CN106630203B - 空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂及其制备方法、空调冷却水的处理方法 - Google Patents

空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂及其制备方法、空调冷却水的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种空调冷却水处理近零排放的阻垢缓蚀剂、空调冷却水近零排放的处理方法。该阻垢缓蚀剂其原料按照质量份包含10～15份水渣调节剂、18～23份有机胺、16～32份分散剂和0.8～3.0份铜缓蚀剂。本发明阻垢缓蚀剂的原料包含有机胺、分散剂和铜缓蚀剂，这些原料通过特定配比，该近零排放阻垢缓蚀剂具有较好的阻垢效果，较高的抗腐蚀性，将浓缩倍数提高至7倍以上，使用该阻垢缓蚀剂处理空调冷却水能可以大大减少排污水量，甚至不排污，达到近零排放，因此有很好的节水效果，较好地节水。该阻垢缓蚀剂使用方便，操作简单，仅对pH、电导率进行监测和控制即可，大大简化了现场运行的控制指标，从而减少了运行维护的工作量。

Description

空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂及其制备方法、空调冷却水的 处理方法
技术领域
本发明涉及工业循环冷却水处理的技术领域，特别是指空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂、空调冷却水的处理方法。
背景技术
节水是时代的要求，是保护水资源的需要。在工业循环冷却水处理中，如何提高浓缩倍数一直是一项值得不断研究的课题。浓缩倍数越高节水效果就越好，但如果浓缩倍数高，结垢、腐蚀问题就显得特别突出。传统方法以排污为主要手段，来降低系统的硬度、碱度、电导率，但此法提高浓缩倍数有限，尤其是对硬度大的水质而言。另外目前系统一般采用加酸降低碱度的办法来提高浓缩倍数，该法虽能将浓缩倍数提高到4～5倍，但要消耗大量的酸，既危险又易造成腐蚀副作用。
发明内容
有鉴于此，本发明第一方面提供一种空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂，该生阻垢缓蚀剂具有较好的阻垢效果，较高的抗腐蚀性，使用该阻垢缓蚀剂处理空调冷却水能大大减少排污，甚至不排污，从而有效地节约用水，较好地节水，可以将浓缩倍数提高至7倍以上。
一种空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂，其原料按照质量份包含18～23份有机胺、16～32份分散剂和0.8～3.0份铜缓蚀剂。具体地，有机胺的质量份可以为18份、18.5份、19份、20.5份、21份、22份、22.5份或23份等；分散剂的质量份可以为16份、16.5份、17份、20份、24份、28份、30份、31份或32份等；铜缓蚀剂的质量份可以为0.8份、0.85份、0.90份、1.0份、1.1份、1.5份、1.9份、2.5份、2.8份或3.0份等。
上述有机胺的作用是通过与水中的钙离子和镁离子形成络合物以达到对二者的去除，以防止钙、镁离子不会以氢氧化物沉淀的形式沉积等。有机胺可列举出伯胺、仲胺和叔胺。为了避免因有机胺分子结构中的空间位阻以使得更容易与钙镁离子的配位，可以较好地为伯胺，如甲胺、乙胺等。至于有机胺中有机基团的种类，既可以为脂链胺，也可以为脂环胺，当然还可以为芳香胺等等，于此不再详列。
作为本发明的铜缓蚀剂，可列举出苯骈三氮唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT，2-巯基苯并噻唑)、甲基苯骈三氮唑(TTA，5-甲基-1H-苯并三唑)的一种或其任意组合。
作为本发明的分散剂，其作用是碳酸钙等垢的结构类型，使碳酸钙原来整齐的结晶型垢变为较为以松散不具备晶体结构的水垢，从而使水垢析出不会形成硬垢；即使未形成水渣的部分硬度在阻垢分散剂的作用下保持稳定的状态。本发明中分散剂可列举出2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷、磺酸基三元共聚物、聚丙烯酸或其盐中的一种或任意组合。此处，磺酸基三元共聚物是指带有磺酸基的三元共聚物，例如羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸三元共聚物等等。聚丙烯酸的盐可以是聚丙烯酸的钠盐等。
基于提高腐蚀率之目的，其原料按照质量份还包含10～15份碱度调节剂，如10份、10.5份、11份、12份、12.5份、13份、14份、14.5份或15份。
此处，碱度调节剂是指可获得碱性的物质。碱度调节剂可列举出碳酸钠、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化镁中的一种或二种以上的具体实例。基于为了获得较好的碱性缓冲性，可优选为碳酸钠、碳酸钾等水溶性碳酸盐等。
当然为了使得以上原料的一种分散介质，其原料按照质量份还可以包含40～60份水，如40份、40.5份、41份、43份、50份、55份、58份或60份等。
本发明第二方面提供一种阻垢缓蚀剂的制备方法，该制备方法所获得的近零排放阻垢缓蚀剂具有较好的阻垢效果，较高的抗腐蚀性，使用该阻垢缓蚀剂处理空调冷却水能较好地节水。
一种如上述述的阻垢缓蚀剂的制备方法，将各原料混合分散。
混合分散的加料顺序可根据需要作常规选择。当然基于分散之效果考虑所采用的一切本领域技术人员容易想到的方式或手段都适合于本发明。
本发明第三方面提供一种空调冷却水的处理方法，处理方法具有较好的阻垢效果，较高的抗腐蚀性，并且能较好地节水。
一种空调冷却水的处理方法，将上述的阻垢缓蚀剂加入空调冷却水中。
上述阻垢缓蚀剂的加入量没有特别限定，但基于处理效果之目的，加入量为可使空调冷却水的pH为8.8～10.5的用量。
可以理解的是，在加药初期直接利用近零排放阻垢缓蚀剂将空调循环冷却水调整pH为8.8～10.5之间，之后转入正常运行，只要pH在控制范围即可，否者利用药剂进行调整；另外，为了适当减少先传给你工作量，将空调冷却水的电导率4000μs/cm以下，既可以达到高效节水的要求，又不会有太大的除渣工作量。
本发明未述及之处适用于现有技术。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用之术语：
“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“1～2和4～5”、“1～3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
“质量份”指表示多个组分的质量比例关系的基本计量单位，1份可表示任意的单位质量，如可以表示为1g，也可表示2.689g等。假如我们说A组分的质量份为a份，B组分的质量份为b份，则表示A组分的质量和B组分的质量之比a：b。或者，表示A组分的质量为aK，B组分的质量为bK(K为任意数，表示倍数因子)。不可误解的是，与质量分数不同的是，所有组分的质量份之和并不受限于100份之限制。
“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生，例如，A和/或B包括(A和B)和(A或B)；
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，阻垢缓蚀剂的原料包含有机胺、分散剂和铜缓蚀剂，这些原料通过特定配比，该生阻垢缓蚀剂具有较好的阻垢效果，较高的抗腐蚀性，使用该阻垢缓蚀剂处理空调冷却水能较好地节水。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
实施例1
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含18份有机胺、30份聚丙烯酸和1.2份苯并三氮唑、10份碱度调节剂和41份水。
实施例2
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含19份有机胺、16份2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)和1份苯并三氮唑、11份碱度调节剂和53份水。
实施例3
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含18份有机胺、14份PBTCA和0.8份苯并三氮唑、15份碱度调节剂和52份水。
实施例4
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含20份有机胺、32份磺酸基三元共聚物酸和1份苯并三氮唑和47份水。
实施例5
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含20份有机胺、32份聚丙烯酸和1份苯并三氮唑和47份水。
实施例6
本例中阻垢缓蚀剂的原料包含23份有机胺、16份PBTCA和1份苯并三氮唑和60份水。
对实施例1～6作如下测试：
腐蚀率测试：采用RCC-I型旋转挂片实验仪，试片材质为碳钢，碳钢良好挂片，试片转速：80r/min，实验温度：45±1℃，实验周期：9天，试片面积为28cm2，实验水：自来水水。按照公式：腐蚀率＝失重质量/腐蚀前质量，其中失重质量为腐蚀前质量﹣腐蚀后质量。
阻垢试验：使用静态阻垢(国标法)法。实验条件：(1)试验温度：80±1℃；实验用水为国标配水，保温10小时。试验方法按GB/T 16632－2008《水处理剂阻垢性能的测定——碳酸盐沉积法》进行。判断依据：试验用锥形瓶，利用自来水进行冲洗，烧杯上不沾附水垢，烧杯析出水垢为松散颗粒装水渣，而非片状易粘附的水垢。说明改变了水垢的晶体结构。
测试结果如下表：
表1 腐蚀率性能测试
Figure BDA0001177294150000061
表2 阻垢性能测试
Figure BDA0001177294150000062
本发明的阻垢缓蚀剂，可用于空调循环水系统的阻垢缓蚀，具有以下优势：
1、可以大大减少排污，与使用传统的阻垢缓蚀剂相比，节约用水90％以上。
2、近零排放阻垢缓蚀剂应用于空调循环水系统，阻垢和缓蚀效果优良，碳钢的腐蚀率优于国标的要求，现场设备运行一年后打开凝汽器检查，铜管光亮如新，未发现结垢和腐蚀现象。
3、使用方便，操作简单，现场仅需通过控制pH、电导率即可控制系统的运行，大大减少了原来的分析、控制、排污等工作量，在保证水处理效果的情况下，简化现场运行管理。
由于本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，此不应当视为本发明的技术方案的公开不充分。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (5)

1.一种空调冷却水处理的阻垢缓蚀剂，其特征在于，由以下质量份原料组成：19份有机胺、16份2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷PBTCA和1份苯并三氮唑、11份碱度调节剂和53份水；
所述2-磷酸基-1,2,4-三羧酸丁烷PBTCA使碳酸钙整齐的结晶型垢变为松散不具备晶体结构的水垢，还使未形成水渣的部分保持稳定的状态。
2.根据权利要求1所述的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述碱度调节剂选自碳酸钠、氧化钙、氧化镁、氢氧化钠、氢氧化镁中的一种或二种以上。
3.一种如权利要求1或2所述的阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，将各原料混合分散。
4.一种空调冷却水的处理方法，其特征在于，将权利要求1或2所述的阻垢缓蚀剂加入空调冷却水中。
5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂的加入量为可使空调冷却水的pH为8.8～10.5的用量。
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