CN101851028B - 一种用于除灰水系统的除垢防垢剂的制备 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于除灰水系统的除垢防垢剂的制备，以重量份数配制原料，由衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物28-35份，多元醇磷酸酯27-36份，羟基乙酸16-23份，纯水19-25份组成；其佳配制：由衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物30份，多元醇磷酸酯30份，羟基乙酸20份，纯水20份组成；制备时先加纯水，再将它组分依次投入反应釜，搅拌40-50分钟，控温20-35℃，即得产品；其中衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物的合成，取衣康酸10-14份、苯乙烯磺酸5-7份、异丙醇3-5份、纯水30-38份，依次投入反应釜中搅拌，加热至95℃，滴加丙烯酸22-25份和过硫酸铵溶液2份(先用18份水稀释)，控制30分钟内滴加完毕，保温反应110-122分钟，降至室温出料，pH值1.5-2.5，呈浅黄色透明液体时即得。该产品用于电厂除灰水和油田回注水的除防垢，投加量为5-10mg/L。

Description

一种用于除灰水系统的除垢防垢剂的制备

技术领域

本发明涉及用于除灰水回用的除垢防垢剂，尤其适用于除灰水闭路循环系统的高效除垢防垢剂的制备。

背景技术

目前，各火力发电厂已普遍对生产废水进行处理并循环使用，实现废水系统的零排放。采用除灰水闭路循环，不仅可以减轻除灰水对天然水体的污染，而且还可以节约用水。但对于干除灰湿排灰的电厂，普遍存在除灰水回水的结垢问题，常因回水泵及阀门和管道的严重结垢，造成泵的出力下降，严重时危及除灰水回用系统的正常运行。灰垢是飞灰和除灰水接触反应的沉积物，灰水管灰垢实质上是粉煤灰中CaCO₃通过一系列的化学、物理反应而在灰管中形成碳酸钙垢的过程。由于粉煤灰中含有大量的活性氧化钙等物质，在除灰过程中溶解于水，引起pH值和Ca²⁺浓度升高，当灰水进入灰场后，吸收了空气中CO₂，离解为CO₃ ^2-，使灰水中 $\left[{\mathrm{Ca}}^{2+}\right]\left[{{\mathrm{CO}}_3}^{2-}\right]>{\mathrm{KSP}}_{{\mathrm{CaCO}}_3},$ 形成不稳定的过饱和溶液，析出CaCO₃引起结垢。

从结垢机理来看，除灰水系统的结垢是由于碳酸钙过饱和所引起的，也就是能够在灰水进入回水泵之前，使碳酸钙过饱和度消除或降低都可以起到防垢作用。消除或降低碳酸钙过饱和度的途径目前有加烟气法、投加晶种法、加酸法、电磁法及添加防垢剂法等。无论用那一种方法通过分析研究，其防垢思路不外乎以下三种：第一种加速碳酸钙的生成速率，使其成垢于管前；第二种是推迟碳酸钙的生成，使其成垢于管后；第三是不回避管内结垢，添加防垢剂法，该法具有系统简单、添加剂量小、操作方便、运行维护工作量小等优点，且可预防灰水系统中结垢敏感部位-回水泵的结垢。

本发明旨在克服上述的技术缺点，拓展其优点，提供一种可以在电厂除灰水系统中具有良好的防垢性能的除垢防垢剂。

发明内容：

本发明的目的是：提供一种用于电厂除灰水系统的除垢防垢剂，通过配制遴选与单体的合成，使缓蚀阻垢剂增效，产生强的协同作用，特别是经检测验证对电厂除灰水系统防止结垢有特殊的效果，成为绿色化工的新产品。

本发明的目的是这样实现的：一种用于除灰水系统的除垢防垢剂的制备，以重量份数配制原料，原料含衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物28-35份，多元醇磷酸酯27-36份，羟基乙酸16-23份，纯水19-25份组分；其佳组分含：衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物30份，多元醇磷酸酯30份，羟基乙酸20份，纯水20份；制备时投加，先加纯水，再将其他组分依次投入反应釜中，搅拌40-50分钟，控温20-35℃，即得产品；

其中衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物的合成，以重量份数加组分，将衣康酸10-14份、苯乙烯磺酸5-7份、异丙醇3-5份、纯水30-38份，依次投入反应釜中搅拌，加热至95℃，滴加丙烯酸22-25份和过硫酸铵溶液2份(先稀释)，控制30分钟内滴加完毕，保温反应110-122分钟，降至室温出料，PH值1.5-2.5，为浅黄色透明液体即得。

所述的除垢防垢剂的制备，过硫酸铵溶液的稀释重量比为2∶18；纯水为18。

所述的除垢防垢剂的制备，该产品用于电厂除灰水的防垢除垢，油田回注水的防垢剂，投加量为5-10mg/L。

所述的除垢防垢剂的制备，配料的衣康酸、苯乙烯磺酸、异丙醇、丙烯酸、过硫酸铵、多元醇磷酸酯、羟基乙酸均为市售工业品，纯水为三级水。

本发明选用的多元醇磷酸酯由于引入了多个聚氧乙烯基，与国内目前生产的磷酸酯水质稳定剂相比，不仅提高了缓蚀性能，也提高了灰垢的分散性能，消除了磷酸酯由于磷氧链易水解的缺点，其稳定性远高于一般有机磷酸酯。

本发明自制的衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物，利用衣康酸、苯乙烯磺酸、和丙烯酸为原料，合成了三元共聚物阻垢剂，分子内引入了苯磺酸基团，增加了其耐温、抗盐能力，适用于高碱高钙的电厂除灰水系统；而且所采用的衣康酸单体属于环境友好型产品，在一定程度上满足了环境保护的要求。

本发明选用的用羟基乙酸能与除灰水系统管道与设备中的锈垢、钙、镁盐等充分反应而达到除垢目的。因为是有机酸，所以对材质的腐蚀性很低，且除垢清洗时不会产生有机酸铁的沉淀；由于无氯离子，还适合于奥氏体钢材质的除垢清洗。

本发明构思与提供的用于除灰水系统的除垢防垢剂，满足了生产需求，改进了现有技术的不足，产生的技术效果颇有价值，对电厂除灰水系统防止结垢有特殊的作用，成为绿色化工产品，彰显技术进步。

具体实施方式

实施例1

组分以重量份数配制：取衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物32份，多元醇磷酸酯33份，羟基乙酸22份，纯水19份；

其另组分：取衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物30份，多元醇磷酸酯30份，羟基乙酸20份，纯水20份；

其中：取衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物的制备，取衣康酸12份、苯乙烯磺酸6份、异丙醇4份、纯水34份，投入反应釜中搅拌，加热至95℃，同时滴加丙烯酸24份和过硫酸铵溶液2份(先用18份纯水稀释)，控制30分钟内滴加完毕，保温反应120分钟，降至室温出料，得浅黄色透明液体即为衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物。

以上配料按以下步骤实施：

将纯水投入反应釜，开动搅拌装置，然后依次加入自制衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物、多元醇磷酸酯、羟基乙酸，搅拌45分钟，控温30℃；均匀搅拌即得除灰水系统的除垢防垢剂。

实施例2

对照1    市售的羟基亚乙基二膦酸，代号为HEDP

对照2    市售的氨基三甲叉膦酸，代号为ATMP

实验条件：取某一电厂除灰水样，水质条件如下所示：PH值12.50、电导率3130us/cm、钙离子288.58mg/L、甲基橙碱度479.04mg/L、酚酞碱度42.35mg/L。

实验方法：

采水样250mL，加入5mg/L阻垢剂，摇匀，将锥形瓶浸入25±1℃的恒温水浴中，静置48小时后，将水样取出，用中速滤纸过滤，取出分析滤液中的钙离子浓度，并按以下公式计算阻垢率：

式中：C₀-原水的Ca²⁺的浓度；

      C₁-空白试验水中Ca²⁺的浓度；

      C₂-加药后试验水中Ca²⁺的浓度。

该药剂与对照性能测试，其投加量和阻垢率见表。

序号	药剂名称	量mg/L	试前Ca2+mg/L	试后Ca2+mg/L	阻垢率％
						1	空白	0	288.58	151.36	/
2	对照1	5	288.58	248.50	70.79％
						3	对照1	10	288.58	272.54	88.31％
序号	药剂名称	量mg/L	试前Ca2+mg/L	试后Ca2+mg/L	阻垢率％
						4	对照2	5	288.58	272.54	88.31％
5	对照2	10	288.58	278.65	92.76％
						6	实施例1	5	288.58	312.62	＞100％
7	实施例1	10	288.58	320.64	＞100％

由上表数据可知：实施例1的药剂要比市场常规的防垢剂要好，其中实施例1测出的Ca²⁺浓度比原水的要高，表明该药剂不但具有防垢作用.还具有一定的溶垢作用，是一种理想的冲灰水回用阻垢剂。

Claims (3)

1.一种用于除灰水系统的除垢防垢剂的制备，其特征在于：以重量份数配制原料，原料含衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物28-35份，多元醇磷酸酯27-36份，羟基乙酸16-23份，纯水19-25份组分；制备时投加，先加纯水，再将其他组分依次投入反应釜中，搅拌40-50分钟，控温20-35℃，即得产品；

其中衣康酸-苯乙烯磺酸-丙烯酸共聚物的合成，以重量份数加组分，将衣康酸10-14份、苯乙烯磺酸5-7份、异丙醇3-5份、纯水30-38份，依次投入反应釜中搅拌，加热至95℃，滴加丙烯酸22-25份和以过硫酸铵0.2份、纯水1.8份组成的过硫酸铵溶液2份，控制30分钟内滴加完毕，保温反应110-122分钟，降至室温出料，pH值1.5-2.5，为浅黄色透明液体即得。

2.依据权利要求1所述的除垢防垢剂的制备，其特征在于：该产品用于电厂除灰水的防垢除垢，油田回注水的防垢剂，投加量为5-10mg/L。

3.依据权利要求1所述的除垢防垢剂的制备，其特征在于：配料的衣康酸、苯乙烯磺酸、异丙醇、丙烯酸、过硫酸铵、多元醇磷酸酯、羟基乙酸均为市售工业品，纯水为三级水。