CN112744886A - 一种废水零排放工艺用消泡剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水零排放工艺用消泡剂及其制备方法，属于消泡剂技术领域。该消泡剂由以下重量份数组分组成：100～200份羟基硅油、75～125份含氢硅油、80～110份烯丙基混聚醚、20～30份聚醚多元醇、5～15份二氧化硅、30～40份单硬脂酸甘油酯、5～15份硬脂酸聚氧乙烯醚。消泡剂制备过程中先制备硅聚醚和硅脂中间体，再与其他组分混合乳化，反应过程条件温和，操作简单，可进行工业化生产应用。消泡剂主要针废水零排放工艺中蒸发结晶过程中的泡沫的消除，在泡沫消除过程中既可以有效的消泡抑泡，而且无副作用。
Description
技术领域
本发明属于消泡剂技术领域，具体涉及一种废水零排放工艺用消泡剂及其制备方法。
背景技术
国家对环保要求越来越严，因此近年来各行业加大了对废水处理的研究。中国制药废水排放量占废水总量的2％，是水环境的主要污染物之一。只要废水具有高COD，高盐，难降解等特性，是公认Nederland严重污染源。
比如钢铁行业一般采用双膜法，超过滤加上反渗透的处理工艺，该工艺的除盐水回收率在70％左右，剩余30％形成了高盐水，其中含有各种有机无机的污染物，是不可以直接排放的，若进入市政污水处理系统，过高的总溶解性固体对活性污泥的生产非常不利。这类高盐废水的处理是近年来钢铁行业的环保重点之一。还有采煤过程中所有渗入井下开采空间的地下水都是矿井废水，实现矿井废水的零排放具有重大的社会、环境、经济效应。还有随着电厂废水排放标准越来越严，燃煤电厂也陆续上马电厂零排放工程，治理脱硫废水。对于废水量小的电厂通常采用“高温旁路烟气蒸发”技术路线废水量大的电厂采用“结晶闪蒸或低温烟气浓缩+高温旁路烟气蒸发”路线。
废水零排放工艺是指将含有大量无机盐和有机物污染物的工业水，经适当的技术组合处理后回用于生产(达到99％以上回收再利用)，无任何液态污染物排入环境，污染物则浓缩固态或结晶的形式作进一步处理。零排工艺也有很多工艺方法，大多都有多效蒸发结晶过程。一般性生产化工结晶程序，如氯化钠，硫酸钠等化工商品的生产，仅需要处理一种盐类的结晶，这类单盐卤水的结晶工艺，比较容易掌握，但像前述工业污水里所含的盐分，种类繁杂，甚至含有两种盐分组成的复盐。有多种盐类并存的卤水会在结晶器内产生泡沫和极强的腐蚀性，同时多种不同盐类的存在，会造成卤水不同的沸点升高。另外工业废水水体有有机物的存在，在多效蒸发过程中会起大量的泡沫，在该工艺条件下，需要加入消泡剂进行化学驱泡。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题在于提供一种废水零排放工艺用消泡剂，该消泡剂在泡沫消除过程中既可以有效的消泡抑泡，而且无副作用。本发明要解决的另一个技术问题在于提供一种废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，制备过程中先制备硅聚醚和硅脂中间体，再与其他组分混合乳化，反应过程条件温和，操作简单，可进行工业化生产应用。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种废水零排放工艺用消泡剂，由以下重量份数组分组成：100～200份羟基硅油、75～125份含氢硅油、80～110份烯丙基混聚醚、20～30份聚醚多元醇、5～15份二氧化硅、30～40份单硬脂酸甘油酯、5～15份硬脂酸聚氧乙烯醚；所述含氢硅油为侧链含氢硅油、端含氢硅油或端侧混合含氢硅油中的任一种；所述羟基硅油为端基是羟基的线性聚二甲基硅氧烷；所述烯丙基混聚醚的分子量为200～2000；所述聚醚多元醇的起始剂为乙二醇、甘油、脂肪醇或脂肪酸中的任一种；所述二氧化硅为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。
单硬脂酸甘油酯是食物的乳化剂和添加剂；化妆品及医药膏剂中用作乳化剂。白色蜡状薄片或珠粒固体，不溶于水，与热水经强烈振荡混合可分散于水中。在其他方面可作为消泡剂、分散剂、增稠剂、湿润剂等。
硬脂酸聚氧乙烯醚，硬脂酸即十八碳酸，本品微溶于冷水，接上环氧乙烷后可赋予其新的特性。硬脂酸聚氧乙烯醚在水中呈扩散状，具有良好的柔软性和润滑性。具有良好的乳化、净洗效能，在合成纤维工业中，是化纤纺丝油剂组分之一，可以作为纤维加工的柔软剂，具有良好的抗静电及润滑性。织物编织过程中作柔软剂，减少断头现象，并改善织物手感。在化妆品中作乳化剂，一般用量为1～3％。、用作助乳化剂，用于石蜡的乳化。润滑油生产中作乳化剂。在化妆品、药膏、膏体鞋油等产品中作乳化剂，兼有增稠作用。在纺织工业中，用于合成纤维整理的乳化剂和油剂，有柔软性和抗静电性。作为纸张淀粉涂层中的增稠剂和稳定剂。用于电缆管道中多路传输电线的润滑剂。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述羟基硅油的粘度为350～60000mpa·s。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述含氢硅油为侧链含氢硅油，含氢量为0.01％～0.5％。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述含氢硅油的含氢量为0.05％～0.25％。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述烯丙基混聚醚的分子量为400～1200。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述聚醚多元醇的起始剂为甘油，分子量为2000～4000。
所述废水零排放工艺用消泡剂，所述二氧化硅为疏水型气相法白炭黑，比表面积为200m2/g。
上述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将烯丙基聚醚投入反应釜，升温70～90℃，加入氯铂酸异丙醇溶液，滴加入含氢硅油，温度控制在140℃以内，待反应为透明体时保温0.5～1.5h，得到硅聚醚；
(2)将羟基硅油和二氧化硅一起放入反应釜，升温反应，高速分散，分散结束后降温，得到硅脂；
(3)向步骤(2)的硅脂中加入硅聚醚、聚醚多元醇、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸聚氧乙烯醚，加水乳化，然后过胶体磨，冷却，得到消泡剂。
所述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，所述步骤(2)，反应温度为150～180℃，高速分散0.5～1.5h。
所述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，所述乳化温度为60～80℃，时间为1.5～2.5h。
有益效果：与现有的技术相比，本发明的优点包括：
(1)本发明消泡剂主要针废水零排放工艺中蒸发结晶(多效蒸发结晶或MVR蒸汽再压缩蒸发结晶)过程中的泡沫的消除，在泡沫消除过程中既可以有效消泡抑泡，而且无副作用。
(2)本发明消泡剂制备过程中先制备硅聚醚和硅脂中间体，再与其他组分混合乳化，反应过程条件温和，操作简单，可进行工业化生产应用。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例1
一种废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将烯丙基混聚醚(分子量800)96份投入反应釜，升温80℃，加入体积分数为1％的氯铂酸异丙醇溶液200mL，滴加入侧链含氢硅油(含氢量0.1％)100份，温度控制在140℃以内，待反应为透明体时保温1h，得到硅聚醚；
(2)反应釜中加入200kg粘度350mpa·s的羟基硅油，再加入10kg的比表面积为200m2/g的气相法白炭黑，升温180℃保温60min，制得硅脂；
(3)然后加入28.5kg硅聚醚，25kg聚醚多元醇(起始剂为甘油，分子量3000，PO占比90％)，33.5kg单硬脂酸甘油酯，10.5kg硬脂酸聚氧乙烯醚投入反应釜，升温至80℃，搅拌0.5h，加水，在70℃条件下乳化2h，得30％的有机硅乳液，即为消泡剂。
实施例2
一种废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将烯丙基混聚醚(分子量800)96份投入反应釜，升温80℃，加入体积分数为1％的氯铂酸异丙醇溶液200mL，滴加入侧链含氢硅油(含氢量0.1％)100份，温度控制在140℃以内，待反应为透明体时保温1h，得到硅聚醚；
(2)反应釜中加入200kg粘度10000mpa·s的羟基硅油，再加入10kg的比表面积为200m2/g的气象法白炭黑，升温180℃保温60min，制得硅脂；
(3)然后加入28.5kg硅聚醚，25kg聚醚多元醇(起始剂为甘油，分子量3000，PO占比90％)，33.5kg单硬脂酸甘油酯，10.5kg硬脂酸聚氧乙烯醚投入反应釜，升温至80℃，搅拌0.5h，加水，在70℃条件下乳化2h，得30％的有机硅乳液，即为消泡剂。
实施例3
一种废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，具体包括以下步骤：
(1)将烯丙基混聚醚(分子量800)96份投入反应釜，升温80℃，加入体积分数为1％的氯铂酸异丙醇1％溶液200mL，滴加入侧链含氢硅油(含氢量0.1％)100份，温度控制在140℃以内，待反应为透明体时保温1h，得到硅聚醚；
(2)反应釜中加入100kg粘度10000mpa·s的羟基硅油，100kg粘度350mpa·s的羟基硅油，再加入10kg的比表面积为200m2/g的气象法白炭黑，升温180℃保温60min；
(3)然后加入28.5kg硅聚醚，25kg聚醚多元醇(起始剂为甘油，分子量3000，PO占比90％)，33.5kg单硬脂酸甘油酯，10.5kg硬脂酸聚氧乙烯醚投入反应釜，升温至80℃，搅拌0.5h，加水，在70℃条件下乳化2h，得30％的有机硅乳液，即为消泡剂。
实施例4
将实施例1～3制备的消泡剂应用于气泡体系中：
配制起泡液：取20g氯化钠、20g氯化钾、5g NP-20(有效成分为烷基酚聚氧乙烯醚的乳化剂)、5g十二烷基苯磺酸钠，加水到1kg，搅拌均匀，得到起泡液，备用。
取上述起泡液200mL到循环鼓泡仪器中，温度设定为105℃；并将消泡剂预先按照1:100(水，体积比)稀释备用：待温度到105℃时，开启循环鼓泡，当泡沫到400mL时，分别不同消泡剂加入0.2mL、0.4mL稀释好的消泡剂，记录消泡时间，和泡沫再次到达400mL的时间，结果如表1所示。由表1可知，本发明消泡剂在起泡液中既可以有效的消泡抑泡，而且无副作用。
表1消泡剂使用效果
Claims (10)
1.一种废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，由以下重量份数组分组成：100～200份羟基硅油、75～125份含氢硅油、80～110份烯丙基混聚醚、20～30份聚醚多元醇、5～15份二氧化硅、30～40份单硬脂酸甘油酯、5～15份硬脂酸聚氧乙烯醚；所述含氢硅油为侧链含氢硅油、端含氢硅油或端侧混合含氢硅油中的任一种；所述羟基硅油为端基是羟基的线性聚二甲基硅氧烷；所述烯丙基混聚醚的分子量为200～2000；所述聚醚多元醇的起始剂为乙二醇、甘油、脂肪醇或脂肪酸中的任一种；所述二氧化硅为气相法白炭黑或沉淀法白炭黑。
2.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述羟基硅油的粘度为350～60000mpa·s。
3.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述含氢硅油为侧链含氢硅油，含氢量为0.01％～0.5％。
4.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述含氢硅油的含氢量为0.05％～0.25％。
5.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述烯丙基混聚醚的分子量为400～1200。
6.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述聚醚多元醇的起始剂为甘油，分子量为2000～4000。
7.根据权利要求1所述废水零排放工艺用消泡剂，其特征在于，所述二氧化硅为疏水型气相法白炭黑，比表面积为200m2/g。
8.权利要求1～7任一所述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)将烯丙基聚醚投入反应釜，升温70～90℃，加入氯铂酸异丙醇溶液，滴加入含氢硅油，温度控制在140℃以内，待反应为透明体时保温0.5～1.5h，得到硅聚醚；
(2)将羟基硅油和二氧化硅一起放入反应釜，升温反应，高速分散，分散结束后降温，得到硅脂；
(3)向步骤(2)的硅脂中加入硅聚醚、聚醚多元醇、单硬脂酸甘油酯、硬脂酸聚氧乙烯醚，加水乳化，然后过胶体磨，冷却，得到消泡剂。
9.根据权利要求8所述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)，反应温度为150～180℃，高速分散0.5～1.5h。
10.根据权利要求8所述废水零排放工艺用消泡剂的制备方法，其特征在于，所述乳化温度为60～80℃，时间为1.5～2.5h。
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