CN101519244B

CN101519244B - 用于处理循环冷却水的复配阻垢剂及其制备方法

Info

Publication number: CN101519244B
Application number: CN2009100483171A
Authority: CN
Inventors: 林海; 钟庆东; 王超; 盛敏奇; 周琼宇; 陈大洋
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: State Grid Shanghai Electric Power Co Ltd; University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2009-03-26
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2029-03-26
Also published as: CN101519244A

Abstract

本发明公开一种用于处理循环冷却水的复配阻垢剂及其制备方法，该阻垢剂是由聚天冬氨酸与与HEDP、ATMP、SHMP、PESA、多元醇磷酸酯中的三种或三种以上构成。其中PASP为10～25mg/l，HEDP为1～10mg/l，ATMP为1～5mg/l，PESA为1～10mg/l，SHMP为1～5mg/l，多元醇磷酸酯为1～5mg/l。该复配阻垢剂的制备中应先加入聚天冬氨酸，然后加入其他物料；加热温度为60～80℃，搅拌速度为300转/分，pH值为8.1～10.2，静置1～6小时。本发明的复配阻垢剂具有优异的阻垢性能，属于低磷配方，使用过程中磷酸钙垢的生成率极低，用本配方所排废水不会对环境造成富营养化污染，属于环境友好产品，尤其适合高钙硬和高碱硬的循环水处理。

Description

用于处理循环冷却水的复配阻垢剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种绿色水处理剂，尤其涉及一种用于处理循环冷却水的复配阻垢剂及其制备方法，属于工业水处理技术领域。

背景技术

从保护环境和可持续发展的要求出发，“绿色化”无疑也是21世纪水处理剂发展的重要趋势。在工业中，工业循环冷却水是用水大户，无论是化工，冶金，火力发电还是大型中央空调都采用循环水进行热交换，所以，提高工业或民用循环水的使用效率，对于节约水资源，降低生产成本和加强环境保护具有重要意义。

工业上常见的水处理剂包括：(1)聚磷酸盐类。比如：STP，SHMP。它们是使用较早的阻垢防垢磷酸盐。其缺点是会水解。聚磷酸盐水解后生成正磷酸根离子会与钙离子结合生成溶解度很小的磷酸钙，而且在传热面形成结晶致密的垢层。(2)磷酸盐。磷酸盐是指磷原子直接与碳原子相连，构成有机磷酸盐的化合物。常用的有HEDP，ATMP，EDTMP等。(3)高分子阻垢剂。按来源分有天然高分子阻垢剂、合成高分子阻垢剂；按分子的结构来分有均聚物阻垢剂、共聚物阻垢剂。(4)低磷、可生物降解的绿色水处理剂，如聚天冬氨酸(PASP)、PESA。聚天冬氨酸无毒，进入环境中能完全生物降解，是一种无毒、不破坏生态环境的“绿色阻垢剂”。

由于工业生产中排出的含磷废水进入江河湖海会造成水体的富营养化，所以限制磷的排出是环保的主要趋势。然而工业中常用的水处理剂中大部分都含有磷，为了避免水处理剂对环境造成二次污染，研究新型绿色水处理剂成为了一种趋势。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理循环冷却水的复配型阻垢剂及其制备方法，以减少现有含磷阻垢剂给环境带来的二次污染，同时克服仅以聚天冬氨酸(PASP)为阻垢剂所配制的阻垢剂在性能上的不足，如不适于高硬高碱的水质、成本高等。

本发明尤其适合处理钙硬在≥800mg/l，碱硬在≥1200mg/l，特别是钙硬为1000mg/l和碱硬为1600mg/l的高碱高硬循环冷却水的处理。

为了达到上述目的，本发明采用下述的技术方案。

一种用于处理循环冷却水的复配阻垢剂，它是由多种常用工业阻垢剂的复配构成，即由聚天冬氨酸(简称PASP)，与HEDP(羟基亚乙基二磷酸)、ATMP(氨基三亚甲基磷酸)、SHMP(六偏磷酸钠)、PESA(聚环氧琥珀酸钠)、多元醇磷酸酯中的三种或三种以上所组成。其中PASP的浓度为10～25mg/l，HEDP的浓度为1～5mg/l，ATMP的浓度为1～5mg/l，PESA的浓度为1～10mg/l，SHMP的浓度为1～5mg/l，多元醇磷酸酯的浓度为1～5mg/l。

本发明所用原料均为市售工业产品，制备复配阻垢剂时需按一定的要求进行。(1)由于原料的加入顺序会影响复配产物的性质，故在制备阻垢剂时，一般先加入PASP，以PASP作为阻垢剂的基础液。(2)进行复配时各组分的加入量会直接影响复配物的内部结构，故各组分的加入量均要严格控制。(3)温度、搅拌速度，PH值、静置时间等因素也是影响阻垢剂阻垢性能的因素，故在制备时必须严格按照下列技术指标来进行：加热温度为60℃-80℃；搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在8.1-10.2；静置时间为：1-6小时。

本发明的复配阻垢剂适用于高硬高碱水质的循环冷却水处理。使用时，冷却水水质无须做任何预处理，只需将制备好的阻垢剂按所需浓度加入循环冷却水系统的管网中即可。

本发明的复配阻垢剂与现有的阻垢剂相比具有以下优点：(1)本阻垢剂通过复配，减少了水处理剂中磷的含量，使用过程中减小了磷酸钙垢的生成率。(2)采用本配方所排废水不会对环境造成的二次污染。(3)本配方所用的原料大部分为生物可降解物，属于环境友好产品。(4)本发明既适用于低钙低碱的循环水系统，也适用于高钙高碱的循环冷却水系统，有利于提高循环水的利用率，节约水资源。(5)本配方使用方便，使用量少，成本低，有利于降低循环水运行成本。(6)本配方中不含有有毒物质，对人体无不良影响。(7)本配方的性能稳定，阻垢效果浮动较小。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，阻垢实验方法主要参照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-1996，水处理剂阻垢性能的测定---碳酸钙沉积法》。

实施例1

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将10mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将3mgHEDP，3mgATMP，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置2小时。

配制Ca2+＝800mg/l、HCO₃ ^-＝1200mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为89％。

实施例2

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将15mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将4mgHEDP，2mgATMP，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置4小时。

配制Ca2+＝800mg/l、HCO₃ ^-＝1200mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为4倍时，碳酸钙垢阻垢率为92％。

实施例3

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将15mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将5mgHEDP，3mgATMP，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置3小时。

配制Ca2+＝1000mg/l、HCO₃ ^-＝1400mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为96％。

实施例4

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将10mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将5mgHEDP，1mgSHMP，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置2小时。

配制Ca2+＝1000mg/l、HCO₃ ^-＝1400mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为85％。

实施例5

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将15mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将4mgHEDP，5mgPESA，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置3小时。

配制Ca2+＝1000mg/l、HCO₃ ^-＝1600mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为92％。

实施例6

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将10mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将3mgHEDP，1mgATMP、4mgPESA，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置2小时。

配制Ca2+＝800mg/l、HCO₃ ^-＝1500mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为91％。

实施例7

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将15mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将1mgHEDP，1mgATMP、4mgPESA，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置3小时。

配制Ca2+＝1000mg/l、HCO₃ ^-＝1600mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为97.5％。

实施例8

复配阻垢剂的制备：1L水加热至70℃后，将10mgPASP加入其中溶解，配成基础液。然后将1mgHEDP，1mgATMP、1mgSHMP、5mgPESA，3mg多元醇磷酸酯，加入其中搅拌均匀，搅拌速度保持在300转/分；PH值控制在9附近；静置2小时。

配制Ca2+＝1000mg/l、HCO₃ ^-＝1600mg/l的水质。

采用本实例的阻垢剂和水质进行静态阻垢实验，在浓缩倍数为3倍时，碳酸钙垢阻垢率为99.2％。

由上述实例可以看出：本配方的阻垢剂在高硬高碱环境中的阻垢效果比较好。减少ATMP、SHMP的量可提高阻垢率，这也减少了阻垢剂中磷含量，满足环保的要求。由于HEDP的价格比较高，减少HEDP的用量，可达到降低成本的目的。提高PESA的用量，可使阻垢率有较大幅度的提高。

Claims

1.一种用于处理循环冷却水的复配阻垢剂，其特征在于该复配阻垢剂是由聚天冬氨酸，与羟基亚乙基二磷酸、氨基三亚甲基磷酸、六偏磷酸钠、聚环氧琥珀酸钠、多元醇磷酸酯中的三种以上所组成；各组分的用量如下：聚天冬氨酸的浓度为10～25mg/L，羟基亚乙基二磷酸的浓度为1～5mg/L，氨基三亚甲基磷酸的浓度为1～5mg/L，六偏磷酸钠的浓度为1～5mg/L，聚环氧琥珀酸钠的浓度为1～10mg/L，多元醇磷酸酯的浓度为1～5mg/L。

2.根据权利要求1所述的复配阻垢剂的制备方法，其特征在于该方法的工艺过程中先加入聚天冬氨酸，以聚天冬氨酸作为阻垢剂的基础液，然后加入其他物料；加热温度为60～80℃，搅拌速度保持在300转/分，pH值控制在8.1～10.2，静置时间为1～6小时。