CN105016490A - 一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，属于电力系统水处理技术领域。其目的是提供一种具有工艺流程简单、生产成本低，无磷配方产品，质量稳定，阻垢缓蚀高效的复合阻垢剂的制备方法。其配料重量百分比组成为：水解聚马来酸酐15~30%、聚环氧琥珀酸10~20%、磺酸共聚物10~15%、锌盐5~8%、水杨酸钠2~5%和余量的水。本发明采用的复配原料均无毒、廉价、高效，其生产工艺流程简单，产品质量稳定，缓蚀阻垢率高于95%。同时，其生产工艺为环保型清洁工艺，无工业三废排放，操作简便，生产成本低，适合工业化规模生产。

Description

一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂

技术领域

本发明涉及一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，属于电力系统水处理技术领域。

背景技术

随着工业的发展，工业用水量急剧增加，水资源紧缺已成为全世界亟待解决的重大问题；使用循环冷却水是节约水资源的重要有效途径，在火力发电厂等电力企业的循环冷却水系统中，循环冷却水占用水总量的70％，如果循环冷却水水质处理效果差，将使系统中沉积物增多，导致热电设备结垢、积盐和腐蚀，直接影响电厂热电设备(锅炉、汽轮机等)的安全、稳定和经济运行。因此控制冷却水系统中的沉积物含量对保证电厂的正常运行有重要的意义。目前国内针对电力循环冷却水系统用专用的水处理剂很少，且多为含磷的药剂，主要有聚磷酸盐、有机磷酸盐、聚羧酸等种类。聚磷酸盐、有机磷酸盐含磷系列水处理剂，长期使用，除了会生成磷酸盐沉淀粘附在换热设备、管道上结为水垢外，大量磷酸盐的排放会对环境造成污染，国家对其规定了严格的排放标准。因此，聚羧酸系列水处理剂得以较快的发展。聚羧酸作为阻垢剂，使用较多的是聚丙烯酸(钠)、环氧琥珀酸和聚马来酸等。由于相互协同作用，一元阻垢剂近年来在工业循环冷却水中的用量呈下降趋势，正逐步被性能更为优异的多元阻垢剂替代。本专利申请人发明了一种高分子量(平均分子量大于5500)聚马来酸酐的制备方法，并由中国专利申请CN 200910117136.X对其进行公开。本发明基于该高分子量聚马来酸酐制备的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，是一种性能卓越、适合应用在电力系统领域内普通循环水及高硬度、高碱度、高PH值的敞开式循环冷却水系统中的阻垢、缓蚀剂，属多元无磷配方，这类多元阻垢缓蚀剂无疑会给国内市场添加新的活力，其市场需求将极具发展前途。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有工艺流程简单、生产成本低、多元无磷配方、质量稳定、阻垢缓蚀高效的电力循环水系统用阻垢缓蚀剂。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其配料重量百分比组成为：

进一步地优选，所述的聚马来酸酐的平均分子量大于5500。

进一步地优选，所述的磺酸共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物。

进一步地优选，所述锌盐为一水硫酸锌至七水硫酸锌的一种或二种以上的混合物。

进一步地优选，其制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入水解聚马来酸酐搅拌20～30分钟；

(2)再加入环氧琥珀酸、磺酸共聚物搅拌30～40分钟。

(3))最后在反应釜中加入水杨酸钠，搅拌20～30分钟，搅拌均匀后即得产品。

本发明具有如下优点：

1、阻垢缓蚀效果好。本发明采用具有大量羧基基团的高分子量水解聚马来酸酐(M≥5500)和水杨酸钠的协同作用，在水溶液中对Fe³⁺、Ca²⁺等离子具有极好的络合作用。采用磺酸共聚物同时含有的强酸基团、弱酸基团、非离子基团相互协同作用，更进一步增强了药剂的阻垢分散作用。

2、缓蚀性能强。水杨酸钠与锌盐等缓蚀剂可以有效的防止碳钢、不锈钢等材质腐蚀。同时，锌离子与聚环氧琥珀酸、高分子量的聚马来酸酐络合反应，溶液稳定，在循环水中起到缓蚀作用；聚环氧琥珀酸也有很好的缓蚀阻垢功能，与聚马来酸酐复配，发挥协同作用，提高阻垢缓蚀效果。

3、无磷配方，无二次污染。本发明采用的复配原料中不含磷，不会造成水体富营养化，排水不会对环境造成污染。

4、生产工艺无污染排放。生产工业为环保型清洁工艺，无工业三废排放，操作简便，生产成本低，适合工业化规模生产。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：本发明一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其配料重量百分比组成为：

其中，水解聚马来酸酐分子量大于等于5500，磺酸共聚物为AA/AMP共聚物，锌盐为一水硫酸锌或者七水硫酸锌。

本发明制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌20分钟；

(2)再在反应釜中加入环氧琥珀酸、磺酸共聚物搅拌30分钟；

(3)最后在反应釜中加入水杨酸钠搅拌搅拌均匀后即得产品。

实施例2：本发明一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其配料重量百分比组成为：

其中，水解聚马来酸酐分子量大于等于5500，磺酸共聚物为AA/AMP共聚物，锌盐为一水硫酸锌或者七水硫酸锌。

本发明制备方法的步骤为：

(1)将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入聚马来酸酐搅拌40分钟；

(2)再在反应釜中加入环氧琥珀酸、磺酸共聚物搅拌30分钟；

(3)最后在反应釜中加入水杨酸钠搅拌搅拌均匀后即得产品。

为了证明本发明的阻垢、缓蚀性能，上述实施例所得的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂的性能评定方法如下：

阻垢性能测定

采用静态阻垢试验法(GB16632—1996)进行阻垢性能测定：

仪器设备：酸度计pHS-3C型，精度±0.02；电热恒温水浴锅HH·S21-4型，精度1℃；

试验条件：试验温度(80±1)℃，试验周期72h，试验水为安徽某集团热电分厂补充水。试验前后Ca2+用EDTA标准溶液标定。阻垢率按下式计算：

阻垢率η＝(X₂-X₁)/(X₀-X₁)×100％

X₁，X₂——未加入药剂和加入药剂的试验用水Ca²⁺质量浓度，mg/L；

X₀——试验前补充水浓缩7倍时Ca²⁺质量浓度理论值，mg/L。

阻垢性能测定结果见下表1：

表1

由表1可知，实施例1至2一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂在20mg/L条件下的静态阻垢率均在95％以上，其中以实施例2的阻垢效果最好。

缓蚀性能测定

采用旋转挂片失重法(HG/T 2159—1991)进行缓蚀性能测定；

仪器设备：旋转挂片腐蚀试验仪RCC-III型；

试验条件：试验温度45℃，旋转速度80r/min，试验时间72h，试验水为安徽某集团热电分厂循环水，试验试片为冷却水化学处理标准腐蚀试片Ⅰ型，腐蚀率按下式计算：

Y₀＝8760×m₀×10/(s×ρ×t)

Y₁＝8760×m×10/(s×ρ×t)

W＝Y₀-Y₁/Y₀×100％

Y₀——空白试验试片的腐蚀率，mm/a；

Y₁——加药剂后试片的腐蚀率，mm/a；

W——缓蚀率，％；

m₀——空白试验试片的质量损失，g；

m——加药剂后试片的质量损失，g；

s——试片表面积，cm²；

ρ——试片密度，g/cm³；

t——试验时间，h；

8760——与1年相当的小时数，h/a；

10——与1cm相当的毫米数；mm/cm。

缓蚀性能测定结果见下表2：

表2

由表2可知，实施例1至2一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂在20mg/L条件下的缓蚀性能良好。

综上，从表1和表2可看出，本发明药剂的阻垢、缓蚀性能都比较优异，表明本发明同时具有阻垢、缓蚀功能，各组分具有很好的相溶性、协同性和互补性，可替代现有的单一功能阻垢剂。

以上描述了本发明的主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其特征在于，其配料重量百分比组成为：

水解聚马来酸酐        15~30%

聚环氧琥珀酸          10~20%

磺酸共聚物            10~15%

锌盐                   5~8%

水杨酸钠               2~5%

余量的水。

2.根据权利要求1所述的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的磺酸共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸共聚物。

3.根据权利要求1所述的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的聚马来酸酐的平均分子量大于5500。

4.根据权利要求1所述的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述的锌盐为一水硫酸锌至七水硫酸锌的一种或二种以上的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种电力循环水系统用阻垢缓蚀剂，其制备方法的步骤为：

（1）将锌盐和水加入反应釜中常温搅拌使锌盐充分溶解，然后加入水解聚马来酸酐搅拌20~30分钟；

（2）再加入环氧琥珀酸、磺酸共聚物搅拌30~40分钟；

（3）最后在反应釜中加入水杨酸钠，搅拌20~30分钟，搅拌均匀后即得产品。