的海水淡化水水系統。 循環冷卻水濃縮倍數控制在4. 0倍時，補水中磷緩蝕阻垢劑投加濃度為30mg/L。循環水中碳鋼掛片和試管的腐蝕率小於0. 075mm/a、不鏽鋼的腐蝕率小於0. 005mm/a、銅合金的腐蝕率小於0. 005mm/a、粘附速率小於15mg/cm2 ·月、汙垢熱阻值小於3. 44X 10V · K/W、異養菌數小於IX IO5個/mL。實施例5、按照本發明所述的磷系緩蝕阻垢劑對海水淡化水系統高濃縮倍率運行水處理工藝方法其特徵在於在應用腐蝕性強的海水淡化循環冷卻水系統中實現循環冷卻水高濃縮倍數穩定運行。緩蝕阻垢劑用於超低鹼度、超低硬度、高腐蝕性離子的海水淡化水水系統。 循環冷卻水濃縮倍數控制在5.0倍時，補水中磷緩蝕阻垢劑投加濃度為30mg/L。循環水中碳鋼掛片和試管的腐蝕率小於0. 075mm/a、不鏽鋼的腐蝕率小於0. 005mm/a、銅合金的腐蝕率小於0. 005mm/a、粘附速率小於15mg/cm2 ·月、汙垢熱阻值小於3. 44X 10V · K/W、異養菌數小於IX IO5個/mL。實施例6、按照本發明所述的磷系緩蝕阻垢劑對海水淡化水系統高濃縮倍率運行水處理工藝方法其特徵在於在應用腐蝕性強的海水淡化循環冷卻水系統中實現循環冷卻水高濃縮倍數穩定運行。緩蝕阻垢劑用於超低鹼度、超低硬度、高腐蝕性離子的海水淡化水水系統。 循環冷卻水濃縮倍數控制在6. 0倍時，補水中磷緩蝕阻垢劑投加濃度為30mg/L。循環水中碳鋼掛片和試管的腐蝕率小於0. 075mm/a、不鏽鋼的腐蝕率小於0. 005mm/a、銅合金的腐蝕率小於0. 005mm/a、粘附速率小於15mg/cm2 ·月、汙垢熱阻值小於3. 44X 10V · K/W、異養菌數小於IX IO5個/mL。
權利要求
1.一種海水淡化水高濃縮倍率水處理工藝方法，其特徵在於1)磷系緩蝕阻垢劑的製備方法所述的磷系緩蝕阻垢劑含有重量百分比的聚磷8 12%、PBTCA[2-磷酸基_1，2，4-三羧酸丁烷]1 5%、苯並三氮唑0. 2 3%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%、硫酸鋅1 10%，餘量為水；具體製備步驟如下將聚磷8 12%、PBTCA[2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷]1 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑；2)磷系緩蝕阻垢劑對海水淡化水系統高濃縮倍率運行水處理工藝將製備的磷緩蝕阻垢劑應用於海水淡化水作為水源的工業循環冷卻水系統水處理工藝；所述的磷緩蝕阻垢劑應用於如海水淡化水類超低硬度、超低鹼度、高腐蝕性離子水質特點的水系統；通過在補水中投加製備的磷緩蝕阻垢劑，補水中加藥濃度為20 30mg/L ；使循環水在高濃縮倍數5 8倍下穩定運行；現場緩蝕阻垢劑投加量通過總磷控制；其有益效果在於循環水濃縮倍數控制在5倍；總磷以PO43-計控制在8 10mg/L ；循環水中碳鋼掛片和試管的腐蝕率小於0. 075mm/a、不鏽鋼的腐蝕率小於0. 005mm/a、銅合金的腐蝕率小於 0. 005mm/a、粘附速率小於15mg/cm2 ·月、汙垢熱阻值小於3. 44X 10_4m2 ·Κ/Ι、異養菌數小於 lX105^/mLo
2.按照權利要求1所述的處理工藝方法，其特徵在於磷系緩蝕阻垢劑的製備方法所述的磷系緩蝕阻垢劑含有重量百分比的聚磷8 12%、PBTCA[2-磷酸基_1，2，4-三羧酸丁烷]1 5%、苯並三氮唑0. 2 3%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%、硫酸鋅1 10%，餘量為水；具體製備步驟如下將聚磷8 12%、PBTCA[2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷11 5 %、苯並三氮唑0. 2 3 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯醯胺基丙磺酸/順丁烯二酸酐/2-羥基-2-磷醯基乙酸四元共聚物15 30%、丙烯酸/AMPS的三元共聚物5 10%置於密閉或壓力容器中，攪拌條件下，控制反應溫度的條件範圍為40 70°C，控制壓力為0. IMpa，攪拌均勻，再加入硫酸鋅、水，保持40 70°C，攪拌均勻至完全溶解，得到淡黃色或無色的磷緩蝕阻垢劑。
全文摘要
本發明為一種海水淡化水高濃縮倍數循環水處理工藝方法。其特徵在於採用一種磷系緩蝕阻垢劑應用於工業循環冷卻水系統，循環水補水為超低鹼度、超低硬度、高腐蝕性離子的強腐蝕性海水淡化水。通過在補水中投加磷系緩蝕阻垢劑，循環水系統濃縮倍率可達到5.0倍穩定運行。通過實施高濃縮倍率循環水處理工藝方法，實現工業循環冷卻水高濃縮倍數穩定運行。
文檔編號C02F5/14GK102557279SQ20111043024
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者劉家節, 孫磊, 崔金聖, 張少松, 王乃琳, 肖知, 衣龍欣, 郭峰, 馬景輝, 高溪 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設計院, 天津正達科技有限責任公司