CN104724838A

CN104724838A - 一种用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂

Info

Publication number: CN104724838A
Application number: CN201510118442.0A
Authority: CN
Inventors: 武素香; 曹一然; 单素灵; 雷超; 侯悖; 郭腾; 张静; 王双田
Original assignee: Beijing Bluestar Cleaning Co Ltd
Current assignee: Beijing Bluestar Cleaning Co Ltd
Priority date: 2015-03-18
Filing date: 2015-03-18
Publication date: 2015-06-24

Abstract

本发明涉及一种用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂，包括羧酸类聚合物、含氮杂环化合物、有机磷化合物、辅助缓蚀剂、杀菌剂和去离子水复配而成。本发明用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂可减缓金属的腐蚀与换热器炉内交换面无机垢类的沉积，缓蚀阻垢性能好，具有杀菌作用，并且磷含量较低，符合国家环保产业政策，可广泛应用于各类循环冷却水。

Description

一种用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明涉及一种循环冷却水处理剂，尤其涉及一种用于循环冷却水的具有缓蚀、阻垢及杀菌多重功效的循环冷却水处理剂。

背景技术

随着工业的迅速发展，水资源短缺和水质污染愈演愈烈，已构成严重的社会危机[1]。冷却水占工业用水的 80％以上，目前，采用化学加药处理方法是循环水质稳定处理中最为有效且经济的技术措施，即根据循环冷却水系统的水质和材质特点，采用合适的水质稳定剂以控制系统结垢、腐蚀、细菌藻类滋生等问题。

循环冷却水具有一定的特殊性，在高温下多次循环后，水中的结垢型物质如Ca²⁺、Mg²⁺等因溶解度下降产生析出，析出的物质会沉积在循环冷却系统钢管的换热表面上，形成水垢。水垢的阻热能力比钢管大几十乃至成百倍，附着在冷却系统钢管表面的水垢阻碍燃烧的热量向水中传递，造成热效率降低、能源消耗增加，以及覆盖在垢下钢管表面温度升高、强度下降，引发过烧、爆管等安全事故。另一方面，水中溶解氧以及腐蚀性物质，会造成炉壁的腐蚀、穿孔，也是造成事故的主要原因。因此，国家对循环冷却的供水制定了严格的操作规范和检验标准，2t/h以上的循环冷却不能使用未经处理的水质作为供给水。鉴于以上原因，循环冷却给水处理设备和水处理药剂的使用已经成为循环冷却系统运行必不可少的措施和条件。

近年来含磷有机缓蚀阻垢剂已成为工业水处理中应用最为广泛的一类水质稳定剂，这是因为它们的化学稳定性好，一定条件下和其它水处理剂复合使用，能表现出理想的协同效应，兼具缓蚀阻垢作用的结果。但是磷的排放易引起水体富营养化，暴发大面积“赤潮”等水质事件，严重影响生态环境。

因此，从可持续发展和保护环境的角度，开发和应用高效低磷水处理剂是水处理行业发展的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够有效控制水垢在管道中的堆积同时缓解设备腐蚀，延长设备使用寿命的低磷缓蚀阻垢剂。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂，包括羧酸类聚合物、含氮杂环化合物、有机磷化合物、辅助缓蚀剂、杀菌剂和去离子水。

在优选的实施方案中，所述各成分的重量百分比为：羧酸类聚合物10-50%、含氮杂环化合物0.2-10%、有机磷化合物5-40%、辅助缓蚀剂2-15%、杀菌剂1-30%、其余量为去离子水。

在优选的实施方案中，所述各成分的重量百分比为：羧酸类聚合物20-40%、含氮杂环化合物0.6%、有机磷化合物5-30%、七水硫酸锌3.56%、葡萄糖酸钠1.42%、杀菌剂5-25%、其余量为去离子水。

在优选的实施方案中，辅助缓蚀剂为七水硫酸锌和/或葡萄糖酸钠。

在优选的实施方案中，羧酸类聚合物为AA-AMPS、AA-MA、POCA、PAA、PAAS中的一种或两种。

在优选的实施方案中，有机磷化合物为2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷（PBTCA）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸（HEDP）中的一种或两种。

在优选的实施方案中，含氮杂环化合物为苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑、乌洛托品、烷基咪唑啉衍生物中的一种或两种。

在优选的实施方案中，杀菌剂为异噻唑啉酮、季铵盐1227中的一种或两种。

该低磷缓蚀阻垢剂的制备方法为，将上述成分按比例混合，搅拌均匀即可。

在使用时，根据冷却水系统的状况，按缓蚀阻垢剂在水中的浓度为50 mg/L - 80 mg/L的量加入，该低磷缓蚀阻垢剂的适用温度为50-100 ^oC，适用水的pH值为7-9。

本发明采用无磷的AA/AMPS、AA-MA、有机多元膦酸和杀菌剂复配成低磷缓蚀阻垢剂，可减缓金属的腐蚀与换热器炉内交换面无机垢类的沉积，缓蚀阻垢性能好，具有杀菌作用，并且磷含量较低，符合国家环保产业政策，可广泛应用于各类循环冷却水。相比现有技术，本发明具有如下有益的技术效果：

1）本工艺简单，是集防垢、除垢、缓蚀、杀菌于一体的多功能冷却水处理药剂。

2）新产品无需复杂设备，运行成本低，免去化学清洗除垢，因而节省了大量的人力、物力、财力，具有省煤、省水、省电的特点。

3）其应用范围可逐步拓宽，将来不仅可用于冷却循环水系统，还可应用到热水锅炉、蒸汽锅炉、蒸汽机车锅炉、家庭小型暖气供热系统、中央空调等。

4）减少了水处理剂的磷、氮含量，有利于环境的保护。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例 1 ：

一种用于冷却水的低磷缓蚀阻垢剂包括下述重量百分含量的原料：

AA-AMPS 28.49%

AA-MA 7.12%

HEDP 10.67%

ATMP 5.34%

巯基苯并三氮唑 0.64%

七水硫酸锌 3.56%

葡萄糖酸钠 1.42%

异噻唑啉酮 13%

其余量为去离子水。

实施例 2 ：

AA-AMPS 28.49%

HEDP 10.67%

ATMP 5.34%

苯并三氮唑 0.64%

七水硫酸锌 3.56%

葡萄糖酸钠 1.42%

异噻唑啉酮 10%

其余量为去离子水。

实施例 3 ：

AA-AMPS 28.49%

AA-MA 7.12%

ATMP 5.34%

乌洛托品 0.64%

七水硫酸锌 3.56%

葡萄糖酸钠 1.42%

异噻唑啉酮 9%

其余量为去离子水。

实施例 4 ：

AA-AMPS 28.49%

AA-MA 7.12%

HEDP 10.67%

苯并三氮唑 0.64%

七水硫酸锌 3.56%

葡萄糖酸钠 1.42%

1227 12.8%

其余量为去离子水。

实施例 5 ：

AA-AMPS 28.49%

AA-MA 7.12%

PBTCA 10.67%

ATMP 5.34%

烷基咪唑啉 0.64%

七水硫酸锌 3.56%

葡萄糖酸钠 1.42%

1227 10.6%

其余量为去离子水。

上述实施例所得的冷却水缓蚀阻垢剂的性能评定方法参照中华人民共和国化工行业标准《碳酸钙沉积法》（GB/T 16632-2008）。缓蚀性能试验采用旋转挂片法 (GB/T18175-2000)。试验结果如下：

表1 药剂的缓蚀阻垢效果

由表1可以看出，实施例1-5均比市售缓蚀阻垢剂C-350和LX-053的阻垢性及缓蚀性能好，本发明的缓蚀阻垢剂具有优良的缓蚀阻垢效果。

选用实施例1对不同加药量进行静态阻垢试验和缓蚀试验，试验结果如表2：

表2碳酸钙沉积法试验结果

由表2可以看出，缓蚀率随着低磷缓蚀阻垢剂浓度的增加而升高。低磷缓蚀阻垢剂的质量浓度为50 mg/L时，阻垢率为93.5%，缓蚀率最高达到91.5%。从性能和经济效益方面考虑，将50 mg/L作为低磷缓蚀阻垢剂的最佳投加量。

杀菌灭藻剂对药剂缓蚀性能的影响试验

循环水日常采用的杀菌灭藻剂种类较多,本发明中选择比较典型季按盐1227、异噻唑啉酮做为的杀菌剂灭藻剂。试验条件：试验温度：50士1 ^oC；试验时间：72小时；加药浓度：50mg/L；试片材质：碳钢。试验结果如表3。

表3缓蚀性能试验数据

从上表中数据结果可以看出，杀菌剂灭藻剂对复合低磷缓蚀阻垢剂的缓蚀性能并没有产生较大的影响，说明常用的杀菌灭藻剂异噻唑啉酮和季铵盐1227能与低磷缓蚀阻垢剂复合使用。

本发明缓蚀阻垢剂与现有技术比较，属于低磷复合缓蚀阻垢的化学药剂，解决了现有水处理技术中单一有机水处理剂中磷含量较高，使用范围较窄的问题，可广泛用于冷却循环水处理中。本发明缓蚀阻垢剂磷含量和市售缓蚀阻垢剂磷含量比较如表4所示。

表4 磷含量数据

从上表4数据结果可以看出，本发明磷含量与市售的配方相比，磷含量显著降低。

本领域技术人员将会认识到，在不偏离本发明的保护范围的前提下，可以对上述实施方式进行各种修改、变化和组合，并且认为这种修改、变化和组合是在独创性思想的范围之内。

Claims

1.一种用于循环冷却水的低磷缓蚀阻垢剂，包括羧酸类聚合物、含氮杂环化合物、有机磷化合物、辅助缓蚀剂、杀菌剂和去离子水。

2.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述各成分的重量百分比为：羧酸类聚合物10-50%、含氮杂环化合物0.2-10%、有机磷化合物5-40%、辅助缓蚀剂2-15%、杀菌剂1-30%、其余量为去离子水。

3.根据权利要求2所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，所述各成分的重量百分比为：羧酸类聚合物20-40%、含氮杂环化合物0.6%、有机磷化合物5-30%、七水硫酸锌3.56%、葡萄糖酸钠1.42%、杀菌剂5-25%、其余量为去离子水。

4.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，辅助缓蚀剂为七水硫酸锌和/或葡萄糖酸钠。

5.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，羧酸类聚合物为AA-AMPS、AA-MA、POCA、PAA、PAAS中的一种或两种。

6.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，有机磷化合物为2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷（PBTCA）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸、羟基乙叉二膦酸（HEDP）中的一种或两种。

7.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，含氮杂环化合物为苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑、乌洛托品、烷基咪唑啉衍生物中的一种或两种。

8.根据权利要求1所述的低磷缓蚀阻垢剂，其特征在于，杀菌剂为异噻唑啉酮、季铵盐1227中的一种或两种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的低磷缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，将上述成分按比例混合，搅拌均匀即可。

10.根据权利要求1-8任一项所述的低磷缓蚀阻垢剂的使用方法，其特征在于，在使用时，根据冷却水系统的状况，按缓蚀阻垢剂在水中的浓度为50 mg/L - 80 mg/L的量加入，该低磷缓蚀阻垢剂的适用温度为50-100 ^oC，适用水的pH值为7-9。