CN106396137A - 用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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邱振华
王明祥
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    • C02F2103/02—Non-contaminated water, e.g. for industrial water supply
    • C02F2103/023—Water in cooling circuits

Abstract

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法。所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸5‑20％，木质素磺酸钠10‑20％，钨酸钠5‑15％，唑类衍生物1‑2％，马来酸共聚物15‑25％，葡萄糖酸钠5‑25％，余量为水。所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，无磷、无氮、无锌，是一种绿色环保缓蚀阻垢剂，排放后对环境无污染，是一种环境友好型水处理剂，特别适用于加硫酸高浓缩倍数的循环冷却水系统，能够有效解决循环冷却水中存在的结垢和腐蚀问题；本发明同时提供了一种简单便捷的制备方法。

Description

用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂及其制备方法。
背景技术
提高循环冷却水的浓缩倍数，减少循环冷却水外排是节约冷却水的主要途径，但随着浓缩倍数增高，冷却水中Ca2+、HCO3-等离子浓度增大，易生成难溶的碳酸钙等污垢附着在换热器表面，影响换热效率，危害循环冷却水系统。在投加缓蚀阻垢剂的前提下，《我国工业循环冷却水处理设计规范》要求循环冷却水中钙硬度和碱度之和应小于1100mg/L。因此工厂一般采用的是先加入硫酸降低循环冷却水中碱度的条件下，再投加缓蚀阻垢剂，这样能大幅度提高循环冷却水浓缩倍数，达到节能减排的目的。
含磷、含锌配方缓蚀阻垢剂是目前广泛使用的水处理剂，但含磷水的排放会对环境造成污染，使环境水域富营养化，促进菌藻的生长而形成“赤潮”，锌也是一种重金属，同样会造成水源的污染。同时，加入硫酸提高冷却水浓缩倍数的系统，会随着硫酸加入，造成SO4 2-含量升高，易生成难溶的硫酸钙垢，附着在换热器表面，影响换热效率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，无磷、无氮、无锌，是一种绿色环保缓蚀阻垢剂，排放后对环境无污染，是一种环境友好型水处理剂，特别适用于加硫酸高浓缩倍数的循环冷却水系统，能够有效解决循环冷却水中存在的结垢和腐蚀问题；本发明同时提供其制备方法。
本发明所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸5-20％，木质素磺酸钠10-20％，钨酸钠5-15％，唑类衍生物1-2％，马来酸共聚物15-25％，葡萄糖酸钠5-25％，余量为水。
优选地，由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸12-15％，木质素磺酸钠10-15％，钨酸钠7-15％，唑类衍生物1-2％，马来酸共聚物15-20％，葡萄糖酸钠10-20％，余量为水。
更优选地，由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸13％，木质素磺酸钠13％，钨酸钠10％，苯骈三氮唑2％，马来酸共聚物20％，葡萄糖酸钠20％，水22％。
所述的钨酸钠为二水钨酸钠。
所述的唑类衍生物为苯骈三氮唑或巯基苯骈噻唑，优选苯骈三氮唑。
所述的马来酸共聚物为马来酸-醋酸乙烯共聚物、磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物或马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合物。
所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和唑类衍生物在20-50℃下加入反应设备中，搅拌均匀，静置，得用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂。
综上所述，本发明的有益效果如下：
1、配方中不含磷、锌、氮等对环境有害的成分，是一种绿色环保型缓蚀阻垢剂。
2、排放后对环境无污染，是一种环境友好型水处理剂。
3、能够解决高硬度、高浓缩倍数条件下循环冷却水系统的腐蚀、结垢的问题，对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等污垢具有良好的分散效果，使碳钢、铜、不锈钢等的腐蚀速率、污垢热阻等指标都达到国家标准要求的碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a、铜和不锈钢腐蚀速率小于0.005mm/a、污垢热阻小于3.44*10-4m2*K/W。
4、能够有效解决循环冷却水中SO4 2-过高，生成难溶的硫酸钙垢的问题，有优良的阻硫酸钙垢效果。
5、制备方法简单便捷，常温下将各原料组分按比例加入反应器中搅拌均匀即可，制得的产品稳定性好。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例中用到的所有原料除特殊说明外，均为市购。
实施例1
依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和苯骈三氮唑在25℃下加入反应设备中，搅拌均匀，静置，得用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂。各原料的重量百分含量为：聚环氧琥珀酸13％，木质素磺酸钠13％，钨酸钠10％，苯骈三氮唑2％，马来酸-丙烯酸共聚物13％，磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物7％，葡萄糖酸钠20％，水22％。
通过动态模拟装置，测定缓蚀阻垢剂的使用性能。试验方法如下：
将一定量的水注入动态试验装置内，按一定的流量进行循环，并将水温控制在60±1℃；控制补水流量，使装置内水位基本保持恒定，将试验片挂到系统中，加入试验药剂，开始试验。试验过程中，加入硫酸降低总碱度，保持高浓缩倍数下运行，定期取样进行分析测定水质指标，调整系统的补充和排污水量，持续240小时，取出监测试片，计算出腐蚀速率。通过动态模拟试验装置的实验水的水流量、进水口温度、出水口温度、热介质温度的监测，由工业计算机处理计算出污垢热阻数据。试验结束，水质数据见表1。
表1 实施例1试验结束水质数据
钙硬度，mg/L(以CaCO3计) 1016.9
总硬度，mg/L(以CaCO3计) 1256.21
总碱度，mg/L(以CaCO3计) 190.19
氯离子，mg/L 135.66
pH值 7.66
电导率，μs/cm 3000
总溶固，mg/L 1540
硫酸根，mg/L 1470
试验测得：碳钢腐蚀速率：0.0247mm/a，铜腐蚀速率0.0017mm/a，阻垢率97％，年污垢热阻2.94*10-4m2*K/W。
实施例2
依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和巯基苯骈噻唑在40℃下加入反应设备中，搅拌均匀，静置，得用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂。各原料的重量百分含量为：聚环氧琥珀酸10％，木质素磺酸钠10％，钨酸钠5％，巯基苯骈噻唑1％，磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物15％，葡萄糖酸钠20％，水39％。试验方法同具体实施例1。试验结束，水质数据见表2。
表2 实施例2试验结束水质数据
钙硬度，mg/L(以CaCO3计) 840.4
总硬度，mg/L(以CaCO3计) 1359.6
总碱度，mg/L(以CaCO3计) 230.67
氯离子，mg/L 430.75
pH值 7.89
电导率，μs/cm 3240
总溶固，mg/L 1850
硫酸根，mg/L 780.5
试验测得：碳钢腐蚀速率：0.0322mm/a，不锈钢腐蚀速率：0.0031mm/a，铜腐蚀速率0.0024mm/a，阻垢率98.6％，年污垢热阻3.07*10-4m2*K/W。
实施例3
依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和苯骈三氮唑在30℃下加入反应设备中，搅拌均匀，静置，得用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂。各原料的重量百分含量为：聚环氧琥珀酸15％，木质素磺酸钠20％，钨酸钠15％，苯骈三氮唑2％，马来酸-丙烯酸共聚物10％，马来酸-醋酸乙烯共聚物10％，磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物5％，葡萄糖酸钠10％，水13％。试验方法同具体实施例1。试验结束，水质数据见表3。
表3 实施例3试验结束水质数据
钙硬度，mg/L(以CaCO3计) 1328.6
总硬度，mg/L(以CaCO3计) 1825.6
总碱度，mg/L(以CaCO3计) 220.64
氯离子，mg/L 653.45
pH值 7.85
电导率，μs/cm 3840
总溶固，mg/L 2010
硫酸根，mg/L 980.5
试验测得：碳钢腐蚀速率：0.0251mm/a，铜腐蚀速率0.0025mm/a，铜腐蚀速率0.0011mm/a，阻垢率97.6％，年污垢热阻3.15*10-4m2*K/W。
综上所述，本发明提供一种用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，本发明的组分为聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠、唑类衍生物，配方成分具有明显的协同增效作用，并且配方成分不含磷、氮、锌等，是绿色环保缓蚀阻垢剂，排放后对环境无污染，是一种环境友好型水处理剂，能有效解决循环冷却水中存在的结垢腐蚀等问题，特别适用于投加硫酸提高浓缩倍数的循环冷却水系统。对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡等污垢具有良好的分散效果，并使碳钢、不锈钢、铜等金属的缓蚀速率达到国家标准，碳钢类金属的腐蚀速率小于0.075mm/a，铜及铜合金的腐蚀速率小于0.005mm/a，阻垢率95％以上，污垢热阻小于3.44*10-4m2*K/W。

Claims (8)

1.一种用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸5-20％，木质素磺酸钠10-20％，钨酸钠5-15％，唑类衍生物1-2％，马来酸共聚物15-25％，葡萄糖酸钠5-25％，余量为水。
2.根据权利要求1所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸12-15％，木质素磺酸钠10-15％，钨酸钠7-15％，唑类衍生物1-2％，马来酸共聚物15-20％，葡萄糖酸钠10-20％，余量为水。
3.根据权利要求1所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：由以下重量百分数的原料制成：聚环氧琥珀酸13％，木质素磺酸钠13％，钨酸钠10％，苯骈三氮唑2％，马来酸共聚物20％，葡萄糖酸钠20％，水22％。
4.根据权利要求1所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：钨酸钠为二水钨酸钠。
5.根据权利要求1所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：唑类衍生物为苯骈三氮唑或巯基苯骈噻唑。
6.根据权利要求1所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂，其特征在于：马来酸共聚物为马来酸-醋酸乙烯共聚物、磺化苯乙烯-马来酸酐共聚物或马来酸-丙烯酸共聚物中的一种或几种的混合物。
7.一种权利要求1-6任一项所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和唑类衍生物加入反应设备中，搅拌均匀，静置，得用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂。
8.根据权利要求7所述的用于循环冷却水的复合缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于：依次将聚环氧琥珀酸、木质素磺酸钠、马来酸共聚物、水、钨酸钠、葡萄糖酸钠和唑类衍生物在20-50℃下加入反应设备中。
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