一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑的製作方法
2023-11-05 00:42:27 2
一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，由以下重量比例的各組分組成：聚天冬氨酸10-15%，聚環氧琥珀酸10-20%，硫酸鋅5-15%，唑類衍生物1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物15-25%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水，配方成分具有明顯的協同增效作用，並且配方成分不含磷，是綠色環保緩蝕阻垢劑，排放後對環境無汙染，是一種環境友好型水處理劑，能有效解決循環冷卻水中存在的結垢腐蝕等問題，特別適用於投加硫酸提高濃縮倍數的循環冷卻水系統。對碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等汙垢具有良好的分散效果，並使碳鋼、銅等金屬的腐蝕速率達到國家標準。
【專利說明】-種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑
【技術領域】
[0001] 本發明屬於水處理領域，具體涉及一種無磷複合緩蝕阻垢劑。
【背景技術】
[0002] 隨著我國工業的發展，淡水耗量急速增加，許多地區面臨嚴重的水危機。城市用水 中，工業用水約佔用水量的60~80%,而工業冷卻水用量佔整個工業用水量的70~80%。然而， 有關資料顯示我國的工業用水重複利用率平均為4(Γ50%。我國城市工業萬元產值耗水量達 340立方米，是發達國家的ΚΓ20倍，耗水量高，重複利用率低，是我國工業系統水資源利用 的突出問題。採用清潔生產工藝，發展新型節水技術，是緩解淡水不足的一個重大舉措。因 此，節約工業冷卻水，使有限的水資源得到最大限度的利用，是工業領域節水工作的重中之 重。
[0003] 提高循環冷卻水的濃縮倍數是節約冷卻水的主要途徑，但隨著濃縮倍數增高，冷 卻水中陰陽離子濃度增大，易生成難溶的碳酸鈣等汙垢附著在換熱器表面，影響換熱效率， 危害循環水系統。目前的主要解決方法是投加緩蝕阻垢劑，但單一投加緩蝕阻垢劑提高濃 縮倍數有限，所以工廠一般採用的是先加入硫酸降低循環水中鹼度的條件下，再投加緩蝕 阻垢劑，這樣能大幅度提高循環冷卻水濃縮倍數，達到節能減排的目的。
[0004] 目前國內大部分緩蝕阻垢劑配方都為含磷配方，有機磷酸，尤其是有機多元磷酸 及其鹽，化學性能穩定、能耐較高溫度和ΡΗ值、有明顯的"溶限效應"和"協同效應"等特點， 是目前廣泛使用的一類水處理劑。但有機磷不能有效地抑制磷酸鈣垢、鋅垢以及解決氧化 鐵沉澱等問題，而且本身易形成有機磷酸垢。同時由於磷對環境水域的富營養化，促進菌藻 的生長而形成"赤潮"，造成水源的汙染。加入硫酸提高冷卻水濃縮倍數的系統，由於S0,含 量過高，和緩蝕阻垢劑產生化學反應後，容易生成難溶的硫酸鈣垢，附著在換熱器表面，影 響換熱效率，成為循環水處理的一個難點。
[0005] 循環水結垢後容易造成傳熱率不高或者傳熱不均勻，目前國內使用的緩蝕阻垢劑 主要有鑰酸鹽、鎢酸鹽、鉻酸鹽等，這些緩蝕阻垢劑本身的濃度含量高，大劑量投加還會對 環境造成很大汙染。
【發明內容】
[0006] 鑑於以上所述現有技術的缺點，研發出適用於高濃縮倍數循環冷卻水系統的無磷 環保緩蝕阻垢劑，特別適用於加硫酸的循環冷卻水系統。既能解決系統結垢和腐蝕的問題， 也能有效的解決加硫酸後，冷卻水中S0廣過高，而生成難溶的硫酸鈣垢的問題。
[0007] 為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻 垢劑，由以下重量比例的各組分組成：聚天冬氨酸10-15%，聚環氧琥珀酸10-20%，硫酸 鋅5-15%，唑類衍生物1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物15-25%，葡萄 糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
[0008] 優選地，所述唑類衍生物為苯駢三氮唑或甲基苯駢三氮唑。
[0009] 優選地，所述無磷複合緩蝕阻垢劑由以下重量比例的各組分：聚天冬氨酸12-15% ，聚環氧琥珀酸10-15%，硫酸鋅7-15%，苯駢三氮唑1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲 基丙磺酸共聚物15-20%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
[0010] 優選地，所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。
[0011] 優選地，所述無磷複合緩蝕阻垢劑由以下重量比例的各組分：聚天冬氨酸13%，聚 環氧琥珀酸13%，七水硫酸鋅10%，苯駢三氮唑2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸 共聚物20%，葡萄糖酸鈉20%，水22%。
[0012] 一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑的製備方法，依次將聚天冬氨酸、聚環氧 琥珀酸、丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉、唑類衍生 物在20-40°C溫度下加入反應設備中，攪拌均勻後靜置即得，各原料的重量比為：聚天冬氨 酸10-15%，聚環氧琥珀酸10-20%，硫酸鋅5-15%，唑類衍生物1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯 胺-2-2甲基丙磺酸共聚物15-25%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
[0013] 如上所述，本發明的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，具有以下有益效果： 本發明的組分為聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、 水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉，配方成分具有明顯的協同增效作用，並且配方成分不含磷，是綠色 環保緩蝕阻垢劑，排放後對環境無汙染，是一種環境友好型水處理劑，能有效解決循環冷卻 水中存在的結垢腐蝕等問題，特別適用於投加硫酸提高濃縮倍數的循環冷卻水系統。對碳 酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等汙垢具有良好的分散效果，並使碳鋼、銅等金屬的緩蝕速率達到國 家標準，碳鋼類金屬的腐蝕速率小於0. 〇75mm/a，銅及銅合金的腐蝕速率小於0. 005mm/a， 阻垢率98%以上。另外，本發明產品是在常溫下將各原料組分按比例加入反應器中攪拌均 勻即可，生產工藝簡單，組分復配容易，產品穩定性好。
[0014]
【具體實施方式】
[0015] 以下由特定的具體實施例說明本發明的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明 書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。
[0016] 具體實施例1 : 一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其製備方法是：依次將聚天冬氨酸、聚環氧琥 珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉、苯駢三氮唑在 25°C溫度下加入反應設備中，攪拌均勻後靜置即得。各原料的重量比為：聚天冬氨酸13%， 聚環氧琥珀酸13%，七水硫酸鋅10%，苯駢三氮唑2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙 磺酸共聚物20%，葡萄糖酸鈉20%，水22%。通過緩蝕阻垢試驗，測定緩蝕阻垢劑的使用性 能，試驗方法：將一定量的水注入動態試驗裝置內，按一定的流量進行循環，並將水溫控制 在60± 1 °C ;控制補水流量，使裝置內水位基本保持恆定，將試驗片掛到系統中，加入試驗藥 齊?，開始試驗。試驗過程中，加入硫酸降低總鹼度，保持高濃縮倍數下運行，定量定期取樣 進行分析測定總鹼度、總硬度、ΡΗ、氯離子等指標，調整系統的補充和排汙水量，持續120小 時，取出監測試片，根據重量變化計算出腐蝕速率。通過動態模擬試驗裝置的實驗水的水流 量、進水口溫度、出水口溫度、熱介質溫度的監測，由工業計算機處理計算出阻垢率數據。
[0017] 實驗測得：碳鋼腐蝕速率：0. 010mm/a，銅腐蝕速率0. 0014mm/a，阻垢率100%。
[0018] 具體實施例2: 一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其製備方法是：依次將聚天冬氨酸、聚環氧琥 珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉、苯駢三氮唑在 20°C溫度下加入反應設備中，攪拌均勻後靜置即得，各原料的重量比為：聚天冬氨酸10%， 聚環氧琥珀酸10%，七水硫酸鋅5%，苯駢三氮唑1%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺 酸共聚物15%，葡萄糖酸鈉20%，水39%。試驗方法同具體實施例1。實驗測得：碳鋼腐蝕速 率：0. 015mm/a，銅腐蝕速率0. 0024mm/a，阻垢率100%。
[0019] 具體實施例3: 一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其製備方法是：依次將聚天冬氨酸、聚環氧琥 珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉、甲基苯丙三氮 唑在30°C溫度下加入反應設備中，攪拌均勻後靜置即得，各原料的重量比為：聚天冬氨酸 15%，聚環氧琥珀酸20%，七水硫酸鋅15%，甲基苯丙三氮唑2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2 甲基丙磺酸共聚物25%，葡萄糖酸鈉10%，水13%。試驗方法同具體實施例1。實驗測得：碳 鋼腐蝕速率：〇. 〇21mm/a，銅腐蝕速率0. 0015mm/a，阻垢率100%。
[0020] 苯駢三氮唑的分子式為C6H5N3，是白色或青白色針狀結晶，與銅原子能形成共價鍵 和配位鍵，相互交替成鍵狀聚合體，在銅表面形成多層防護膜，使銅的表面不產生電化學反 應，從而具有極好的緩蝕作用，對鋁、鋼等金屬材料也同樣有較好的防蝕作用。在循環水中， 如與聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物等復配，尤其 在密閉循環冷卻水系統中緩蝕效果最佳。
[0021] 丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物具有優異的阻垢緩蝕性能，能阻止水 中溶解鹽以及懸浮粒子沉澱的性能，在高溫阻垢性能方面遠勝於有機磷，對碳酸鈣等具有 優異的抑制作用，還可以分散氧化鐵，能提高鋅的溶解度，具有良好的協同作用，特別適用 於高濃縮倍數的水質處理。
[0022] 本發明的無磷複合緩蝕阻垢劑，進行了為期一年的試運行，打開換熱器後，換熱管 表面形成一層保護膜，無結垢、腐蝕發生。證明本發明的無磷複合緩蝕阻垢劑良好的緩蝕阻 垢效果。
[0023] 綜上所述，本發明提供一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，本發明的組分為 聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、丙烯酸2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄 糖酸鈉、唑類衍生物，配方成分具有明顯的協同增效作用，並且配方成分不含磷，是綠色環 保緩蝕阻垢劑，排放後對環境無汙染，是一種環境友好型水處理劑，能有效解決循環冷卻水 中存在的結垢腐蝕等問題，特別適用於投加硫酸提高濃縮倍數的循環冷卻水系統。對碳酸 鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等汙垢具有良好的分散效果，並使碳鋼、銅等金屬的緩蝕速率達到國家 標準，碳鋼類金屬的腐蝕速率小於0. 〇75mm/a，銅及銅合金的腐蝕速率小於0. 005mm/a，阻 垢率98%以上。另外，本發明產品是在常溫下將各原料組分按比例加入反應器中攪拌均勻 即可，生產工藝簡單，組分復配容易，產品穩定性好。所以，本發明有效克服了現有技術中的 種種缺點而具高度產業利用價值。
[0024] 上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟 悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因 此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完
【權利要求】
1. 一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於：由以下重量比例的各組分組 成：聚天冬氨酸10-15%，聚環氧琥珀酸10-20%，硫酸鋅5-15%，唑類衍生物1-2%，丙烯 酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物15-25%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
2. 根據權利要求1所述的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於：所述 唑類衍生物為苯駢三氮唑或甲基苯駢三氮唑。
3. 根據權利要求1或2所述的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於： 所述無磷複合緩蝕阻垢劑由以下重量比例的各組分：聚天冬氨酸12-15%，聚環氧琥珀酸 10-15%，硫酸鋅7-15%，苯駢三氮唑1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物 15-20%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
4. 根據權利要求2所述的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於：所述 硫酸鋅為七水硫酸鋅。
5. 根據權利要求4所述的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於：所述 無磷複合緩蝕阻垢劑由以下重量比例的各組分：聚天冬氨酸13%，聚環氧琥珀酸13%，七水 硫酸鋅10%，苯駢三氮唑2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物20%，葡萄糖酸 鈉 20%，水 22%。
6. 根據權利要求4所述的一種用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑，其特徵在於：一種 用於循環水的無磷複合緩蝕阻垢劑的製備方法，依次將聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、丙烯酸 2_丙烯醯胺-2-2甲基丙磺酸共聚物、水、硫酸鋅、葡萄糖酸鈉、唑類衍生物在20-40°C溫度 下加入反應設備中，攪拌均勻後靜置即得，各原料的重量比為：聚天冬氨酸10-15%，聚環 氧琥珀酸10-20%，硫酸鋅5-15%，唑類衍生物1-2%，丙烯酸-2-丙烯醯胺-2-2甲基丙磺 酸共聚物15-25%，葡萄糖酸鈉10-20%，其餘成分為水。
【文檔編號】C02F5/12GK104058511SQ201410264952
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月16日 優先權日:2014年6月16日
【發明者】朱伯第 申請人:淄博海星環保科技有限公司