CN109761378A - 一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂及其制备方法，由以下重量百分比的原料制成：丙烯酸‑丙烯酸酯‑膦酸‑磺酸盐四元共聚物15‑25％，羧酸‑磺酸‑丙烯酸酯三元共聚物20‑25％，2‑羟基膦酰基乙酸15‑20％，膦羧酸10‑20％，七水硫酸锌2‑3％，余量为去离子水。本发明的缓蚀阻垢剂具有优良的阻垢、缓蚀、预膜和抑制菌藻生长的作用，使用在循环冷却水系统时，通过调节加药量可在循环水浓缩倍率10‑40的情况下运行，节水效果远高于市场现有药剂，极大地节约了水资源，达到循环水零排放的效果，可广泛用于煤焦化、橡胶、氯碱、化肥等所有循环水，对碳钢、不锈钢、铜等设备均有良好效果，该缓蚀阻垢剂具有相当大的经济效益和社会效益，有很好的推广价值。

Description

一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂及其制备方法。

背景技术

目前循环水处理剂大多数使用的是引进一些国外技术，市场上主要以磷系为主，有防垢作用，但腐蚀严重，铬系虽然好但因严重污染环境而被禁用，钼系用量大且成本高，全有机系价格昂贵，还有钨系、硅系都达不到理想效果。上述这些药剂都难以达到节水效果，且只能在循环水浓缩倍率小于5的情况下运行，严重浪费水资源。

现有技术中，蒸发法零排放技术，主要对于废水深度处理过程产生的高含盐污水，可以通过蒸发结晶处理最终实现零排放。该技术的核心在蒸发，目前主要的蒸发技术有多效蒸发、热力蒸汽再压缩蒸发、机械蒸汽再压缩蒸发、降膜式机械蒸汽再压缩循环蒸发等。该方法缺点：1、处理费用昂贵；2、设备投资巨大；3、需要频繁清洗蒸发器。

电渗析法零排放技术，利用电极在极板上析出钙盐的方法，该方法缺点：1、需频繁处理残渣；2、无法析出氯离子会造成严重设备腐蚀；3、处理能力有限；4、只适合小型水处理系统。

化学析出法零排放技术，通过投加零排放控制剂将钙离子和氯离子析出沉淀，再用压滤机压滤成泥饼，循环水可以无限制浓缩，达到只补水不排水零排放。该方法优点：1、处理费用低微，可以实现全面托管运行计量付费；2、设备投资小，只需要污水泵及板式压滤机一台；3、对钙离子及氯离子可以控制在一个较低的稳定值范围内；4、腐蚀速率对碳钢、不锈钢、铜材质可以达到国家标准。

为配合化学析出法零排放技术的使用，需要研发出一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，来实现阻垢、缓蚀、预膜和抑制菌藻生长的作用，减少排污。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供了一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂及其制备方法。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物15-25％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物20-25％，2-羟基膦酰基乙酸15-20％，膦羧酸10-20％，七水硫酸锌2-3％，余量为去离子水。

进一步地，所述高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物18-22％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物21-23％，2-羟基膦酰基乙酸15-18％，膦羧酸13-16％，七水硫酸锌2-3％，余量为去离子水。

更进一步地，所述高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物20％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物22％，2-羟基膦酰基乙酸15％，膦羧酸15％，七水硫酸锌2％，去离子水26％。

四元共聚物是含羧基、羟基、膦酸基、磺酸基等基团的共聚物，性能优异，阻碳酸钙、磷酸钙垢效果优良，与常用的水处理剂的配伍性好，增效作用明显，适用范围广。

三元共聚物是一种新型的含有多种官能团的聚电解质阻垢分散剂。由于在共聚物的分子链上同时含有强酸、弱酸与非离子基团，在高温、高pH、高硬与高碱条件下具有较高的钙容忍度，对水中的碳酸钙、磷酸钙、锌垢、氧化铁以及泥沙等污垢的沉积，具有优良的抑制作用和分散性能。

2-羟基膦酰基乙酸化学稳定性好，不易水解，不易被酸碱所破坏，使用安全可靠，无毒无污染，能提高锌的溶解度，具有极强的缓蚀作用，其缓蚀性能比HEDP、EDTMP高5～8倍。

本发明提供了一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

在塘玻璃反应釜中依次加入丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、2-羟基膦酰基乙酸、膦羧酸、去离子水，搅拌均匀后加入七水硫酸锌，再次搅拌均匀后即得成品。

利用本发明的技术方案制作的一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，具有如下优点：

(1)节水

提高浓缩倍数，电导率(COND)控制高达8000μs/cm，在应用中可提高水质状况，排放为零。节约用水，使用方便，防垢防锈可靠。浓缩倍数可以极大的提高，还能使管路中的金属表面钝化，减少化学与生物腐蚀，延长设备使用寿命。

(2)防垢

药剂可以捕获水体中的钙、镁、硅硫酸盐等可溶性离子及微量金属离子。以水中主要结垢成份Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2为例，LJ-120与钙镁离子可发生络合固定反应，使结垢离子晶格异变，使之不易在换热面上着落结垢。

(3)除垢

在正常生产运行中，不用停产，原有设备上的老垢在药剂作用下均会逐渐酥松，随水流进入沉淀池或旁流分离系统。这种除垢方式可使老垢在正常生产运行中悄然除去，免去了化学清洗和更换管线的巨额费用，也没有清洗污水、废水排放，虽时间较长，但无须停产，不耗费电能，真正做到了循环水系统的免维护，为企业带来了良好的经济效益。

(4)缓蚀

药剂应用中表现出的良好缓蚀性能得益于极强的预膜，能使阴极得到钝化，还能阻隔空气或水中的氧、二氧化碳、酸根离子和多种腐蚀性物质的侵害腐蚀，优良的除氧功能可以完全取代循环水药剂中的除氧成份，从而减少了点蚀和垢下腐蚀。有效保护循环水管道，几倍延长其使用寿命。

(5)抑制菌藻

研究表明，药剂有一定的抑制菌藻功能。循环水中几乎所有多价金属离子均被络合，并逐渐转化为不溶性沉淀物，菌藻失去了赖以生存的可溶性微量营养元素，同时抑制菌藻生长。

本发明的一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，主要用作于工业循环水做缓蚀阻垢剂，特别适用于高硬、高氯、中高碱度的补充水，通过调节加药量可在循环水浓缩倍率10-40的情况下运行，节水效果远高于市场现有药剂，极大地节约了水资源，达到循环水零排放的效果，可广泛用于煤焦化、橡胶、氯碱、化肥、炼钢、制药、炼油、化工、热电厂、中央空调等所有循环水，对碳钢、不锈钢、铜等设备均有良好效果，该缓蚀阻垢剂具有相当大的经济效益和社会效益，有很好的推广价值。

具体实施方式

实施例1

在塘玻璃反应釜中依次加入丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物20％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物22％，2-羟基膦酰基乙酸15％，膦羧酸15％，去离子水26％，搅拌均匀后加入七水硫酸锌2％，再次搅拌均匀后即得成品。

实施例2

在塘玻璃反应釜中依次加入丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物18％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物20％，2-羟基膦酰基乙酸13％，膦羧酸15％，去离子水32％，搅拌均匀后加入七水硫酸锌2％，再次搅拌均匀后即得成品。

实施例3

在塘玻璃反应釜中依次加入丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物16％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物18％，2-羟基膦酰基乙酸11％，膦羧酸15％，去离子水38％，搅拌均匀后加入七水硫酸锌2％，再次搅拌均匀后即得成品。

实验案例

实验步骤：

1、取四个相同规格的烧杯，取实验样水置于烧杯中，添加盐酸调节PH值至6.7左右；

2、添加实施例1中制成的缓蚀阻垢剂成品，随后向烧杯中分别置入碳钢和不锈钢；

3、在恒温箱150度加热浓缩；

4、浓缩五倍后过滤化验：A:电导率B:钙含量C:氯含量D:浊度E：悬浮物；

5、检测腐蚀速率(检测时间不少于7天)。

观察分析：

1、烧杯底部没有任何结垢物质，非常光滑。

2、因浓缩温度为150度在浓缩的过程中烧杯周边壁上凝结了一部分白色物质；

3、用盐酸浸泡白色物质没有任何化学反应判定非碳酸钙结垢；

4、在实际循环水系统不会出现高温凝结形成的白色挂壁现象。

数据分析：

1、根据化验过滤液钙含量能控制在稳定的曲线范围内不会无限增长；

2、根据化验过滤液氯离子含量能控制在稳定曲线范围内不会无限增长。

表1：腐蚀速率数据及结论

加入本发明实施例1中制成的缓蚀阻垢剂并检测168小时后，碳钢、不锈钢的腐蚀速率均符合国家标准。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物15-25％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物20-25％，2-羟基膦酰基乙酸15-20％，膦羧酸10-20％，七水硫酸锌2-3％，余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物18-22％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物21-23％，2-羟基膦酰基乙酸15-18％，膦羧酸13-16％，七水硫酸锌2-3％，余量为去离子水。

3.根据权利要求1所述的一种高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物20％，羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物22％，2-羟基膦酰基乙酸15％，膦羧酸15％，七水硫酸锌2％，去离子水26％。

4.根据权利要求1-3任一所述的高浓缩倍率循环水专用缓蚀阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在塘玻璃反应釜中依次加入丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐四元共聚物、羧酸-磺酸-丙烯酸酯三元共聚物、2-羟基膦酰基乙酸、膦羧酸、去离子水，搅拌均匀后加入七水硫酸锌，再次搅拌均匀后即得成品。