CN103936176B - 一种工业循环水用缓蚀阻垢剂 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，特别是涉及一种用于高浓缩倍数工业循环冷却水系统的长效的新型缓蚀阻垢剂。一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，其特征在于包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5-15％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸5-15％，2-羟基膦酸基乙酸5-15％，碳钢缓蚀剂5-15％，铜缓蚀剂0.5-5％，不锈钢缓蚀剂5-15％，稳定剂5-15％，其余为水。用于高浓缩倍数(6倍以上)工业循环冷却水系统，降低工业循环冷却水的用水量和排污量，节能减排。
Description
技术领域
本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，特别是涉及一种用于高浓缩倍数工业循环冷却水系统的长效的新型缓蚀阻垢剂。
技术背景
随着我国经济高速发展和人口的急剧增加，水资源短缺已成为制约我国经济建设和发展的重要因素，在我国工业用水中80％是循环冷却用水，节约工业循环冷却水是合理利用水资源的主要方法，提高工业循环冷却水的浓缩倍数是降低循环冷却水用水量和减少排污的最好方式。
工业冷却水在循环使用过程中，会出现不同程度的无机盐沉积附着、腐蚀金属及细菌藻类微生物滋生等危害，导致换热设备换热效率降低、管道堵塞、系统腐蚀等严重后果，根据循环冷却水系统特点和水质性质采用合理的缓蚀阻垢药剂和杀菌灭藻药剂可以降低系统内金属材质的腐蚀、结垢及微生物滋生造成的危害，避免换热效率的下降和延长系统的使用寿命。
提高工业循环冷却水的浓缩倍数特别是把浓缩倍数提高到6倍以上(高浓缩倍数)时，会大大降低工业循环冷却水的用水量，但是随着浓缩倍数的提高，加上因为环境水污染原因导致补充水质的恶化，循环冷却水和缓蚀阻垢药剂在系统中停留时间会变长，各种无机物、有机物物质的浓缩成倍增加、悬浮物也会增多，缓蚀阻垢药剂在系统内的停留时间变长，会因为自身降解、被氧化性杀菌灭藻剂氧化和有机悬浮物的吸附导致在循环水中实际有效浓度下降，降低了缓蚀阻垢剂的缓蚀和阻垢的效果，会危害循环水系统的安全运行，所以需要开发出长效新型缓蚀阻垢剂，保证循环冷却水系统安全经济的运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，用于高浓缩倍数(6倍以上)工业循环冷却水系统，降低工业循环冷却水的用水量和排污量，节能减排。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，其特征在于包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5-15％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸5-15％，2-羟基膦酸基乙酸5-15％，碳钢缓蚀剂5-15％，铜缓蚀剂0.5-5％，不锈钢缓蚀剂5-15％，稳定剂5-15％，其余为水。
所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑、二氯三甲苯基三唑、甲基苯并三氮唑中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉、双十七烯基咪唑啉季铵盐、2-炔丙基巯基苯并咪唑中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物、丙烯酸-马来酸酐共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
本发明的缓蚀阻垢剂的制造方法：按所述的组成的质量百分比分别取物料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
本发明的缓蚀阻垢剂适用于高浓缩倍数不锈钢、碳钢和铜材质的工业冷却水循环系统，特别是低硬度低碱度腐蚀性水质中，循环冷却水浓缩倍数可达到6倍以上、水质pH值7.5-9.5、余氯＜1.0、钙硬度加全碱度(以碳酸钙计)＜1150mg/L、氯离子＜1000mg/L工业冷却循环水体系中，缓蚀阻垢剂投加浓度为5-80mg/L，药剂缓蚀阻垢性能可以达到《GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范》相关要求。
本发明有益效果为：该缓蚀阻垢剂适用于不锈钢、碳钢和铜材质的工业循环水系统中，可以把工业冷却循环水浓缩倍数提高到6以上，节约补充用水和减少排污水量，并且工业冷却循环水中总磷含量及锌离子含量均在《GB8978-2002污水综合排放标准》中相关的排放限值之内。保证了工业循环冷却系统的安全经济运行，节能减排。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。
下述实施例中所使用的药剂(原料)均为市场产品或实验室常规商品药品。
实施例1：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸5％，2-羟基膦酸基乙酸5％，碳钢缓蚀剂5％，铜缓蚀剂0.5％，不锈钢缓蚀剂5％，稳定剂5％，其余为水(69.5％)。
所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌。所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑。所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉。所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例2：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物10％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸10％，2-羟基膦酸基乙酸10％，碳钢缓蚀剂10％，铜缓蚀剂1％，不锈钢缓蚀剂10％，稳定剂10％，其余为水(39％)。
所述的碳钢缓蚀剂为硫酸锌。所述的铜缓蚀剂为二氯三甲苯基三唑。所述的不锈钢缓蚀剂为双十七烯基咪唑啉季铵盐。所述的稳定剂为丙烯酸-马来酸酐共聚物。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例3：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸5％，2-羟基膦酸基乙酸15％，碳钢缓蚀剂15％，铜缓蚀剂5％，不锈钢缓蚀剂9％，稳定剂9％，其余为水。
所述的碳钢缓蚀剂为氯化锌。所述的铜缓蚀剂为甲基苯并三氮唑。所述的不锈钢缓蚀剂为2-炔丙基巯基苯并咪唑。所述的稳定剂为丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例4：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物15％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸15％，2-羟基膦酸基乙酸15％，碳钢缓蚀剂15％，铜缓蚀剂5％，不锈钢缓蚀剂15％，稳定剂15％，其余为水(5％)。
所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌。所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑。所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉。所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例5：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物15％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸15％，2-羟基膦酸基乙酸15％，碳钢缓蚀剂5％，铜缓蚀剂5％，不锈钢缓蚀剂5％，稳定剂5％，其余为水。
所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌和硫酸锌的混合物，硝酸锌和硫酸锌的质量各占1/2。
所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑和二氯三甲苯基三唑的混合物，1-羟甲基苯并三氮唑和二氯三甲苯基三唑的质量各占1/2。
所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉和双十七烯基咪唑啉季铵盐的混合物，2-氨乙基十七烯基咪唑啉和双十七烯基咪唑啉季铵盐的质量各占1/2。
所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物和丙烯酸-马来酸酐共聚物的混合物，丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物和丙烯酸-马来酸酐共聚物的质量各占1/2。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例6：
一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物11％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸11％，2-羟基膦酸基乙酸11％，碳钢缓蚀剂11％，铜缓蚀剂3％，不锈钢缓蚀剂11％，稳定剂11％，其余为水。
所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌、硫酸锌和氯化锌中的混合物，硝酸锌、硫酸锌和氯化锌中的质量各占1/3。
所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑、二氯三甲苯基三唑和甲基苯并三氮唑的混合物，质量各占1/3。
所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉、双十七烯基咪唑啉季铵盐和2-炔丙基巯基苯并咪唑的混合物，质量各占1/3。
所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物、丙烯酸-马来酸酐共聚物和丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的混合物，质量各占1/3。
上述缓蚀阻垢剂的制备：取上述原料，然后常温常压搅拌半个小时，得到产品。
实施例1-6制备的工业循环水用缓蚀阻垢剂的应用效果试验：
1、实验水质
本实验用水为南方某火力发电厂循环冷却系统现场用补充水，补充水质经检测分析见下表(表1)：
表1
| 项目 | 单位 | 实测指标 | 分析方法 |
| pH | —— | 7.78 | GB/T15893.2-1995 |
| 电导率 | μS/cm | 169 | GB/T6908-2005 |
| Ca2+(以碳酸钙计) | mg/L | 108.5 | GB/T15452-1995 |
| Mg2+(以碳酸钙计) | mg/L | 16.8 | GB/T15452-1995 |
| Cl- | mg/L | 21.8 | GB/T6905.1-1986 |
| K+ | mg/L | 1.67 | GB/T14640-1993 |
| HCO3 - | mg/L | 89.3 | GB/T15451-1995 |
2、阻垢实验
阻垢实验采用极限碳酸盐硬度法。在上述实施例中的实验水质中均加入10mg/L浓度的缓蚀阻垢剂，实验温度为45℃，在实验过程中分别检测实K+和Ca2+离子浓度，通过分别计算K+离子浓缩倍数NK+(浓缩倍数的计算为浓缩的物质含量与补充水中同一物质含量的比值)和Ca2+离子浓缩倍数NCa2+，当二者浓缩倍数NK+和NCa2+的差值△A＞0.2时，实验结束。
表2
3、腐蚀实验：
3.1实验方法
按照《GB/T18175-2000水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行实验。
3.2试验仪器及试验条件
(1)试验仪器：RCC-I型旋转挂片腐蚀试验仪；
(2)试验温度：45±1℃；
(3)试验仪旋转速度：80转/分；
(4)试片材质：HSn-701A铜；A3碳钢；304不锈钢
(5)试验时间：72小时；
(6)试片面积：28.0cm2；
3.3实验结果
实验数据按照《GB/T18175-2000水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行处理，实验结果如下：
表3
4、实验结论
通过以上实验结果可以表明，采用本发明的缓蚀阻垢剂，适用于高浓缩倍数不锈钢、碳钢和铜材质的工业冷却水循环系统，循环冷却水浓缩倍数可达到6倍以上、药剂缓蚀阻垢性能可以达到《GB50050-2007工业循环冷却水处理设计规范》相关要求，节约补充用水和减少排污水量，并且工业冷却循环水中总磷含量及锌离子含量均在《GB8978-2002污水综合排放标准》中相关的排放限值之内，保证了工业循环冷却系统的安全经济运行。
Claims (3)
1.一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，其特征在于包括羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物、2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸、2-羟基膦酸基乙酸、碳钢缓蚀剂、铜缓蚀剂、不锈钢缓蚀剂、稳定剂和水制备而成；各原料所占质量百分比为：羧酸盐-磺酸盐-非离子三元共聚物5-15％，2-膦酸丁烷-1、2、4、三羧酸5-15％，2-羟基膦酸基乙酸5-15％，碳钢缓蚀剂5-15％，铜缓蚀剂0.5-5％，不锈钢缓蚀剂5-15％，稳定剂5-15％，其余为水；
所述的铜缓蚀剂为1-羟甲基苯并三氮唑、二氯三甲苯基三唑、甲基苯并三氮唑中的一种或二种以上按任意配比的混合物；
所述的不锈钢缓蚀剂为2-氨乙基十七烯基咪唑啉、双十七烯基咪唑啉季铵盐、2-炔丙基巯基苯并咪唑中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
2.根据权利要求1所述的一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述的碳钢缓蚀剂为硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种工业循环水用缓蚀阻垢剂，其特征在于：所述的稳定剂为丙烯酸-乙烯基磺酸共聚物、丙烯酸-马来酸酐共聚物、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸中的一种或二种以上按任意配比的混合物。
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