CN101967024B

CN101967024B - 一种无磷缓蚀阻垢剂

Info

Publication number: CN101967024B
Application number: CN201010201297XA
Authority: CN
Inventors: 杨曼君
Original assignee: Inner Mongolia Tianchen Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Inner Mongolia Xin Sheng Technology & Trade Co., Ltd.
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: CN101967024A

Abstract

本发明公开了一种无磷缓蚀阻垢剂，它由天然产物提取物、聚丙烯酸钠、硫酸锌、苯骈三氮唑四种组份组成，各组份所占的重量百分比为天然产物提取物30-70％、聚丙烯酸钠20-60％、硫酸锌2-15％、苯骈三氮唑1-5％，所述天然产物提取物由木质素磺酸盐、腐殖酸钠、丹宁三种组份组成，各组份所占的重量百分比为木质素磺酸30-60％、腐殖酸钠30-60％、丹宁2-15％。本无磷缓蚀阻垢剂无磷、无氮，使用过程检测项目简单，可以实现零排污运行，用于循环冷却水系统中具有很好的缓蚀阻垢效果，是一种环保型缓蚀阻垢剂。

Description

一种无磷缓蚀阻垢剂

技术领域

本发明涉及一种工业循环冷却水处理技术领域，特别指一种复合环保型无磷缓蚀阻垢剂。

背景技术

近年来，有机磷酸类缓蚀阻垢剂应用发展极为迅速，国内循环冷却水处理常用的缓蚀阻垢剂有聚磷酸盐、磷酸酯、有机磷酸和聚合物类等。其中，有机磷酸类药剂以其高效的缓蚀与阻垢双重功能而被广泛应用，该类水处理药剂具有化学性能稳定、能耐较高温度和pH值、有明显的溶限效应和协同效应等特点。但是磷是细菌和藻类的营养源，含磷类阻垢剂易造成环境水域的富营养化，促进菌藻的生长形成赤潮而引起水源污染。因此，开发无磷、生物降解性能好、控制指标简单易实现、适合高浓缩倍率运行甚至零排污的新型绿色缓蚀阻垢剂已成为水处理的发展方向。

国外无磷环保型水处理剂，如聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发始于20世纪90年代初期，我国于90年代后期也开始了对聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的合成。发明专利CN1850661A公开了一种用于循环冷却水处理的绿色环保型复合缓蚀阻垢剂，由聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸钠、水解聚马来酸酐、葡萄糖酸钠、锌盐等阻垢分散剂和缓蚀剂复配而成，具有无磷、生物降解的特点，用于循环冷却水系统中超缓蚀阻垢分散作用。发明专利CN101525185A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂及其制备方法，无磷缓蚀阻垢剂包括聚环氧琥珀酸、丙烯酸类共聚物、唑类、钼酸盐、pH值调节剂以及水。发明专利CN101337744A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂及其合成方法，该合成产品中含有羧酸基、磺酸基和氨基磺酸盐等多种官能团，利用它们之间的协同作用，使其具有更好的阻垢、分散性能，同时该产品无磷，可生物降解，对保护环境有利。发明专利CN101066811A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂，它是由聚天冬氨酸或/和聚环氧琥珀酸、聚马来酸酐、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物、锌盐、天然有机高分子、钼酸盐及其它组份所组成。发明专利CN188749A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂，它是由腐殖酸钠、聚环氧琥珀酸、硼砂等组份所组成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无磷缓蚀阻垢剂，它实现了高浓缩倍率甚至是冷却水零排污，具有优异的缓蚀、阻垢性能和良好的环保性。

本发明要解决的技术问题由如下方案来实现：一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：由天然产物提取物、聚丙烯酸钠、硫酸锌、苯骈三氮唑四种组份组成，各组份所占的重量百分比为天然产物提取物30-70％、聚丙烯酸钠20-60％、硫酸锌2-15％、苯骈三氮唑1-5％，所述天然产物提取物由木质素磺酸盐、腐殖酸钠、丹宁三种组份组成，各组份所占的重量百分比为木质素磺酸30-60％、腐殖酸钠30-60％、丹宁2-15％。

本发明的优点是：

1、本无磷缓蚀阻垢剂组份简单独特是无磷产品，具有良好的环保性，能避免由于磷的排放引起水质的富营养化问题，减轻了环境污染。由于不含磷，避免了磷酸钙的沉积，使阻垢处理简单易控制，并且对碳酸钙垢的产生有很好的抑制效果，提高了设备的传热系数，降低设备能耗。使用它极大减少了微生物的繁殖，同时对细菌的生长有一定抑制作用，可以降低杀菌灭藻剂的处理费用。

2、节约用水，无磷缓蚀阻垢剂对钙和碱容忍度高，耐高浓度的Cl^-和SO₄ ^2-的腐蚀，适应的pH范围广，为循环水在高浓缩倍数运行甚至零排污运行、减少污水排放提供了条件。

3、无磷缓蚀阻垢剂具有剥离老垢，对已经结垢的系统起到在线清洗作用，可避免垢下腐蚀的产生。

4、腐殖酸钠等天然产物经过加工，将其中的无效杂质去除，克服了传统腐殖酸钠等使用过程中由于天然产物不稳定、杂质多造成的系统运行不稳定、系统泥渣增多而影响系统运行的缺点。

5、系统运行过程控制指标简单易于实现，仅需检测系统PH值等少数几个指标即可。

产品性能试验：

1、静态阻CaCO₃垢效果

碳酸钙沉积法原理：以含有一定量碳酸氢根和钙离子的配制水和水处理剂制备成试液，在加热条件下促使碳酸氢钙加速分解为CaCO₃，达到平衡后测定试液中的Ca²⁺浓度，Ca²⁺浓度愈大则该药剂阻垢性能越好。

静态阻CaCO₃垢的试验条件：用去离子水配置500ml含有一定浓度的阻垢剂，Ca²⁺质量浓度240mg/L，、HCO₃ ^-质量浓度732mg/L，并用硼砂调节pH为9.0，然后静置于恒温水浴中，温度80℃，保温10h后，冷却，用0.22μm的微孔过滤器过滤，用EDTA法测定Ca²⁺浓度，同时做空白试验。

阻垢率η按以下公式计算：

η＝C₁-C₀/C₂-C₀

C₁-加阻垢剂后试液试验后的钙离子浓度mg/L；

C₀-未加阻垢剂的空白试液试验后的钙离子浓度mg/L；

C₂-试验前配好的试液中钙离子浓度mg/L。

本无磷缓蚀阻垢剂做静态阻垢试验，具体结果如下：

表1 CaCO₃垢的阻垢率

实施例	药剂浓度(mg/L)	阻垢率％
			1	40	88.79
2	40	81.91
			3	40	80.97
4	40	79.52
			5	40	92.38

2、鼓泡法测定效果

水处理药剂的性能评定有多种方法，每种都有其适应性和可参照性。而鼓泡法与静态法相比更有实际意义，因为水中的碳酸氢钙是在受热和曝气条件下分解成碳酸钙和二氧化碳，鼓泡法正是模拟现场冷却水条件，最终测定钙离子的稳定浓度，钙离子浓度越大，此处理药剂的阻垢性能越好。

用鼓泡法测定阻垢率方法：

取500mL容量瓶，依次加入所需钙盐贮备液250mL、蒸馏水、所需碳酸盐贮备液，准确加入实验所需阻垢剂的量，用蒸馏水定容至刻度线，摇匀。该液即为1L中含有240mg(6.00mmol)钙离子和732mg(12.0mmol)碳酸氢根离子的水样。把上述容量瓶中溶液倒入500mL的烧瓶中，在鼓泡气流量为80L/h下，烧瓶置于60℃的水浴中，恒温实验所需时间后，关闭电源，将试液冷却至室温，过滤，用EDTA络合滴定法测定钙离子的稳定浓度。溶液中钙离子的稳定浓度越高说明药剂对碳酸钙的阻垢率也越高。阻垢率可由钙离子的稳定浓度(X)表示：

X＝V₃×C×40.08÷50.00×1000＝1603×V₃×C

式中：

V₃-测定钙离子稳定浓度所消耗EDTA标准溶液的体积，mL

C-EDTA标准溶液的浓度，mol/L；

50.00-移取稳定钙离子浓度溶液的体积，mL；

40.08-与1.00mLEDTA标准滴定溶液[C_(EDTA)＝1.00mol/L]相当的以mg表示的钙离子的质量；

X-钙离子稳定浓度(mg/L)。(添加标点符号)

对无磷缓蚀阻垢剂不同加药浓度下进行鼓泡试验，结果如下表：

表2不同加药量的钙离子稳定浓度

加药浓度(ppm)	60ppm	60ppm	60ppm	60ppm	60ppm
						实施例	1	2	3	4	5
钙离子稳定浓度	75.87	70.23	73.72	68.48	77.43

3、缓蚀性能

试验方法参照GB/T18175-2000，试验条件温度50±1℃，试片材质A3碳钢，转速90转/分，不预膜，试验时间72h，

试验结果

无磷缓蚀阻垢剂与锌复配有更好的协同缓蚀作用，并且大大减少了缓蚀剂用量，以氯离子2000mg/l的苦咸水为试验水质，不同加药剂量比较结果如下：

表3缓蚀性能比较

实施例	1	2	3	4	5
						加药浓度	60ppm	60ppm	60ppm	60ppm	60ppm
碳钢腐蚀速率mm/a	0.0501	0.0723	0.0689	0.0550	0.0430
						黄铜腐蚀速率mm/a	0.005	0.005	0.005	0.005	0.005

由表3的结果可知，本无磷缓蚀阻垢剂在恶劣水质条件下对碳钢仍有良好的缓蚀性能，对黄铜缓蚀性能相差不大。

具体实施方式

实施例1：

无磷缓蚀阻垢剂各组份所占重量为：天然产物提取物50kg、聚丙烯酸钠34kg硫酸锌13kg、苯骈三氮唑3kg。其中天然产物提取物由木质素磺酸25kg、腐殖酸钠20kg、丹宁5kg混合而成。将上述各组份混合均匀得固体物料即为产品。

实施例2：

无磷缓蚀阻垢剂各组份所占重量为：天然产物提取物48kg、聚丙烯酸钠39kg、硫酸锌9kg、苯骈三氮唑4kg。其中天然产物提取物由木质素磺酸23kg、腐殖酸钠20kg、丹宁5kg混合而成。将上述各组份混合均匀得固体物料即为产品。

实施例3：

无磷缓蚀阻垢剂各组份所占重量为：天然产物提取物40kg、聚丙烯酸钠40kg、硫酸锌15kg、苯骈三氮唑5kg。其中天然产物提取物由木质素磺酸20kg、腐殖酸钠15kg、丹宁5kg混合而成。将上述各组份混合均匀得固体物料即为产品。

实施例4：

无磷缓蚀阻垢剂各组份所占重量为：天然产物提取物50kg、聚丙烯酸钠35kg、硫酸锌13kg、苯骈三氮唑2kg。其中天然产物提取物由木质素磺酸20kg、腐殖酸钠25kg、丹宁5kg混合而成。将上述各组份混合均匀得固体物料即为产品。

实施例5：

无磷缓蚀阻垢剂各组份所占重量为：天然产物提取物50kg、聚丙烯酸钠35kg、硫酸锌13kg、苯骈三氮唑2kg。其中天然产物提取物由木质素磺酸22kg、腐殖酸钠22kg、丹宁6kg混合而成。将上述各组份混合均匀得固体物料即为产品。

Claims

1.一种无磷缓蚀阻垢剂，其特征是：由天然产物提取物、聚丙烯酸钠、硫酸锌、苯骈三氮唑四种组份组成，各组份所占的重量百分比为天然产物提取物30-70％、聚丙烯酸钠20-60％、硫酸锌2-15％、苯骈三氮唑1-5％，所述天然产物提取物由木质素磺酸盐、腐殖酸钠、丹宁三种组份组成，其中各组份占所述天然产物提取物的重量百分比为木质素磺酸盐30-60％、腐殖酸钠30-60％、丹宁2-15％。