CN111252912A

CN111252912A - 一种工业循环水系统用多功能缓释剂及其制备方法

Info

Publication number: CN111252912A
Application number: CN202010072662.5A
Authority: CN
Inventors: 王鹏举; 王磊; 刘预; 王建忠; 吴浩; 易志高
Original assignee: Anhui Xiangbang Composite Material Co ltd
Current assignee: Anhui Xiangbang Composite Material Co ltd
Priority date: 2020-01-21
Filing date: 2020-01-21
Publication date: 2020-06-09

Abstract

本发明公开了一种工业循环水系统用多功能缓释剂及其制备方法，按照重量分数计算，由以下组分组成：硫酸锌2～5%，亚硫酸钠1～6%，甲基硅酸钠1～3%，铵盐0.5～6%，pH值调节及络合剂10～15%，防锈剂5～17%，阻垢剂17～32%，表面活性剂2～5%，混凝剂3～5%，防冻剂15～30%。本发明制备的多功能缓释剂能够有效去除工业循环水系统管道内部难以清除的垢、锈，同时还能对管道起到防腐的作用；此外，还具有防冻功效，管道在冬天里使用时不需要另外添加防冻剂；一次使用可以达到多种效果，既降低了劳动强度，也节约了生产用水。且制备方法简单，原料简单易得，投入陈本低。

Description

一种工业循环水系统用多功能缓释剂及其制备方法

技术领域

本发明属于缓释剂技术领域，特别涉及一种工业循环水系统用多功能缓释剂及其制备方法。

背景技术

工业生产中，通常都会用到大量循环冷却水，一般都采购已经软化的水作为循坏使用，长期购买成本较高，且长期使用过程中软水在于管道接触和循环箱后也会慢慢变硬，污垢也会在管道内壁残留、沉淀或生成。一旦设备产生结垢，就会直接降低导热性，从而浪费燃料，增加燃料消耗，引起垢下腐蚀，缩短设备的使用寿命，甚至会导致安全事故，导致停产停工的风险。

国内传统的缓释剂功能单一，只能起到部分作用，处理效果不理想；且对设备管道腐蚀比较严重，也污染环境。目前国外进口的缓释剂功能较好，但价格昂贵，增加企业的生产成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种工业循环水系统用多功能缓释剂，所述多功能缓释剂能够清除工业循环水系统管道内部难以清除的垢、锈，同时还能对管道起到防锈、防垢、防腐、防冻的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种工业循环水系统用多功能缓释剂，按照重量分数计算，由以下组分组成：

本发明中，硫酸锌作水质稳定剂，可以在密闭式循环冷却系统中有效的防止冷却水对金属腐蚀和结垢；亚硫酸钠是除氧剂，可以减小管代的氧腐蚀的，同时也是疏松剂；甲基硅酸钠添加剂，能使其具有明显的增水性，并可保持稳定的粘结强度和阻透防渗透作用。

进一步方案，所述铵盐为硫酸铵、硝酸铵、氯化铵中的一种或几种。铵盐具有强烈的杀菌和抑霉防蛀性能，防止水体被污染。

进一步方案，所述pH值调节及络合剂为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、草酸、醋酸、磷酸中的一种或几种。pH值调节及络合剂具有调节不同pH值下以期获得良好的络合作用，可有有效防止降低水的硬度和具有阻垢、化垢功能。

进一步方案，所述防锈剂为草酸、醋酸、磷酸中的一种或几种。防锈剂具有渗透除锈、松动润滑、抵制腐蚀、保护金属等性能。

进一步方案，所述阻垢剂为苯并三氮唑、乙二胺四亚甲基膦酸、六次甲基四铵中的一种或几种。阻垢剂是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。能除去垢和阻止水垢的形成，提高热交换效率，减少电能或减少燃料的消耗；水处理还可减少排污，提高水的利用率；

进一步方案，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。表面活性剂具有抗硬水性、消毒、杀菌、去垢、分散、洗涤、阻垢、软化、除油、缓蚀等作用。

进一步方案，所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾一种或几种。混凝剂使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集，使其在后续处理过程中过滤掉，从而达到净化水体的作用。

进一步方案，所述防冻剂为苯并三氮唑、硼砂、乙二醇中的一种或几种。

本发明的另一个目的是提供上述所述的多功能缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应釜中加入去离子水；

(2)搅拌条件下先加入硫酸锌、亚硫酸钠、铵盐、甲基硅酸钠、混凝剂，混合均匀后，再加入防锈剂、阻垢剂、表面活性剂、防冻剂，使其充分溶解；

(3)然后用pH值调节及络合剂调节体系pH值3.5～5.5后即可。

与现有技术相比，本发明有益效果体现在：

(1)本发明制备的多功能缓释剂能够有效去除工业循环水系统管道内部难以清除的垢、锈，同时还能对管道起到防腐的作用；此外，还具有防冻功效，管道在冬天里使用时不需要另外添加防冻剂，使用方便；

(2)本发明制备的多功能缓释剂一次使用可以达到多种效果，既降低了劳动强度，也节约了生产用水，减少了因清理或更换管道带来的停工停产的风险；

(3)本发明的多功能缓释剂由各组分原料经过简单的机械搅拌即可制备得到，操作简单，无需借助大量、昂贵、精密的设备来完成；且原料简单易得，基本无毒，对环境无害，投入陈本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)在50升反应釜中加入100㎏去离子水；

(2)搅拌条件下先加入硫酸锌4㎏、亚硫酸钠2㎏、甲基硅酸钠1.5㎏、氯化铵2㎏、聚合硫酸铁3㎏，混合均匀后，再加入草酸10㎏、苯并三氮唑15㎏、乙二胺四亚甲基膦酸17.5㎏、十二烷基苯磺酸钠3㎏、硼砂23㎏，使其充分溶解；

(3)然后加入柠檬酸钠14㎏、乙二胺四乙酸钠5㎏，充分搅拌，调节pH保持约在5，静置4h后即可使用。

实施例2

(1)在50升反应釜中加入100㎏去离子水；

(2)搅拌条件下先加入硫酸锌3㎏、亚硫酸钠1.5㎏、氯化铵2.5㎏、甲基硅酸钠2㎏、聚合氯化铝3㎏，混合均匀后，再加入草酸5㎏、六次甲基四铵5㎏、苯并三氮唑14㎏、乙二胺四亚甲基膦酸20㎏、十二烷基硫酸钠1㎏，硼砂22㎏，使其充分溶解；

(3)然后加入柠檬酸钠15㎏、磷酸5㎏，充分搅拌，调节pH保持约在3.5，静置3h即可使用。

实施例3：

(1)在50升反应釜中加入100㎏去离子水；

(2)搅拌条件下先加入硫酸锌2㎏、亚硫酸钠5㎏、氯化铵1㎏、甲基硅酸钠3㎏、明矾3㎏，混合均匀后，再加入六次甲基四铵4㎏、苯并三氮唑18㎏、乙二胺四亚甲基膦酸19㎏、十二烷基硫酸钠1㎏、十二烷基苯磺酸钠1㎏、硼砂20.5㎏、乙二醇7.5㎏，使其充分溶解；

(3)然后加入柠檬酸钠10㎏、磷酸二氢钠5㎏，充分搅拌，调节pH保持约在4.5，静置3h后即可使用。

实施例4：

(1)在50升反应釜中加入100㎏去离子水；

(2)搅拌条件下先加入硫酸锌3㎏、亚硫酸钠1.5㎏、氯化铵2.5㎏、甲基硅酸钠2㎏、硫酸铝3㎏，混合均匀后，再加入磷酸5㎏、六次甲基四铵5㎏、苯并三氮唑14㎏、乙二胺四亚甲基膦酸21㎏、十二烷基硫酸钠1㎏、硼砂23㎏，使其充分溶解；

(3)然后加入乙二胺四乙酸钠9㎏、磷酸氢二钠5㎏、醋酸5㎏，充分搅拌，调节pH保持约在5.5，静置3h后即可使用。

上述实施例制备的产品的性能测试方法为：

通过静态阻垢试验考察本发明方案中的循环水处理药剂的阻垢性能，实验方法参照《水处理剂阻垢性能的测定碳酸钙沉淀法》(GB/T 16632-2008)。在40℃下蒸发浓缩6倍，加入本发明方案中循环水处理剂，水浴温度升高到80℃，恒温静置10h，分析测定澄清液里中的钙离子含量。试液中钙离子浓度用EDTA标准溶液进行滴定。

通过旋转挂片试验考察本发明方案中循环水处理药剂的缓蚀性能。试验方法参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T 18175-2000)。在旋转挂片腐蚀仪上取实验用循环水进行试验，为模拟循环冷却水系统中的运行条件，试片材质Q235钢，试液温度为40±2℃，试片线速度为0.35±0.2m/s，试液体积与试片面积比为35.4mL/cm²(1000mL烧杯，单个试片表面积30cm²)，单次试验周期为72h。

通过《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050-2007)中2.1.14节粘附速率的定义，换热器单位传热面上每米管道的污垢增长量，单位为mg/cm²·m。根据这个定义,估计测定方法采用挂片法测定。

通过冰点测定仪考察本发明方案中循环水处理药剂的防冻性能。取试样75～100mL，注入一个带搅拌装置的冷却管中，使试样降温，记录试样每分钟的温度，画出时间一温度曲线图。冷却曲线与结晶曲线的交点在纵轴上的投影点，即是该试样的冰点。如果试样出现过冷现象，则试样过冷后温度回升所达到的最高温度即是该试样的冰点。

以不加缓释剂的自来水为空白对比试验，上述实施例1-4以及空白试验的测试结果如下表1所示：

表1：实施例1-4以及空白试验的测试结果

参数	空白	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4
						腐蚀速率mm/a	1	＜0.0028	＜0.0467	＜0.0435	＜0.0398
粘附速率mg/(cm<sup>2</sup>·m)	50	6.697	10.542	17.423	17.107
						阻垢率％	20	95.6	97.8	98.5	97.2
冰点/℃	0	-10	-10	-12	-10

从表1可知，与不加缓释剂的自来水相比，通过加入本发明制得的缓释剂，可以显著降低管道的腐蚀速递、阻垢率，且可以降低循环水的冰点，具有防冻功效，管道在冬天里使用时不需要另外添加防冻剂，使用方便。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种工业循环水系统用多功能缓释剂，其特征在于：按照重量分数计算，由以下组分组成：

硫酸锌 2～5%，

亚硫酸钠 1～6%，

甲基硅酸钠 1～3%，

铵盐 0.5～6%，

pH值调节及络合剂 10～15%，

防锈剂 5～17%，

阻垢剂 17～32%，

表面活性剂 2～5%，

混凝剂 3～5%，

防冻剂 15～30%。

2.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述铵盐为硫酸铵、硝酸铵、氯化铵中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述pH值调节及络合剂为柠檬酸钠、乙二胺四乙酸钠、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、草酸、醋酸、磷酸中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述防锈剂为草酸、醋酸、磷酸中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述阻垢剂为苯并三氮唑、乙二胺四亚甲基膦酸、六次甲基四铵中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述混凝剂为聚合硫酸铁、聚合氯化铝、聚丙烯酰胺、硫酸铝、明矾一种或几种。

8.根据权利要求1所述的多功能缓释剂，其特征在于：所述防冻剂为苯并三氮唑、硼砂、乙二醇中的一种或几种。

9.如权利要求1-8任一项所述的多功能缓释剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）在反应釜中加入去离子水；

（2）搅拌条件下先加入硫酸锌、亚硫酸钠、铵盐、甲基硅酸钠、混凝剂，混合均匀后，再加入防锈剂、阻垢剂、表面活性剂、防冻剂，使其充分溶解；

（3）然后用pH值调节及络合剂调节体系pH值3.5～5.5后即可。