CN109761379A - 一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，具体是一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠20‑25％、苯甲酸钠14‑18％、2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸3‑6％、苯并三氮唑2‑4％、聚天冬氨酸15‑18％、荧光剂0.1％、其余为水。还公开了一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，包括水箱、加药筒、药筒和料筒。本发明采用高效低磷或无磷水处理配方，替代常规缓蚀阻垢剂，能够减少循环水系统垢的沉积，提高阻垢效率，减少腐蚀，保证设备的换热效果，延长设备和管道的使用寿命；易于生物降解，保护环境；高浓缩倍数，节约用水；便于与元素跟踪设备连接智能自动检测水质、自动控制加药，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，具体是一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备，应用于空调冷却循环水系统。
背景技术
工业生产中，循环冷却水占工业用水的比例约为80％，在使用时不断循环和浓缩，水中的矿物质含量不断增加，从而引起设备管道结垢，污垢的存在不但会影响传热效率，还会产生垢下腐蚀，加入阻垢缓蚀剂可以延缓无机盐垢的产生，减少垢下腐蚀。常用的阻垢缓蚀剂多用磷系复合配方，由于磷的排放将引起周围水域的富营养化，因此磷系水处理阻垢缓蚀剂的生产和应用受到限制。
目前，阻垢剂的发展经历了从无机到有机，从高磷到低磷，从单一到复配的发展历程。但是，含磷阻垢剂的存在会引起水体富营养化，而且部分有机类阻垢剂属于难生物降解的物质，所以开发低磷/无磷、易降解的环境友好型阻垢剂是将来发展的方向，而现有的工业循环水处理药剂都是以含磷药剂为主，存在以下弊端：
1)对环境造成巨大破坏，因为磷是各种藻类和浮游生物重要营养源，循环水废水的大量排放，导致了水体中磷营养源的骤增，进而导致水体的富营养化，水体中溶解氧量下降、水质恶化、鱼类及其他生物的大量死亡；
2)循环排放水难以回收利用；
3)增加废水的治理成本。
综上所述，减少腐蚀与结垢的最简单方法就是绿色阻垢缓蚀剂的使用，因此新型的无磷阻垢剂是现在发展的趋势。现有技术产品中，碳钢腐蚀率只小于0.067(mm/a)、不锈钢腐蚀率只小于0.0045(mm/a)；浓缩倍数低，不易生物降解，不能根据荧光剂进行跟踪采取、自动检测水质以及自动控制加药。
因此，针对以上现状，迫切需要开发一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备，以克服当前实际应用中的不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠20-25％、苯甲酸钠14-18％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)3-6％、苯并三氮唑(BTA)2-4％、聚天冬氨酸(PASP)15-18％、荧光剂0.1％、其余为水。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠22.5％、苯甲酸钠16％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)4.5％、苯并三氮唑(BTA)3％、聚天冬氨酸(PASP)16.5％、荧光剂0.1％、其余为水。
一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，包括水箱、加药筒、药筒和料筒，所述水箱上连接有进水总管，进水总管上设置有水泵，进水总管通过多条进水支管分别与多个加药筒的进口连接，所述药筒上连接有进药总管，进药总管上设置有自吸泵，进药总管通过多条进药支管分别与多个加药筒的进口连接，多个所述加药筒的出口分别连接有排料支管，多条排料支管通过排料总管与料筒连接。
作为本发明进一步的方案：所述加药筒共设置有三个，加药筒的一侧还设置有台阶。
作为本发明进一步的方案：所述进水支管上设置有进水阀门。
作为本发明进一步的方案：所述进药支管上设置有进药阀门。
作为本发明进一步的方案：所述排料支管上设置有排料阀门。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备，采用高效低磷或无磷水处理配方，替代常规缓蚀阻垢剂，能够减少循环水系统垢的沉积，提高阻垢效率，减少腐蚀，保证设备的换热效果，延长设备和管道的使用寿命；易于生物降解，保护环境；高浓缩倍数，节约用水；便于与元素跟踪设备连接智能自动检测水质、自动控制加药，降低成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1-水箱，2-水泵，3-进水总管，4-进药总管，5-自吸泵，6-药筒，7-进药支管，8-排料总管，9-料筒，10-排料阀门，11-进水阀门，12-进水支管，13-加药筒，14-排料支管，15-台阶，16-进药阀门。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
本发明实施例中，一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠20％、苯甲酸钠14％、AMPS3％、BTA2％、PASP15％、荧光剂0.1％、其余为水。
实施例2
本发明实施例中，一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠25％、苯甲酸钠18％、AMPS6％、BTA4％、PASP18％、荧光剂0.1％、其余为水。
实施例3
本发明实施例中，一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠22.5％、苯甲酸钠16％、AMPS4.5％、BTA3％、PASP16.5％、荧光剂0.1％、其余为水。
实施例4
请参阅图1，一种如实施例1-3任一所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，包括水箱1、加药筒13、药筒6和料筒9，所述水箱1上连接有进水总管3，进水总管3上设置有水泵2，进水总管3通过多条进水支管12分别与多个加药筒13的进口连接，且所述进水支管12上设置有进水阀门11，通过进水阀门11用于进行水流控制，所述药筒6上连接有进药总管4，进药总管4上设置有自吸泵5，进药总管4通过多条进药支管7分别与多个加药筒13的进口连接，且所述进药支管7上设置有进药阀门16，通过进药阀门16用于进行加药控制，多个所述加药筒13的出口分别连接有排料支管14，且所述排料支管14上设置有排料阀门10，多条排料支管14通过排料总管8与料筒9连接，通过料筒9用于收集混合后的物料。
本实施例中，所述加药筒13共设置有三个，加药筒13的一侧还设置有台阶15，方便进行操作和维护。
该带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，通过使用纯水以及药剂进行一定比例的混合来制作，并通过观察混合药剂的外观气味以及实验来验证药剂配比是否成功。首先，将三个加药筒13分别加入三种不同的药剂，之后将药筒6中的药剂通过自吸泵5抽取，经过自吸泵5和进药支管7均匀分配到各个加药筒13中，然后将水箱1中的纯水通过水泵2抽取，经过进水总管3和进水支管12以及进水阀门11来控制纯水流入各个加药筒13的量，加药筒13中原有的药剂与药筒6的药剂以及水箱1中的纯水进行混合之后形成三种不同的半成品，最后将三个加药筒13中的半成品通过排料阀门10控制药量的多少经过排料支管14和排料总管8进入料筒9内混合，然后完成配制。
下面借助实验对本申请进一步说明：
一、实验用的主要仪器及试剂
1)仪器(见下表1)
| 名称 | 型号 | 厂家 |
| 快速阻垢性能测试仪 | SCKZC-II | 高邮市三创石化设备厂 |
| 敞开式旋转挂片腐蚀试验仪 | SCRCC-IIIA | 高邮市三创石化设备厂 |
| 电热恒温水浴锅 | DZKW-S-8 | 北京市永光明医疗仪器有限公司 |
| 便携式荧光测试仪 | SP-400 | 启盘科技发展(上海)有限公司 |
2)药剂(见下表2)
| 名称 | 规格 | 厂家 |
| 葡萄糖酸钠 | BR | 上海展云化工有限公司 |
| 苯甲酸钠 | FA | 山东优索化工科技有限公司 |
| AMPS | 固含量30.71％ | 枣庄市东涛化工技术有限公司 |
| BTA | 99.39％ | 枣庄市东涛化工技术有限公司 |
| PASP | 40％ | 山东优索化工科技有限公司 |
| 荧光剂 | LR | 启盘科技发展(上海)有限公司 |
3)实验用水(见下表3)
二、实验方法
1)阻垢性能试验(碳酸钙沉积法)
依照化工行业标准《水处理药剂阻垢性能的测定碳酸钙沉积法》，通过测定澄清试液中的Ca2+含量，以比较药剂配方中不同药剂浓度的阻垢性能。Ca2+的测定按照GB/T15452-95《工业循环冷却水中钙、镁离子的测定·EDTA滴定法》进行。阻垢率的计算采用石化部颁布的方法进行，以百分比表示的阻垢率r＝(Ca2+浓缩倍率/Cl-浓缩倍率)*100％，其中Ca2+质量浓度均以CaCO3计。
试验结果(见下表4)
2)阻垢性能试验(鼓泡法)
采用《水处理药剂阻垢性能测定方法鼓泡法》(HG/T2024—1991)，试验用水为厂家提供的原水，通过测定澄清试液中的Ca2+含量，以比较药剂配方中不同药剂浓度的阻垢性能。Ca2+的测定按照GB/T15452-95《工业循环冷却水中钙、镁离子的测定·EDTA滴定法》进行。阻垢率的计算采用石化部颁布的方法进行，以百分比表示的阻垢率r＝(Ca2+浓缩倍率/Cl-浓缩倍率)*100％，其中Ca2+质量浓度均以CaCO3计；试验温度(60±0.2)℃，气体流量80L/h；试验时间6h。
试验结果(见下表5)
| 水样来源 | 药剂浓度/ppm | 阻垢率/％ |
| 北京地铁北邵洼站 | 50 | 92.84 |
| 北京地铁北邵洼站 | 80 | 97.75 |
| 北京地铁北邵洼站 | 100 | 98.14 |
3)缓蚀性能实验
采用《水处理药剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T18175—2000)，用SCRCC-IIIA旋转腐蚀挂片试验仪测试；试验用水为厂家提供原水；试验温度(45±1)℃；试片材质为A3碳钢、不锈钢、黄铜；试液体积与试片面积比为21.4ml/cm2；试片线速度0.36m/s；试验时间72h，试验药剂浓度均为阻垢性能良好的100ppm浓度。
由试片试验前后失重计算腐蚀率，腐蚀率(mm/a)＝8760×10×(W-W1)/(A×D×T)；其中：8760—与一年相当的小时数，h/a；10—与1cm相当的毫米数，mm/cm；W—试验前试片的质量，g；W1—试验后试片的质量，g；A—试片的面积，cm2，(1型试片A＝28cm2)；D—试片的密度，g/cm3，(碳钢D＝7.85g/cm3、黄铜D＝8.50g/cm3、不锈钢D＝7.90g/cm3)；T—试片的时间，h，(72h)。
试验结果(见下表6)
该带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备，采用高效低磷或无磷水处理配方，替代常规缓蚀阻垢剂，能够减少循环水系统垢的沉积，提高阻垢效率，减少腐蚀，保证设备的换热效果，延长设备和管道的使用寿命；易于生物降解，保护环境；高浓缩倍数，节约用水；便于与元素跟踪设备连接智能自动检测水质、自动控制加药，降低成本。具体如下：
1)腐蚀率低，碳钢腐蚀率小于0.05(mm/a)、不锈钢腐蚀率小于0.001(mm/a)，能有效延长设备使用寿命；
2)高浓缩度数，高阻垢效率，可节约工业循环用水；
3)容易生物降解，保护环境；
4)便于与元素跟踪设备自动检测水质、自动控制加药，控制更准确，节约人工成本。
以一台循环水量300M3/h的常规空调冷却水系统为例，效益分析如下：
1)浓缩倍数(5)每年可节水约450吨；
2)荧光自动检测、自动加药，节省人工成本约30000元；
3)腐蚀率低，冷机清洗通炮周期由每年一次延长到每三年一次，可大大延长冷凝器、冷凝管寿命，进而有效延长设备使用寿命。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (7)
1.一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠20-25％、苯甲酸钠14-18％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸3-6％、苯并三氮唑2-4％、聚天冬氨酸15-18％、荧光剂0.1％、其余为水。
2.根据权利要求1所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下按照质量百分比的原料：葡萄糖酸钠22.5％、苯甲酸钠16％、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸4.5％、苯并三氮唑3％、聚天冬氨酸16.5％、荧光剂0.1％、其余为水。
3.一种如权利要求1-2任一项所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，包括水箱(1)、加药筒(13)、药筒(6)和料筒(9)，其特征在于，所述水箱(1)上连接有进水总管(3)，进水总管(3)上设置有水泵(2)，进水总管(3)通过多条进水支管(12)分别与多个加药筒(13)的进口连接，所述药筒(6)上连接有进药总管(4)，进药总管(4)上设置有自吸泵(5)，进药总管(4)通过多条进药支管(7)分别与多个加药筒(13)的进口连接，多个所述加药筒(13)的出口分别连接有排料支管(14)，多条排料支管(14)通过排料总管(8)与料筒(9)连接。
4.根据权利要求3所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，其特征在于，所述加药筒(13)共设置有三个，加药筒(13)的一侧还设置有台阶(15)。
5.根据权利要求4所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，其特征在于，所述进水支管(12)上设置有进水阀门(11)。
6.根据权利要求5所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，其特征在于，所述进药支管(7)上设置有进药阀门(16)。
7.根据权利要求6所述的带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂的加工设备，其特征在于，所述排料支管(14)上设置有排料阀门(10)。
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| CN201910203908.5A CN109761379A (zh) | 2019-03-18 | 2019-03-18 | 一种带荧光自动检测无磷阻垢缓蚀剂及其加工设备 |
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