CN101624238A - 用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用，其特征在于所述阻垢缓蚀剂包括以下的组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐、聚天冬氨酸和水，其中水为溶剂。在循环冷却水中可有效防止碳酸钙的形成，分散碳酸钙微晶，改变碳酸钙结晶状态，对防止磷酸钙垢的形成有良好的性能。对于制氧厂循环冷却水既有高温换热器，又有低温冷冻水和低温设备的复杂状况，本发明物均有防止碳酸钙结垢的效果。采用本发明的阻垢缓蚀剂用量仅需10－50mg/L就可达到阻垢缓蚀的要求，大大节约了工业耗水量和经济费用，具有良好的经济效益和社会效益。

Description

用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用

技术领域

本发明涉及工业水处理技术领域，具体的说是应用于制氧厂循环冷却水系统中的阻垢缓蚀技术，防止管路、设备结垢和腐蚀，特别是一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用。本发明的阻垢缓蚀剂为节能型低磷环保水处理药剂。

背景技术

当今，世界面临人口增长，生态环境恶化，水资源短缺等危机，水资源的匮乏和污染对社会稳定、经济发展构成威胁，成为世界绝大多数国家稳定和发展面临的最突出问题之一，节约用水，提高水资源的利用率已是当务之急。节水首先要抓住比较集中使用的工业用水，在工业用水中，冷却水的比例最大，约占60-70％，因此，节约冷却水就成为工业节水最紧迫的任务，冷却水分直流冷却水和循环冷却水。循环冷却水把用于冷却后的水通过冷却塔降温后再用于冷却。冷却水循环使用后，大大节约了用水量，但由于冷却水不断蒸发，水中盐类被浓缩，加上冷却水与大气充分接触，溶解氧和细菌含量大大增加，导致循环冷却水出现严重的结垢、腐蚀和菌澡滋生等等不利影响，直接影响设备的正常运行和设备的使用寿命，进而，直接制约着机组安全、经济运行，严重时将会给企业带来重大损失。为此，须要在冷却水中加入水处理药剂，如阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂等，来防止循环水结垢、腐蚀和菌澡滋生等。在众多的方法中，采用化学水处理技术是当前国内外公认的工业节水最普遍使用的有效手段，同时，采取适当的水处理技术能够对热力设备进行防腐阻垢保护，能够有效地延长系统设备的使用寿命。

氧是地球上一切有生命的机体赖以生存的物质。它很容易与其他物质发生化学反应而生成氧化物，在氧化反应过程中会产生大量热量。因此，氧作为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、国防工业等部门得到广泛应用。钢铁企业最大的氧气用户是转炉炼钢车间，利用吹入高纯氧气，使铁中碳及磷、硫、硅等杂质氧化，氧化产生的热量足以维持炼钢过程所需的温度。由于氧在工业生产和科学技术发展中有重要用途，因此人类早已用不同方法制取氧气。工业上制氧的方法有：化学法、电解法、吸附法和深冷法。其中深冷法最经济，又能大量制取氧气，因而成为目前工业上制取氧气的主要方法。深冷法制氧是以自然界中取之不尽、用之不竭的空气为原料，使其在低温下液化精馏，分离为氧气和氮气。空气分离装置(通称制氧机)就是利用深冷法分离空气以制取氧气和氮气的一种机械。

空分装置希望压缩空气进装置时的温度尽可能低，以降低空气中的饱和水含量和主换热器的热负荷等。而空压机实际上不可能实现等温压缩，末级压缩后的空气温度在换热冷却后亦高达50℃。因此，空气在空压机后，进空分装置前，要对空气进行冷却。尤其是对分子筛吸附净化流程，由于分子筛的吸附容量与温度有关，温度越低，吸附容量越大。因而降低空气温度可以缩小吸附器的设计尺寸。在运转时，就能保证净化效果，或可延长切换时间，减少切换损失。因此，空气在压缩机后更要求预先将压缩空气冷却到尽可能低的温度，然后再进入吸附器。

目前采用的空气预冷系统有几种型式：带低温水的空气冷却塔，用喷淋水与空气直接接触来冷却压缩空气。冷却水来自两部分：用污氮在水冷却塔中降低冷却水的温度后，再用泵供至空气冷却塔；另一部分用冷冻机的蒸发器提供的低温水，进一步将空气冷却到需要的温度。这种冷却方式是靠气、液直接接触进行换热的。

空分设备一般用江河湖泊或地下水作为冷却水。这种水中通常都含有悬浮物(泥沙及其他污物)以及钙、镁等重碳酸盐[Ca(HCO₃)₂和Mg(HCO₃)₂]，称为硬水。悬浮物较多时，易堵塞冷却器的通道、过滤网及阀门等。钙、镁等重碳酸盐受热生成沉淀物，即形成一般所说的在水温升高时易生成碳酸钙水垢。一般水温在45℃以上就要开始形成水垢，水温越高越易结垢。制氧厂循环冷却水另一特点是在低温冷冻水和空气冷却塔等低温设备结垢，水垢附着在冷却器的管壁、空气冷却塔的填料、喷头或筛孔等处，不仅影响换热，降低冷却效果，而且有碍冷却水或空气的流通，严重时会造成设备故障。

因此，制氧厂循环冷却水系统同时承担两项任务，其一为空分设备多个换热器提供冷却水，其二为分子筛纯化系统提供低温空气冷却水。为提高分子筛的吸附能力，空气冷却水须在10度以下，由此便产生一个新的问题，即冷冻水在空气冷却塔喷嘴处、填料处和滤网处产生低温垢。为解决这一问题，我公司经过大量研究，并对河北地区多家制氧厂循环冷却水系统进行实地考察的基础上，开发出新一代阻垢缓蚀剂，解决换热器高温使用和冷冻水低温设备结垢与设备腐蚀问题。因此，本发明人完成了本专利申请所述的发明：一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用。

发明内容

本发明针对制氧厂循环冷却水系统工艺的特点和现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用。该阻垢缓蚀剂是一种适合以地下水或河水做补水，高碱度、高硬度水质，具有高温换热和低温冷冻水设备的敞开式循环冷却水系统使用的水处理剂，并具有高效、低膦环保的特点。

本发明还提供一种上述用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂的制备方法。

本发明还提供一种上述用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂的应用。

本发明的技术构思是，本发明阻垢缓蚀剂是以制氧厂循环冷却水同时具有高温换热器和低温冷冻水及设备为背景，而提出的一种适合以地下水或河水做补水，高碱度、高硬度水质，具有高温换热和低温冷冻水设备的敞开式循环冷却水系统的水处理剂，通过研究、试验或实验，选择出六种物质组合而成，该六种物质分别是：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、聚天冬氨酸、锌盐、水等组成，其中水起溶剂的作用。实际使用中，通过配方中各种药剂内在的协同效应，使这种配方具有高效的阻垢缓蚀功能，可用在工业水处理领域，尤其在制氧厂循环冷却水系统中使用。

本发明的技术方案如下：

用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下各组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、聚天冬氨酸、锌盐和水，其中水为溶剂。

所述各组分的重量份范围为：有机膦酸盐1-30份、聚羧酸多元共聚物1-40份、铜缓蚀剂1-10份、聚天冬氨酸1-60份、锌盐1-30份、水1-50份。

所述各组分的重量份范围为：有机膦酸盐15-30份、聚羧酸多元共聚物20-30份、铜缓蚀剂3-6份、聚天冬氨酸20-60份、锌盐10-25份和水20-50份。

所述各组分的重量份为：有机膦酸盐28份、聚羧酸多元共聚物25份、铜缓蚀剂4份、聚天冬氨酸30份、锌盐18份、水25份。

其中有机膦酸盐选用甘氨酸二亚甲基膦酸或2-膦酰基丁烷1，2，4-三羧酸，分子式为C₄H₁₁O₈NP₂或C₇H₁₁O₉P；聚羧酸多元共聚物选用丙烯酸-磺酸盐-丙烯酸羟丙酯磷酰基羧酸多元共聚物，结构式为(C₃H₄O₂)n(C₇H₁₈NO₄S)m(C₆H₁₀O₃)r(PO₂H₂)，n、m和r在此共聚物分子式中为整数，或选用其他聚羧酸多元共聚物；铜缓蚀剂选用苯并三氮唑，分子式C₆H₅N₃；锌盐选用七水硫酸锌，分子式为ZnSO₄·7H₂O。

用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括分装的制剂①与制剂②，制剂①包括以下各组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐和水，其中水为溶剂；制剂②包括以下组分：聚天冬氨酸。

所述制剂①与制剂②中的各组分以权利要求2-5之一所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂为基础。

上述用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

按比例取组分有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐、聚天冬氨酸、水。

将有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐、水加入反应釜中，搅拌均匀，此为制剂①；聚天冬氨酸单独配制，此为制剂②；制剂①与制剂②的组合即为本发明的阻垢缓蚀剂。

上述用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂在制氧厂循环冷却水处理系统中的应用，所述阻垢缓蚀剂按补充水量计，将制剂①与制剂②分别投加，比例为10∶3，其合计投加量为10～50mg/L成品剂量。

本发明的技术效果如下：

本发明用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，是将几种物质混合成组合物，并配加聚天冬氨酸而成。这几种物质包括有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐、聚天冬氨酸、水。制氧厂循环冷却水系统为多个用户提供冷却水，包括高温换热器和低温冷冻水，其中有铜、不锈钢和碳钢换热器或管道。组合物中有机膦酸盐经常与锌盐复配使用在循环冷却水系统中对碳钢有良好的缓蚀性能。聚羧酸多元共聚物在高硬度、高碱度循环冷却水水质中有明显阻垢效果，并且具有很好的分散碳酸钙和磷酸钙的能力。聚天冬氨酸作为一种新型绿色水处理剂，应用到工业循环冷却水处理领域中。聚天冬氨酸可以螯合钙、镁、铜、铁等多价金属离子，尤其能够改变钙盐晶体结构，分散碳酸钙微晶，使其形成软垢，可以用于工业循环水、锅炉水、反渗透水、油田水、海水淡化等水处理领域，在高硬度、高碱度、高pH值、高浓缩倍数系统中表现卓越。苯并三氮唑是性能优异的铜缓蚀剂，制氧厂循环冷却水系统中含有大量铜质换热器，使用苯并三氮唑可使铜材表面迅速成膜，抑制铜材腐蚀。锌盐属阴极型缓蚀剂，在阴极部位，当锌离子接近金属表面时，能与阴极区聚积的OH^-快速地形成氢氧化锌沉淀物，沉积于阴极表面，从而起到缓蚀作用。锌盐能在水介质中的金属表面快速成膜，这是其他无机缓蚀剂无法比拟的，但膜松软不牢固，所以锌盐单独使用时不可能完全抑制金属在水溶液中的腐蚀。几种组分复配起增效作用，并可降低这些有机物的用量。

由于本发明对各组分的重量份范围进行了限定，这些限定结合了试验数据、实际应用效果、经济和环境效益的考虑，充分满足常温环保、应用范围广和高效的技术要求，同时也为本发明的推广使用提供了便利。

由于本发明还是针对热力设备的腐蚀问题研制而成的工业循环水处理组合物，通过大量试验证明其缓蚀性能优良，技术优势明显。在循环水系统中投加本发明的组合物药剂后，碳钢、不锈钢、铜的腐蚀速率均达到国家循环冷却水处理设计规范的要求。

在制氧厂循环冷却水系统中，使用本发明的复合配方产品投加量为10～50mg/L同时阻止高温换热器结垢和低温冷冻水设备结垢，可见其使用剂量低，具有可观的经济效益。充分显示了本发明具有低剂量、高效节能的技术效果。

使用本发明的复合配方后进行设备检查，制氧厂循环冷却水高温换热器和管道均无结垢现象，冷冻水管道，冷却塔，和滤网也无碳酸钙析出沉积现象。无论是碳钢材质，还是铜质和不锈钢的设备内壁均无明显锈蚀发生，设备检查状态明显优于国内同类装置同期水平。

具体实施方式

下面将通过实例对本发明做进一步说明。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下组分为：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、聚天冬氨酸、锌盐和水，其中水为溶剂。

所述各组分的重量份范围选为：有机膦酸盐1-30份、聚羧酸多元共聚物1-40份、铜缓蚀剂1-10份、聚天冬氨酸1-60份、锌盐1-30份、水1-50份。

所述各组分的重量份范围优选为：有机膦酸盐15-30份、聚羧酸多元共聚物20-30份、铜缓蚀剂3-6份聚天冬氨酸20-60份、锌盐10-25份和水20-50份。

所述各组分的重量份为：有机膦酸盐28份、聚羧酸多元共聚物25份、铜缓蚀剂4份、聚天冬氨酸30份、锌盐18份、水25份。

其中有机膦酸盐的具体成分可为甘氨酸二亚甲基膦酸或2-膦酰基丁烷1，2，4-三羧酸，分子式为C₄H₁₁O₈NP₂或C₇H₁₁O₉P；聚羧酸多元共聚物的具体组分可为丙烯酸-磺酸盐-丙烯酸羟丙酯磷酰基羧酸多元共聚物，结构式为(C₃H₄O₂)n(C₇H₁₈NO₄S)m(C₆H₁₀O₃)r(PO₂H₂)，n、m和r在此共聚物分子式中为已知的整数，或在本发明中具有相近的效果的共聚物；铜缓蚀剂可为苯并三氮唑，分子式C₆H₅N₃；聚天冬氨酸；锌盐可为七水硫酸锌，分子式为ZnSO₄·7H₂O。

本发明用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂(以下简称为TW-301或TW-301阻垢缓蚀剂)的生产工艺介绍如下：

1)备料：严格按照配方配比，用计量磅依次称取定量的有机膦酸盐28份、聚羧酸多元共聚物25份、铜缓蚀剂4份、锌盐18份和水25份，聚天冬氨酸30份。

2)生产：开启真空泵，将有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物和水抽入反应釜中，开启搅拌(80转/分)，在搅拌的情况下，加锌盐和铜缓蚀剂使其全部溶解，继续搅拌约20分钟，混匀后分装，即得本发明物制剂①。制剂②为聚天冬氨酸，单独配制，单独分装。

三、分装检析：将上述产品制氧厂循环冷却水阻垢缓蚀剂分装到25公斤塑料包装桶中。

四、采样分析。

五、粘贴标签及合格证并办理入库。

用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂的技术性能指标介绍如下：

制剂①

外观：棕红色液体；

固体含量(％)：≥23

总磷(％)：≥4

pH值(1％水溶液)：1.5-4.5；

密度g/cm³(20℃)：1.05-1.25。

制剂②

外观：棕红色液体

固体含量(％)：≥30

PH值(1％水溶液)：9.0-11.0

密度g/cm³(20℃)：1.05-1.25

本发明还提供了所述阻垢缓蚀剂在水质波动比较大的循环冷却水系统中的应用方法。在河北地区多家制氧厂循环冷却水系统中，该发明物按补水计，其适宜投加量为10～50mg/L，均取得明显阻垢缓蚀效果，充分体现出其低剂量的特性。

对本发明一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂及方法和应用的经济效益分析可知，由于国民经突飞猛进的发展和环境污染日趋严重的因素，水资源短缺矛盾的日益突出，冷却水在循环系统中循环使用，提高浓缩倍数将是必然趋势，循环冷却水结垢和腐蚀问题也日益突出。制氧厂循环冷却水系统既有高温换热器，又有低温冷冻水和低温设备，循环冷却水系统低温设备结垢成为制氧厂循环冷却水运行的特点，是不同于一般循环冷却水系统的。本发明的阻垢缓蚀剂是有机膦酸盐、聚羧酸共聚物和聚天冬氨酸等化合物复配而成，在循环冷却水中可有效防止碳酸钙的形成，对防止磷酸钙垢的形成也有良好性能，在高硬度、高碱度、高氯根的恶劣水质中，能发挥良好的阻垢缓蚀特性并对泥沙有很强的分散作用，性能稳定、不受温度影响。根据不同水质投加浓度为10-50mg/L，可用药泵加入系统或直接加入冷却塔补水箱。本发明物适应水质波动范围广，均可以提供优异的阻垢缓蚀性能，且药剂的用量很小，采用本发明的阻垢缓蚀剂用量仅需10-50mg/L就可达到阻垢缓蚀的要求，大大节约了工业耗水量和经济费用，具有良好的经济效益和社会效益。

实施例1：

一种用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂(TW-301)，含以下各组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、聚天冬氨酸、锌盐和水，其中水为溶剂。

1.1备料：严格按照配方配比，用计量泵依次称取定量的有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐和水，所述为制剂①。制剂②为聚天冬氨酸，单独配制。

1.2生产：开启真空泵，将有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物和水抽入反应釜中，开启搅拌(80转/分)，在搅拌的情况下，加锌盐和铜缓蚀剂使其全部溶解，继续搅拌约20分钟，混匀后分装，即得本发明物制剂①。制剂②为聚天冬氨酸，单独配制，单独分装。

实施例2：

本发明用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂针对石家庄地区制氧厂循环冷却水缓蚀性能试验。

2.1试验目的。

旋转挂片腐蚀试验方法是在实验室给定的条件下，用试片的损失质量计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。采用旋转挂片腐蚀测定法，考察制氧厂循环冷却水系统的腐蚀特性，将通过试验后碳钢、不锈钢、铜的外观颜色变化、失重法测得的腐蚀速率等指标综合评判本发明物缓蚀性能。

2.2试验条件。

试验水质：试验用水为石家庄地区地下水；水稳定剂即本发明物用于制氧厂循环冷却水阻垢缓蚀组合物，加入量为制剂①20mg/L，制剂②6mg/L商品浓度；试验水温：50±1℃；试片线速度：170r/min；试片上端与试液面的距离：应大于2cm；试片规格及表面积：50×25×2mm；28cm²；试验时间：216小时；挂入试片片数：每杯中三片。

试验方法按《水处理剂缓蚀性能的测定------旋转挂片法》GB/T18175-2000标准进行。

2.3实验步骤。

1.用滤纸把挂片表面油脂擦拭干净，然后分别在正己烷和无水乙醇中用脱脂棉擦洗，用滤纸吸干，置于干燥器中4小时以上，称重，精确到0.0001g，保存于干燥器中，待用。

2.按实验要求，配制好水处理剂储备液。储备液浓度一般为运转浓度的100倍左右。

3.按试验要求准备好试验用水。

4.在试杯中加入水处理储备溶液，加试验用水到一定体积，混匀，即为试液。在试杯外壁与液面同一水平处做标记，将试杯置于水浴中。

5.待试液达到指定温度时，挂入试片，启动电机，使挂片按一定旋转速度转动，并开始计时。

6.试杯不加盖，令试液自然蒸发，每4小时补水一次，使液面保持在固定位置。

7.在试验过程中，根据实际要求，可更换试液。

8.当运转时间达到指定值时，停止挂片转动，取出试片并进行外观观察。

9.将试片用毛刷刷洗干净，然后在酸洗溶液中浸泡3-5分钟，取出，迅速用自来水冲洗后，立即用氢氧化钠溶液中和约30秒，用自来水、蒸馏水冲洗，用滤纸擦拭并吸干，在无水乙醇溶液中浸泡约3分钟，用滤纸吸干，置于干燥器中4小时以上，称重，精确到0.0001g。同时做三片挂片的酸洗空白实验。

10.对酸洗后的试片进行观察，若有点蚀，应测定点蚀的最大深度和单位面积上的数量。

2.4腐蚀试验水样的分析。

表1试验水样的分析

项目	pH	碱度mg/L	硬度mg/L	Ca2+mg/L	Cl-mg/L	电导率us/cm
							数值	8.12	179.5	339.4	237.2	55.48	603

2.5腐蚀性能实验分析及结论。

1)腐蚀性能试验分析，表2

2)腐蚀性能试验结论。

试验挂片腐蚀速率分析见表2。从表2可知，在石家庄地区地下水中加入本发明物(制剂①和制剂②添加比例10∶3)，合计用量26mg/L商品剂量，试验时间216h，碳钢、不锈钢、铜试片均未发现明显腐蚀现象。碳钢腐蚀率0.0151mm/a，不锈钢0.0002mm/a，铜试片0.0003mm/a。各项指标均低于国家标准要求，说明本发明物对碳钢、不锈钢、铜材均起到了很好的保护作用。

实施例3：

3.1试验目的。

通过静态阻垢试验测定本发明产品对制氧厂循环冷却水补充水在不同加药浓度下的阻垢效果，并初步确定本次试验的药剂配方和加药量。

3.2试验方法。

试验方法按《水处理剂阻垢性能的测定----碳酸钙沉积法》GB/T16632-1996标准进行。

3.3试验步骤。

1.取2000ml现场采得的原水加入烧杯中，准确加入实验所需的阻垢剂储备液，搅拌；

2.将烧杯置于60±1℃的恒温水浴中进行自然蒸发浓缩；

3.当试液浓缩至2.0倍后，取出烧杯，将试液移入500ml的锥形瓶中，瓶口加带有长细玻璃管的胶塞，继续置入60±1℃的恒温水浴中，放置10小时；

4.试验满10小时后，关闭电源，根据分析时间要求，可进行自然冷却或放入凉水中快速冷却至室温。冷却后，若试液液面正好在刻度线上，吸取上层清液分析测定钙离子浓度；若液面低于刻度线，则加水至刻度，振荡摇匀，澄清或过滤后再进行分析钙离子浓度；

3.4阻垢试验用水样的分析。

表3试验水样的分析

项目	pH	碱度mg/L	硬度mg/L	Ca2+mg/L	Cl-mg/L	电导率us/cm
							数值	8.12	179.5	339.4	237.2	55.48	603

3.5静态阻垢性能试验分析及结论。

1)静态阻垢性能试验分析，结果见表4

药剂浓度ppm	13	26	39	52
					阻垢率％	91.4	97.5	98.7	98.8

2)静态阻垢性能试验结论

通过试验证明，TW-301阻垢缓蚀剂即本发明物用在制氧厂循环冷却水系统中，制剂①和制剂②添加比例10∶3，合计加药量在20～30mg/L商品剂量即成品剂量时，就有很好的阻垢分散效果。阻垢率大于95％。

实施例4：

4.1试验目的

极限碳酸盐硬度是循环冷却水不产生碳酸盐沉淀时最大的碳酸盐硬度值。通过动态模拟试验考察TW-301阻垢缓蚀剂对于石家庄地区制氧厂地下水质的阻垢效果，在常规模拟试验装置中增加冷冻水循环水模拟设备，进一步考察TW-301阻垢缓蚀剂在低温冷冻水质和低温设备中的阻垢效果。

4.2动态模拟试验装置

动态模拟试验装置由循环水泵，热交换器，冷却水塔，模拟冷冻机，低温冷却水塔，冷却水池，转子流量计，补给水箱等组成。循环水分两条水线，其一通过热交换器、冷却水塔进入循环水池；其二通过模拟冷冻机、低温冷却水塔，进入循环水池。

4.3试验条件

试验仪器：动态模拟试验仪

热交换器入口温度：30℃

热交换器出口温度：42℃

冷冻机入口温度：30℃

冷冻机出口温度：10℃

水稳剂浓度：制剂①20mg/L，

制剂②6mg/L

4.4试验步骤

往循环水箱中加入30L试验用水，加入水稳剂使循环水箱中水稳剂的浓度为26mg/L商品浓度。开启循环水泵，控制循环水流量为150L/h，调节温控器设定循环水箱温度为30.0℃，启动加热装置，系统进入自动运行状态，风机将根据温度变化自动起停。启动自动补水装置，随时往循环水箱中补充加药试验用水，以补充取样排污和蒸发损失，保持循环水量不变。定期根据试验进展测试试验溶液的硬度、碱度、钙硬度、氯根、PH值，并计算浓缩倍数和阻垢率。控制浓缩倍数在2.0倍运行120h。

4.5试验结果

在本次动态阻垢试验中，添加TW-301阻垢缓蚀剂合计26mg/L商品剂量使浓缩倍率提高到2.0倍，并控制浓缩倍数于2.0倍运行120小时。观察热交换器和冷却塔，未发现结垢现象。观察模拟冷冻机和低温冷却塔，未发现碳酸钙析出现象。

动态阻垢试验分析，结果见表6

项目	PH	碱度mg/L	硬度mg/L	Ca2+mg/L	Cl-mg/L	浓缩倍数	阻垢率％
								原水	8.12	179.5	339.4	237.2	55.48	-	-
循环水	8.85	355.4	682.3	472.1	113.7	2.05	97.1

4.6动态阻垢性能试验结论

通过试验证明，TW-301阻垢缓蚀剂即本发明物用在制氧厂循环冷却水系统中，制剂①和制剂②添加比例10∶3，合计加药量在26mg/L商品剂量或成品剂量时，浓缩倍数可在2.0倍长时间运行，不出现碳酸钙结垢析出现象。阻垢率大于97％。说明本发明物在高温换热条件和低温冷冻水条件下均具有很好抑制碳酸钙析出的作用。

Claims (9)

1.用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括以下各组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、聚天冬氨酸、铜缓蚀剂、锌盐和水，其中水为溶剂。

2.根据权利要求1所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于：所述各组分的重量份范围为：有机膦酸盐1-30份、聚羧酸多元共聚物1-40份、聚天冬氨酸1-60份、铜缓蚀剂1-10份、锌盐1-30份和水1-50份。

3.根据权利要求1所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于：所述各组分的重量份范围为：有机膦酸盐15-30份、聚羧酸多元共聚物20-30份、聚天冬氨酸20-60份、铜缓蚀剂3-6份、锌盐10-25份和水20-50份。

4.根据权利要求1所述的用于制氧厂循环冷却水系统阻垢缓蚀剂，其特征在于：所述各组分的重量份为：有机膦酸盐28份、聚羧酸多元共聚物25份、聚天冬氨酸30份、铜缓蚀剂4份、锌盐18份和水25份。

5.根据权利要求1所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于：所述有机膦酸盐选用甘氨酸二亚甲基膦酸或2-膦酰基丁烷1，2，4-三羧酸，聚羧酸多元共聚物选用丙烯酸-磺酸盐-丙烯酸羟丙酯-磷酰基羧酸多元共聚物，铜缓蚀剂为苯并三氮唑，锌盐选用七水硫酸锌。

6.用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，包括分装的制剂①与制剂②，制剂①包括以下各组分：有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐和水，其中水为溶剂；制剂②包括以下组分：聚天冬氨酸。

7.根据权利要求6所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂，其特征在于，所述制剂①与制剂②中的各组分以权利要求2-5之一所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂为基础。

8.根据权利要求6-7之一所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按比例取组分有机膦酸盐、聚羧酸多元共聚物、铜缓蚀剂、锌盐和水；以及聚天冬氨酸。

将有机膦酸盐，聚羧酸多元共聚物，铜缓蚀剂和锌盐加入反应釜中，加水搅拌均匀；此为制剂①；聚天冬氨酸为制剂②；制剂①与制剂②单独配制，单独分装；制剂①与制剂②的组合即为本发明的阻垢缓蚀剂。

9.根据权利要求6-7之一所述的用于制氧厂循环冷却水的阻垢缓蚀剂在制氧厂循环冷却水处理系统中的应用，该阻垢缓蚀剂按补充水量计，将制剂①与制剂②分别投加，比例为10∶3，其合计投加量为10～50mg/L成品剂量。