CN116040820A - 一种复合无磷阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

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刘永伟
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Abstract

本发明涉及一种复合无磷阻垢剂及其制备方法，包括800～1200重量份的除盐水、1～3重量份的改性木质素磺酸盐、2～4重量份的醋酸钙镁盐、0.5～1.5重量份的唑类、400～600重量份的溶性无机锌盐以及50～150重量份的共聚物A。本发明提供的复合无磷阻垢剂为清澈透明浓缩液，上述浓缩液加入循环水中后，采用连续式加入后，其中的有效成分，可与结垢性Ca2+、Mg2+形成可溶性螯合物，增大了离子的饱和溶解度，阻碍微垢晶格成形，扭曲晶体成长，使微晶不会堆积成垢，并可使旧垢疏松，逐渐脱落旧垢；同时，特效缓蚀成分与其它缓蚀成分产生协同效应，可有效控制不锈钢的点蚀，达到防止结垢的目的，从根本上降低了防腐阻垢的效率。

Description

一种复合无磷阻垢剂及其制备方法
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种复合无磷阻垢剂及其制备方法。
背景技术
20世纪20年代初，水处理药剂开始在工业中使用，循环冷却水处理技术已得到近100年的发展，在技术上已经形成了较成熟的磷系阻垢剂水处理技术。然而，随着环境问题的突出，国家对磷排放标准的限制越来越严格，水处理阻垢剂的无磷化已成为必然趋势。以钼酸盐、钨酸盐、新型合成药剂以及硅酸盐为主缓蚀剂的水处理配方取得了一定进展，但由于药剂成本太高或者只能适用于特殊条件，这些技术中的大多数未获得大规模应用。
国内现代工业，如钢厂、发电厂、石化厂、化肥厂、造纸厂等，都离不开对冷却水、工艺用水和污水的处理，工业上循环冷却水处理药剂越来越受到人们的重视，循环冷却水伴随着生产的全过程，占总用水量的70～80％。在工业生产中，经常采用循环水对设备进行降温或热传递。循环水因其在系统中会蒸发部分，使得系统中的盐浓度增大，而高浓度的含盐水体在以钢、铜结构为主体的设备、管道中容易产生结垢或腐蚀的问题。结垢会给生产带来严重后果，降低换热效率，甚至引起停工，给工业生产带来极大经济损失。
阻垢剂是一种在其中可起到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作用的一类药剂。
因此开发低成本的高效、无磷水处理阻垢剂药剂，已成为科研院所和应用企业所面临的迫切需求，以减缓结垢，使冷却水系统能有效、稳定地运行。
发明内容
本发明的目的是提出一种复合无磷阻垢剂及其制备方法，用于循环冷却水体系可降低磷对环境污染，可分解、可减缓因为冷却水浓缩造成的设备结垢、腐蚀以及换热效率的降低，确保冷却水系统有效、稳定运行。
为实现上述目的，本发明提供了一种复合无磷阻垢剂，包括600～800重量份的除盐水、1～3重量份的改性木质素磺酸盐、2～4重量份的酸钙镁盐、0.5～1.5重量份的唑类、400～600水溶性无机锌盐以及50～150重量份的共聚物A。
共聚物A为磺化三元共聚物，包括丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸多元共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物中的一种或两种，有效含量为30％。
优选地，所述唑类为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑或唑类衍生物。
优选地，所述复合无磷阻垢剂包括1000重量份的水、2重量份的改性木质素磺酸盐、3重量份的醋酸钙镁盐、1重量份的唑类、500重量份的水溶性无机锌盐以及100重量份的共聚物A。
本发明的另一目的在于提供一种复合无磷阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：
A、将400～600重量份的除盐水与1～3重量份的改性木质素磺酸盐混合，搅拌均匀，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将400～600重量份的除盐水与2～4重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将0.5～1.5重量份的唑类与400～600重量份的水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后，再加入50～150重量份的共聚物A混合，搅拌均匀，得到液体C；
D、将所述液体C与所述液体B混合，搅拌均匀后再加入所述液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
优选地，所述唑类为苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑、巯基苯并噻唑或唑类衍生物。
优选地，所述复合无磷阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
A、将500重量份的除盐水与2重量份的改性木质素磺酸盐混合，搅拌均匀，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将500重量份的除盐水与3重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将1重量份的唑类与500重量份的除盐水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后，再加入100重量份的共聚物A混合，搅拌均匀，得到液体C；
D、将所述液体C与所述液体B混合，搅拌均匀后再加入所述液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明提供的复合无磷阻垢剂为澄清浓缩液，上述阻垢剂使用后，能够在不影响处理效果的前提下，有效降低阻垢剂和缓释剂的使用量，大大的节约了成本；且本配方中含有共聚物和水溶性无机锌盐可也协同作用，降低了运行成本，同时此配方为无磷体系配方，避免加入磷导致的收纳水体的富营养化。
通过在循环水冷却水中添加复合无磷阻垢剂，可有效控制循环冷却水对设备的腐蚀、结垢及黏泥等故障，确保装置正常运行及节约用水，从而降低了结垢、腐蚀和黏泥滋生现象影响换热设备的换热效率，延长使用寿命。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种复合无磷阻垢剂，用于循环冷却水中，可有效控制循环冷却水对设备的腐蚀、结垢及黏泥等故障，确保装置正常运行及节约用水。
具体地，所述复合无磷阻垢剂包括800～1200重量份的除盐水、1～3重量份的改性木质素磺酸盐、2～4重量份的醋酸钙镁盐、0.5～1.5重量份的唑类、400～600重量份的水溶性无机锌盐以及50～150重量份的共聚物A。
共聚物A为磺化三元共聚物，包括丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸多元共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物中的一种或两种，有效含量为30％。
优选地，所述唑类为苯并三氮唑或十二烷基苯磺酸钠。
优选地，所述复合无磷阻垢剂包括1000重量份的除盐水、2重量份的改性木质素磺酸盐、3重量份的醋酸钙镁盐、1重量份的唑类、500重量份的水溶性无机锌盐以及100重量份的共聚物A。
本发明提供的复合无磷阻垢剂为清澈透明浓缩液，上述浓缩液加入循环水中后，采用连续式加入后，其中的有效成分，可与结垢性Ca2+、Mg2+形成可溶性螯合物，增大了离子的饱和溶解度，阻碍微垢晶格成形，扭曲晶体成长，使微晶不会堆积成垢，并可使旧垢疏松，逐渐脱落旧垢；同时，特效缓蚀成分与其它缓蚀成分产生协同效应，可有效控制不锈钢的点蚀，达到防止结垢的目的，从根本上降低了防腐阻垢的效率。
本发明提供的复合无磷阻垢剂为澄清浓缩液，上述阻垢剂使用后，能够在不影响处理效果的前提下，有效降低阻垢剂和缓释剂的使用量，大大的节约了成本；且本配方中含有共聚物和水溶性无机锌盐可也协同作用，降低了运行成本，同时此配方为无磷体系配方，避免加入磷导致的收纳水体的富营养化。
通过在循环水冷却水中添加复合无磷阻垢剂，可有效控制循环冷却水对设备的腐蚀、结垢及黏泥等故障，确保装置正常运行及节约用水，从而降低了结垢、腐蚀和黏泥滋生现象影响换热设备的换热效率，延长使用寿命。
本发明的还提供了一种复合无磷阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：
A、将400～600重量份的除盐水与1～3重量份的改性木质素磺酸盐混合，搅拌均匀，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将400～600重量份的除盐水与2～4重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将0.5～1.5重量份的唑类与400～600重量份的水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后，再加入50～150重量份的共聚物A混合，搅拌均匀，得到液体C；优选地，所述唑类为苯并三氮唑或十二烷基苯磺酸钠；
D、将所述液体C与所述液体B混合，搅拌均匀后再加入所述液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
由于所述保复合无磷阻垢剂发挥作用需要形成清澈透明浓缩液络合物，所以需要分成液体A、液体B、液体C，不同物质分布混合、络合后才可以形成特殊的澄清透明浓缩液络合物结构，而不分成液体A、液体B、液体C三种，则很难形成络合物结构。
进一步优选地，所述复合无磷阻垢剂的制备方法包括如下步骤：
A、将500重量份的水与2重量份的改性木质素磺酸盐混合，搅拌均匀，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将500重量份的除盐水与3重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将1重量份的唑类与500重量份的水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后，再加入100重量份的共聚物A混合，搅拌均匀，得到液体C；
D、将所述液体C与所述液体B混合，搅拌均匀后再加入所述液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
实施例1
A、将1吨除盐水与4千克改性木质素磺酸盐均匀混合，经过200目滤布进行过滤得到液体A，另外将1吨水6千克醋酸钙镁盐搅拌均匀，得到液体B；
B、将2千克唑类苯并三氮唑与1吨水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后再加入200千克共聚物丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸多元共聚物与2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸混合，搅拌均匀，得到液体C；
C、将液体C与液体B混合，再加入液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
实施例2
A、将1吨除盐水与2.5千克改性木质素磺酸盐均匀混合，经过200目滤布进行过滤得到液体A，另外将1吨除盐水5千克醋酸钙镁盐搅拌均匀，得到液体B；
B、将1.25千克唑类苯并三氮唑与1吨水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后再加入500千克丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物混合搅拌均匀，得到液体C；C、将液体C与液体B混合，再加入液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
实施例3
A、将1吨除盐水与5千克改性木质素磺酸盐均匀混合，经过200目滤布进行过滤得到液体A，另外将1吨水6.6千克醋酸钙镁盐搅拌均匀，得到液体B；
B、将3千克唑类苯并三氮唑与1吨水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后再加入250千克共聚物2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物混合搅拌均匀，得到液体C，250千克共聚物A混合，得到液体C；
C、将液体C与液体B混合，再加入液体A，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.一种复合无磷阻垢剂，其特征在于：包括800～1200重量份的除盐水、1～3重量份的改性木质素磺酸盐、2～4重量份的醋酸钙镁盐、0.5～1.5重量份的唑类、400～600重量份的溶性无机锌盐以及50～150重量份的共聚物A，所述共聚物A包括丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基苯磺酸多元共聚物、2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸共聚物、丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的复合无磷阻垢剂，其特征在于：所述唑类为苯并三氮唑或十二烷基苯磺酸钠。
3.根据权利要求2所述的复合无磷阻垢剂，其特征在于：包括1000重量份的除盐水、2重量份的改性木质素磺酸盐、3重量份的醋酸钙镁盐、1重量份的唑类、500重量份的水溶性无机锌盐以及100重量份的共聚物A。
4.一种复合无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将400～600重量份的除盐水与1～3重量份的改性木质素磺酸盐混合，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将400～600重量份的除盐水与2～4重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将0.5～1.5重量份的唑类与400～600重量份的水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后再加入50～150重量份共聚物A混合搅拌均匀，得到液体C；
D、将所述液体C与所述液体B混合，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
5.根据权利要求4所述的复合无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于：所述唑类为苯并三氮唑或十二烷基苯磺酸钠。
6.根据权利要求4所述的复合无磷阻垢剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、将500重量份的除盐水与2重量份的改性木质素磺酸盐混合，经过200目滤布进行过滤得到液体A；
B、将500重量份的除盐水与3重量份的醋酸钙镁盐混合，搅拌均匀，得到液体B；
C、将1重量份的唑类与500重量份的水溶性无机锌盐混合并加热至50摄氏度后再加入100重量份共聚物A混合搅拌均匀，得到液体C；
D、将所述液体C与所述液体B混合，混合均匀后进行过滤，得到复合无磷阻垢剂。
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