CN1048693A - 碱性复合水处理剂 - Google Patents

Abstract

一种用于循环供热、循环冷却系统以解决设备的 防垢、防锈蚀、防水藻、防丢水、去除水垢为目的的新 型碱性复合水处理剂。该水处理剂是将原剂型的硅 酸盐、铵基三甲叉膦酸、碳酸钾和腐植酸钠用聚硅酸 盐、铵基三甲叉膦酸钾钠和水溶性腐植酸钠取代，并 增加了阴极成膜剂锌盐和控制碳酸盐能力很强的羟 基乙叉二膦酸钾钠。改进后的药剂也可以用于小型 低压蒸汽锅炉防垢。本药剂无毒、无公害。

Description

本发明涉及一种工业用水设备，用来防垢、防锈蚀、防藻和除垢的多功能水处理剂。

目前，工业用水设备，例如采暖锅炉、油田、输油管网、以及化工、石油、制药、炼钢、热处理油浴、汽车水箱、空压机、自备电站柴油发电机组等的循环冷却水系统在管理上存在四大难题：一、设备水侧金属表面的锈蚀现象是管理人员的一大难题，如处理不佳，将极大的影响设备使用寿命。二、由于设备结生水垢，增加了金属的传热阻力，造成了对能源的浪费，而且也危及设备的安全运行。三、循环冷却水系统，易在水侧金属表面滋生藻类植物，如处理不当，一是影响散热效果，二是堵塞管路。四、对于已经结生了水垢的设备，清除较为困难。

目前市售的同类产品水处理剂，多选用水玻璃、碳酸钾、腐植酸钠和铵基三甲叉膦酸，其缺点是：

1、水玻璃是偏硅酸钠，分子量低与金属表面金属离子一对一反应后，膜层密度小，对阻止金属离子向水中游动的能力小。

2、碳酸钾又名钾碱，其碱性强，长期应用易造成对金属的苛性脆化。

3、腐植酸钠是天然风化煤经酸化后再用碱中和的产物，内含大量的水不溶物，现有的水处理剂把该组份控制在30-40%之间，配制后沉淀物太多，应用时，向设备内引进了大量的悬浮物，造成设备内的水质极为混浊。

4、该类剂型缺管阴极区的缓蚀药物。用户在使用时，为了提高缓蚀效果必须提高药剂用量，用量大，则费用太高，压缩用量，则缓蚀效果不佳。为此，现有的水处理剂急需改进，以提高其使用性能和处理效果。

本发明的目的是提供一种碱性复合水处理剂，它不仅能有效地解决循环供热、循环冷却系统中用水设备的防垢、防腐蚀、防水藻、防丢水、除水垢的问题，而且可明显地提高水处理剂的使用性能和处理效果。

本发明的目的是这样实现的：所用原料重量百分比分别为羟基乙叉二膦酸钾钠5-15%，铵基三甲叉膦酸钾钠5-15%，聚硅酸钾钠20-40%，水溶性腐植酸钠5-25%，碳酸锌1-5%，羟基乙叉二膦酸5-15%，首先将上述原料分别放入反应釜内进行合成、混对，然后经过滤器滤除杂质，最后将滤液包装即成。其操作过程简便，所用原料经合成、混对后形成的滤液无毒、无公害，很容易推广应用。

由于本发明采用了聚硅酸盐、铵基三甲叉膦酸钾钠和水溶性腐植酸钠取代了现有技术中的硅酸盐、铵基三甲叉膦酸、碳酸钾，并增加了阴极成膜剂锌盐和控制碳酸盐能力很强的羟基乙叉二膦酸钾钠，所以本发明的水处理剂可以在腐蚀电池的两个极区同时成膜，与只有阴极成膜剂的水处理剂相比，成膜点多了一倍，成膜速度加快了，有利于提高膜层密度，避开了强碱对设备的损害，提高了对碳酸盐硬度的控制，限制了水不溶物的加入，不会使水质变为混浊，同时又保持了防丢水的色泽。因此，本发明的水处理剂比现有技术中的水处理剂，可明显提高其使用性能和处理效果。该水处理剂也可以用于小型低压蒸汽锅炉防垢。

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例：

1、合成。准确称取含量≥98%的优质碳酸锌10千克，放入带搅拌器的耐酸反应釜内，在搅拌下缓慢滴加羟基乙叉二膦酸，进行合成，生成羟基乙叉二膦酸锌盐。至泡沫停止发生时为准，然后用碳酸钠饱和水溶液将釜内反应物的PH值调至8.5，备用，以便混对。

2、混对。在搅拌下分别向反应釜内注入150千克羟基乙叉二膦酸钾钠、150千克铵基三甲叉膦酸钾钠、400千克聚硅酸钾钠和250千克水溶性腐植酸钠。

3、过滤。将上述反应产物用过滤器滤除机械杂质，滤液即为成品。最后将滤液包装出厂。

为详细说明本发明水处理剂所具有的使用性能和显著的处理效果，对其作用机理叙述如下：

一、防蚀

1、钢材生锈是因为在其表面发生“微电池现象”，钢材表面铁原子的核外电子在电位差的驱动下，由阳极区向阴极区流动。铁原子失去电子后变为铁离子，如遇水中的负氧离子和氢氧根离子则变成铁锈，水处理药剂的防蚀手段是向阳极区提供可以和铁离子反应的阴离子，而产物是不溶于水的。在金属表面形成电沉积膜，这种膜层可以阻碍膜内金属离子向水中游动，控制了钢材的锈蚀速度。现有水处理剂用于参加反应的组份是水玻璃，这是一种偏硅酸盐，它所能提供的阴离子是偏硅酸根，由于偏硅酸根的分子量小，限制了成膜后的膜层密度。本发明提供的阴极成膜剂是聚硅酸盐，聚硅酸根的分子量是偏硅酸根的几倍乃至十几倍，成膜后的膜层密度明显提高，提高了阻碍膜层内侧铁离子向水中游动的能力，防蚀效果明显提高。

2、现有同系列液体水处理剂中，缺乏阴极成膜剂，本发明含有可以在阴极区成膜的锌离子，当锌离子游至阴极区金属表面时，遇到从阳极区流动过来的自由电子，则锌离子吸收电子后变成锌原子而沉积在阴极区钢材表面，这种元素的电极电位比铁低，因而对后继的自由电子有一种斥力，防止了自由电子通过膜层向水中的溶解氧输送，控制了腐蚀电池现象的发生和发展。与只有阳极成膜物的剂型比，双极成膜水处理剂的成膜点多了一倍，成膜速度加快了，膜的覆盖面明显加大了。因此，这种剂型的水处理剂的防蚀性能明显提高。

二、防垢

1、水中的钙、镁、铁等可溶性阳离子遇硅酸盐后形成不溶性沉淀，通过排污可以清除用水设备之外。现有水处理剂所用的沉淀剂是偏硅酸盐，本发明改为聚硅酸盐。后者与钙、镁离子生成的沉淀比前者大，而聚硅酸盐本身又是絮凝剂，可让沉淀物凝聚成更大的粒子，易于沉降和排出。

2、现有水处理剂是用铵基三钾叉膦酸作水稳剂的，本发明增加了羟基乙叉二膦酸，后者对水中的钙盐有更有效的稳定作用。

三、防垢作用

1、碱性物质可以与水垢中的二氧化硅生成水溶物，本发明改碳酸钾为水解后呈碱性的钾钠盐，既可以达到溶解水垢中硅酸盐的目的，又可以避免长期使用钾碱而对钢材的碱性腐蚀和苛性脆化。

2、水垢上的钙盐和镁盐如用碱金属离子进行交换，则变成了可溶物，但这种反应又会逆转回去，由于这种逆转是在水中，于是垢中的组份被转入了水，通过排污即被清除用水设备之外。现有水处理药剂在除垢中提供的是单纯的碱金属盐，本发明改用了钾钠复盐，充分利用了碱金属离子间的协同效应。

本发明用失重法对A3钢片作腐蚀试验表明：

腐蚀率＜0.00712（mm/a）

缓蚀率＞99.45（%）

试验条件：

PH＝8.0-9.0

t＝45±2℃

药剂浓度（以SiO2计）：500ppm。

Claims (1)

1、一种用于循环供热、循环冷却系统中用水设备的碱性复合水处理剂，其特征是：所用原料的重量百分比分别为：

羟基乙叉二膦酸钾钠  5-15%，

铵基三甲叉膦酸钾钠  5-15%，

聚硅酸钾钠          20-40%，

水溶性腐植酸钠      5-25%，

碳酸锌              1-5%，

羟基乙叉二膦酸      5-15%，

首先将上述原料分别放入反应釜内进行合成、混对、然后经过滤器滤除机械杂质，最后将滤液包装即成。