CN1079380C - 水处理药剂 - Google Patents
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Abstract
一种水处理药剂，其按重量百分比含有的原料为：A.2%至8%的钠盐，B.余量的脱水改性黑液固体粉末；本发明具有强的络合性、螯合性、分散性，能够阻止成垢盐份晶体的析出、长大、“搭桥”及在传热面上的聚集，可在金属壁面上形成一层沉淀膜，以阻止氧腐蚀。因此，本发明可广泛适用于工业循环冷却水、锅炉用水、城市供热、内燃机水冷系统、油田注水等方面的水质处理。
Description
本发明涉及到水系统的水质处理技术领域，是一种水处理药剂，可广泛适用于工业循环冷却水、锅炉用水、城市供热、内燃机水冷系统、油田注水等的水质处理。
水处理药剂的应用，对延长设备使用寿命及检修周期，保证设备长期安全运行，节约钢材、节约用水等方面具有重大意义。
自本世纪三十年代水处理技术与水处理药剂问世以来，经过六十多年的发展，取得了长足的进步。近年来随着社会经济的迅速发展以及世界性水资源危机的加剧，水处理技术日益受到各国政府的重视。目前美国水处理技术在总体上处于领先地位，其水处理药剂配方中磷系占40％左右。日本是以磷系为主，但已属低磷配方，并逐渐向非磷系发展(见中国化工学会工业水处理专业委员会《96年水处理技术研讨会论文集》)。我国水处理药剂的配方也是以磷系为主(52-58％)，其次还有钼系配方(约5％)、全有机配方(20％)、硅系配方(5-8％)、钨系配方(5％)，其它药剂配方(约5-10％)(见项成林《工业水处理》1997.No.2发表的《浅谈水工业的现状与展望》)。我国水处理药剂生产厂家约120家，但80％以上属于小型国有企业或乡镇企业，水处理药剂质量不稳定，价格高，浓缩倍率在2.3以下。(见张广林《石油化工腐蚀与防护》1994年3期发表的《水质稳定剂的开发前景》)
由于铬系配方水处理药剂毒性大，对环境造成二次污染，磷系配方水处理药剂使水体环境富营养化而滋生藻类物质，马来酸均聚或共聚物水处理药剂，虽然阻垢效果良好，但缓蚀效果不够理想，还需加入缓蚀剂，由此提高了水处理成本。因此开发研究低磷配方或无磷配方，集阻垢、缓蚀等一剂多用的水处理药剂是水处理药剂研究的方向。
本发明的目的就在于提供一种费用低并集阻垢、缓蚀于一体的低磷配方水处理药剂。本发明的目的还在于提供一种水处理药剂的使用方法。
本发明的目的是通过以下措施来实现的：该水处理药剂按重量百分比含有的原料为：A.2％至8％的钠盐，B.余量的脱水改性黑液固体粉末；其中，该脱水改性黑液固体粉末按下述方法得到：将碱法造纸黑液与改性剂加入反应釜中，经过搅拌和沉降后，分离出上清液并经脱水得到黑色水溶性固体粉末即脱水改性黑液固体粉末。
其中，钠盐为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠或多聚磷酸钠；本发明中所述的脱水改性黑液固体粉末是指：利用专利公开为CN1126261A的方法所得到的黑色水溶性固体粉末。
本发明的水处理药剂机理：(1)脱水改性黑液固体粉末溶解于水中后，对水中的钙镁离子具有强烈的络合性、螯合性、分散性，可增大成垢盐类在水中的溶解度，抑制碳酸钙晶体的析出。(2)脱水改性黑液固体粉末溶解于水中后，可吸附于碳酸钙晶体上，使碳酸钙晶形发生畸变，并改变碳酸钙晶体表面的电荷性，由原来正电荷改变为负电荷，不仅增加其溶胶分散体系的分散稳定性，且因金属壁面带负电荷，而形成同性相斥以避免碳酸钙晶体在金属壁面聚集成垢。(3)因脱水改性黑液固体粉末溶解于水中后，可降低碳酸钙晶体界面张力，增强其润湿性，渗透于已形成的盐垢之中，螯合垢层中的钙镁离子，破坏其晶间引力，可逐渐使垢层松软，与金属壁面剥离而脱落；达到除垢之目的。钠盐与脱水改性黑液固体粉末溶解于水中后，具有优异的配伍性和协同效应，强化该水处理药剂的缓蚀性能。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
实施例1，按重量百分比由2％的六偏磷酸钠和98％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例2，按重量百分比由8％的六偏磷酸钠和92％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例3，按重量百分比由4％的六偏磷酸钠和96％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例4，按重量百分比由2％的三聚磷酸钠和98％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例5，按重量百分比由8％的三聚磷酸钠和92％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例6，按重量百分比由4％的三聚磷酸钠和96％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例7，按重量百分比由2％的多聚磷酸钠和98％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例8，按重量百分比由8％的多聚磷酸钠和92％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
实施例9，按重量百分比由4％的多聚磷酸钠和96％的脱水改性黑液固体粉末配制而成。
上述实施例1至9所得的水处理药剂的使用方法是将固体水处理药剂加入到所需要处理的水中就可实现对水的处理，其中，每升水中加入5毫克至50毫克的水处理药剂。
将上实施例1至实施例3用于处理不同硬度、不同腐蚀性离子的水质，本水处理药剂的阻垢率达70％以上，极限碳酸盐碱度为5.50毫摩尔/升，极限污垢热阻≤0.1[m2·s·℃/KJ]，浓缩倍率达3.2以上，碳钢腐蚀速率≤0.1mm/a，以上测试方法是根据中国石油化工总公司的《冷却水分析和实验方法》、国标GBJ50-83《工业循环冷却水处理设计规范》、周本省主编化学工业出版社于1997年出版的《工业水处理技术》和龙荷云主编江苏科学技术出版社1991年出版的《循环冷却水处理》的测试方法进行的；附表1为本发明与几种其它水处理药剂的极限碳酸盐碱度的测试结果，附表2为本发明与几种其它水处理药剂的极限污垢热阻的测试结果，附表3和附表4是六种不同地区的水质分析表和不同浓度下本发明的阻垢率，附表5为用本发明处理后的水对A3钢缓蚀性能测试结果，附表6为用本发明处理后的水的污垢粘附速度测试结果，其中，三聚是指三聚磷酸钠，ATMP是指氨基三甲叉膦酸，EDTMP是指乙二胺四甲叉膦酸，HEDP是指羟基乙叉二膦酸；
附图1为未加水处理药剂的碳酸钙晶体的电镜照片，照片中的方形晶体为碳酸钙晶体；附图2为加入本水处理药剂后晶体形状发生畸变的碳酸钙晶体的电镜照片，照片中的方形晶体大大减少，大部分的碳酸钙晶体发生了畸变，并改变碳酸钙晶体表面的电荷性，由原来正电荷改变为负电荷，这样增加其溶胶分散体系的分散稳定性，且因金属壁面带负电荷，而形成同性相斥以避免碳酸钙晶体在金属壁面聚集成垢。
本发明对未经水处理药剂处理的水中的二价金属离子具有强的络合性、螯合性、分散性，能够阻止成垢盐份晶体的析出、长大、“搭桥”及在传热面上的聚集，可在金属壁面上形成一层沉淀膜，以防止氧离子、氯离子腐蚀，并可除去传热面及换热系统内的碳酸盐垢、硫酸盐垢及硅酸盐垢。因此，本发明可广泛适用于工业循环冷却水、锅炉用水、城市供热、内燃机水冷系统、油田注水等方面的水质处理。
附表1
| 药剂名称： | 本发明 | HEDP | EDTMP | ATMP | 聚马来酸 | 聚丙烯酸 |
| [mmol/L] | 5.50 | 4.40 | 5.0 | 4.20 | 5.45 | 4.20 |
附表2
表3试验用水水质分析表
总硬度 [Cn2+] 总碱度 [Cl-] [SO4 2-]编号 地名 mmol/L mmol/L mmol/L mg/L mg/L① 苇湖梁 5.37 3.69 2.55 196.0 510.3② 托克逊 0.972 0.717 - - -③ 哈密 4.85 2.60 1.90 110.0 253.8④ 克拉玛依 1.80 1.50 1.42 23.0 95.1⑤ 乌市自来水 1.42 1.21 1.25 41.1 266.2⑥ 明圆地下水 6.94 5.11 2.40 117.7 249.3
表4药剂浓度与阻垢率的关系药剂浓度(mg/L) 0 3 5 10 15 20① 0 48.5l 73.72 88.26 95.10 97.31② 0 80.10 94.19 98.20 98.90 99.30③ 0 70.11 73.53 89.64 97.32 999.65④ 0 75.17 86.01 88.87 91.72 95.64⑤ 0 68.37 80.36 88.94 95.74 99.53⑥ 0 48.51 72.37 85.26 92.61 97.36
表5为用本发明处理后的水中 A3钢缓蚀性能测试结果药剂浓度 0 10 15 25 35 50mg/L腐蚀速率 1.06 0.827 0.746 0.726 0.702 0.398mm/a药剂浓度 60 70 90 110 130 150mg/L腐蚀速率 0.145 0.176 0.0620 0.0441 00.0374 0.0382mm/a
表6污垢粘附速度测试结果测试处 污垢粘附速率(mcm) 评价级别水箱 6.2052 好冷水进口 1.6285 很好冷水出口 8.5065 好热水进口 14.250 好热水出口 8.0222 很好
Claims (2)
1.一种用于水系统的水处理药剂，其特征在于按重量百分比含有的原料为：
A.2％至8％的钠盐，
B.余量的脱水改性黑液固体粉末；
其中，该脱水改性黑液固体粉末按下述方法得到：将碱法造纸黑液与改性剂加入反应釜中，经过搅拌和沉降后，分离出上清液并经脱水得到黑色水溶性固体粉末即脱水改性黑液固体粉末。
2.根据权利要求1所述的水处理药剂，其特征在于钠盐为六偏磷酸钠或三聚磷酸钠或多聚磷酸钠。
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