CN105585142A - 工业循环水增效剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种工业循环水增效剂，属于精细化工技术领域。一种工业循环水增效剂，包括以下重量百分比的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚5～7%、丙烯酸9.5～11%、聚环氧琥珀酸18～20%、羟基乙叉二膦酸21～25%、乙二胺四乙酸二钠5～6.5%、十二烷基二甲基苄基溴化铵2～3%，余量为水。本发明的工业循环水增效剂在加入循环水后，通过超分子识别和选择性组装作用，在金属表面形成优于纳米膜的超分子膜，从而使缓蚀和阻垢的效果接近100%；而且可以在线清洗预膜、防腐、阻垢、杀菌灭藻，在线清洗预膜后不需要排污，直接运行；还可以提高循环水流速和换热能力，增加循环水的换热效率，减少污废水排放。

Description

工业循环水增效剂

技术领域

本发明涉及一种工业循环水增效剂，属于精细化工技术领域。

背景技术

工业循环冷却水系统在运行过程中，主要产生的问题：（1）水垢：由于循环水在冷却过程中不断地蒸发，使水中含盐浓度不断增高，超过某些盐类的溶解度而沉淀。常见的有碳酸钙、磷酸钙、硅酸镁等垢。水垢的质地比较致密，大大的降低了传热效率，0.6毫米的垢厚就使传热系数降低了20%。（2）泥垢：污垢主要由水中的有机物、微生物菌落和分泌物、泥沙、粉尘等构成，垢的质地松软，不仅降低传热效率而且还引起垢下腐蚀，缩短设备使用寿命。（3）腐蚀：循环水对换热设备的腐蚀，主要是电化腐蚀，产生的原因有设备制造缺陷、水中充足的氧气、水中腐蚀性离子（Cl-、Fe2+、Cu2+）以及微生物分泌的黏液所生成的污垢等因素，腐蚀的后果十分严重，不加控制极短的时间即使换热器、输水管路设备报废。（4）微生物粘泥：因为循环水中溶有充足的氧气、合适的温度及富养条件，很适合微生物的生长繁殖，如不及时控制将迅速导致水质恶化、发臭、变黑，冷却塔大量黏垢沉积甚至堵塞，冷却散热效果大幅下降，设备腐蚀加剧。

传统循环水处理，即通过向系统中投加净水剂、缓蚀阻垢剂、杀菌灭藻剂，通称作水质稳定剂，保持循环水的水质指标在某一范围内。此方式只能是起到延缓腐蚀和结垢的目的，并不能从根源上解决循环水系统的腐蚀结垢问题。尤其是设备表面的电化学腐蚀，传统的缓蚀阻垢技术如果加药不当，还可能加重电化学腐蚀的进程。因为传统的缓蚀阻垢剂作用原理是通过阻垢剂分子与水中的钙镁离子结合来延缓结垢的速度，即传统的药剂分子本身也存在水合与电离，使水的电导率上升，最终引起电化学腐蚀的加剧。水质稳定法处理循环水，很难做到水质的稳定均一。

循环水水质受外部条件影响较大，在加上换热工况也会受天气等外界因素的影响，水质稳定处理很难做到稳定。如果长期采用水质稳定剂法处理循环水，会出现以下问题：

1、缓蚀阻垢率低；

2、菌藻易产生抗药性；

3、已经形成的污垢无法去除，会持续对设备和管道产生腐蚀。

如果水质稳定处理方法不当，甚至会起到相反的效果，最终会导致循环水指标的失控。

发明内容

针对现有循环水处理技术中存在的上述不足，本发明提供了一种工业循环水增效剂，把水处理变为金属表面处理，使金属表面经过超分子膜化后，形成了稳定、致密的超分子保护膜，从而达到阻垢和缓蚀的目的，提高循环水流速和换热能力，增加循环水的换热效率，减少污废水排放。

为解决现有技术中存在的问题，本发明采用的技术方案是：一种工业循环水增效剂，包括以下重量百分比的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚5～7%、丙烯酸9.5～11%、聚环氧琥珀酸18～20%、羟基乙叉二膦酸21～25%、乙二胺四乙酸二钠5～6.5%、十二烷基二甲基苄基溴化铵2～3%，余量为水。

本发明的工业循环水增效剂通过以下方法配制成：将各组分按配比依次混和均匀后，用氢氧化钠调pH为中性即可。

超分子膜的阻垢性能是常规水处理药剂无法比拟的，不仅阻止污垢的附着，还能将老垢清除干净，可以说阻垢效率是接近100%的；超分子膜化更完全更彻底，其紧密的微观结构，能够有效对金属设备表面进行改性，增强金属本身的抗腐蚀性能。因为超分子膜能拒绝污物的附着，防止循环水中的腐蚀性离子与设备接触，有效保护设备不受腐蚀，其缓蚀性能接近100%。

水垢和污垢通过超分子的分散溶解作用，均匀分布到循环水里，因为循环水运行工况下，40℃左右水的导热系数一般为0.64W/m·K，20℃时水的导热系数为0.60W/m·K，很小，加进铁、钙、镁等盐类，会提高水的导热速度，有利于热交换，将金属表面的污垢变成了水的导热促进剂，化害为利。

超分子药剂为大分子物质，在加入循环水后，能与水分子及循环水中的无机盐分子进行桥连，通过氢键等弱分子间作用力形成空间网状分子集团。这种结构的形成，能够大大减少水中的涡流和靠近管壁的滞流层厚度，使循环水处于类层流状态，从而提高流速，单位时间流经换热设备的循环水量增加，换热效率进一步提高；具有高效的渗透和分散作用，可以破坏蛋白质结构，抑制、杀灭菌藻的滋生，具有广谱、高效的杀菌作用。

本发明的工业循环水增效剂，使用方法如下：

1、用量：根据水质和工艺要求，投加量为0.3%；

2、对于新循环水系统，一次冲击性投加8Kg/m³，连续运行15天，可以替代开车前的清洗预膜，超分子组装成膜后，可直接开车生产，药剂无需外排。以后可以用加药装置按照常规用量0.3%连续投加；

3、加药点要远离排污口；

4、对于旁滤系统，可大大降低排污量，甚至不排污，提高节水率；

5、日常只需监测水的pH值和总固溶，10～15天化验一次，如pH＞9.5或总固溶大于6000mg/L，可以稍微加大排污和补水即可，操作十分简便；

本发明的工业循环水增效剂适用范围：电力、化工、石油、化肥、造纸、钢铁等工业循环水系统均可使用。

本发明的工业循环水增效剂为无色至淡黄色透明液体，无毒、无味、不挥发、不燃不爆。

具体实施方式

实施例1：一种工业循环水增效剂，包括以下重量百分比的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚5%、丙烯酸10%、聚环氧琥珀酸20%、羟基乙叉二膦酸22%、乙二胺四乙酸二钠6.0%、十二烷基二甲基苄基溴化铵2%，余量为水。将上述各组分按配比依次混和均匀后，用氢氧化钠调pH为中性即可。

实施例2：一种工业循环水增效剂，包括以下重量百分比的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚7.0%、丙烯酸11%、聚环氧琥珀酸19%、羟基乙叉二膦酸24%、乙二胺四乙酸二钠6.5%、十二烷基二甲基苄基溴化铵3%，余量为水。将上述各组分按配比依次混和均匀后，用氢氧化钠调pH为中性即可。

实施例3本实施例是采用本发明的工业循环水增效剂对新华制药股份有限公司循环水系统实施的节能增效工程。

该公司循环水系统保有水量1000m3，循环量1600m3/h，排污量60m3/h，补水量100m3/h，补水为地下水，管道材质为碳钢，系统内换热设备材质为不锈钢、碳钢、铜管。系统运行三年，设备出现腐蚀结垢问题，设备换热效果下降了约20％。系统水质分析如表1。

表1新华制药股份有限公司循环水系统水质分析

考虑到循环水总溶固大、盐度高，先进行置换排污，然后投加3t本发明的工业循环水增效剂进行循环，每日补加量为300ppm，并在日常进行监测补加，系统运行13个月，运行状况良好，系统内换热设备表面已形成的垢样被剥离溶解，排污量为10m3/h，补水量40m3/h，换热效果提升了18％，循环泵电流降至260A，夏季未出现菌藻过盛现象。

本发明的工业循环水增效剂，解决了以下问题：①把循环水处理变为金属表面处理（荷叶膜技术）。②缓蚀阻垢效率做到接近100%。

③提高设备换热能力。④提高水的导热能力，实验结果证明：20℃时水的导热系数为0.60W/m·K，添加0.2%的本发明的增效剂后为0.63W/m·K，导热能力提高5%；添加3%的本发明的增效剂后为0.67W/m·K，导热能力提高了10%。也就是说，本发明的工业循环水增效剂进循环水后，立即可以提升水的导热能力，加上后续不断分散下来的污垢分子和离子，水的导热能力提高5-10%。⑤提高循环水的流速，实验证明：投加0.2%的本发明的增效剂，可将循环水的流量提高5%。。⑥提高水泵效率。实验证明：投加0.2%的本发明的增效剂，通过消除涡流的摩擦，可以使循环水泵节电3%。⑦减少循环水的风吹损失和蒸发损失。实验证明：添加0.2%的本发明的增效剂，在提高循环水换热效率的同时，可将循环水的风吹损失和蒸发总量降低5%。⑧系统不需要停车清洗。⑨显著提高循环水的浓缩倍数，节约工业用水。⑩工业循环水增效剂兼具杀菌功能。

Claims (2)

1.一种工业循环水增效剂，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：脂肪醇聚氧乙烯醚5～7%、丙烯酸9.5～11%、聚环氧琥珀酸18～20%、羟基乙叉二膦酸21～25%、乙二胺四乙酸二钠5～6.5%、十二烷基二甲基苄基溴化铵2～3%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的工业循环水增效剂，其特征在于，通过以下方法配制成：将各组分按配比依次混和均匀后，用氢氧化钠调pH为中性即可。