CN110526423A - 一种高浓度铁离子循环水用无磷水处理剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高浓度铁离子循环水用无磷水处理剂。该无磷水处理剂包括阻垢缓蚀剂和高效分散剂，其添加浓度按补水计为5～20mg/L。所述的阻垢缓蚀剂含：无磷阻垢剂10％～20％，有机缓蚀剂30％～40％，铜缓蚀剂1％～5％，无机缓蚀剂1％～5％，去离子水30％～58％；所述的高效分散剂为：有机聚合物20％～30％，铁离子有机络合剂10％～20％，去离子水50％～70％。该无磷药剂中的有机聚合物可以稳定循环水中的铁离子，避免铁离子在设备表层形成污垢引起垢下腐蚀；铁离子络合剂可以络合循环水中游离的铁离子，干扰Fe3+与Fe的反应，减轻铁离子引起的腐蚀等循环水问题。
Description
技术领域
本发明属于循环冷却水领域,具体涉及一种高浓度铁离子循环水用无磷水处理剂。
背景技术
循环冷却水占工业用水80％以上，对循环水实行循环利用，具有显著的环保效益、经济效益及社会效益，当前多通过提高浓缩倍数以实现节约用水的目的，但若原水中铁离子浓度较高则制约浓缩倍数的提高。松花江流域、黑龙江流域的部分水质含有大量铁离子，而且絮凝效果非常差，预处理后的产水依然有较高浓度铁离子，在制约浓缩倍数提升的同时，循环水中的Fe3+还能促进金属铁溶解为二价铁，加速碳钢的腐蚀；同时Fe3+水解成Fe(OH)3胶体，吸附循环水中悬浮物等杂质，形成絮凝物，沉降在换热器表面形成污垢，增加污垢热阻的情况下还易引起垢下腐蚀。一般循环水中铁离子浓度是几十毫克每升，当铁离子浓度增加到3mg/L时，循环水系统中的设备腐蚀趋势会大幅提升，水处理剂的缓蚀效果大幅下降,针对这种水质一般的处理方法是在预处理装置中增加锰砂罐或者采用生物净化等技术(专利申请号201210079763.0),但是面临的问题都是要占用新的场地，增加工程改造,投资较大。
发明内容
本发明所要解决的问题是克服现有技术存在的问题，提供一种适用于高浓度铁离子循环水的无磷水处理剂。
本发明涉及的无磷水处理剂，包括阻垢缓蚀剂和高效分散剂，其组成如下:
阻垢缓蚀剂含：无磷阻垢剂10％～20％，有机缓蚀剂30％～40％，铜缓蚀剂1％～5％，无机缓蚀剂1％～5％，去离子水30％～58％。其中无磷阻垢剂为聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、脱乙酰甲壳素中的一种；有机缓蚀剂为咪唑啉及其衍生物；铜缓蚀剂为甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑中的一种或两种；无机缓蚀剂为锌盐。
高效分散剂含：有机聚合物20％～30％，铁离子有机络合剂10％～20％，去离子水50％～70％。其中有机聚合物为马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺基为主体的多元共聚物；铁离子有机络合剂为N、N-双羟乙基十二烷基酰胺、月桂酰二乙醇胺、羟乙基乙二胺三乙酸三钠、柠檬酸中的一种或两种。
两种组分的添加浓度按补水计分别为5～20mg/L、5～20mg/L，
本发明还提供了上述高浓度铁离子循环水的无磷化水处理剂的制备方法，该方法包括：
1)缓蚀阻垢剂制备方法：根据缓蚀阻垢剂组分配比，向反应釜内加入配方量所需的去离子水，开启搅拌，然后依次加入无磷阻垢剂，有机缓蚀剂，铜缓蚀剂，无机缓蚀剂，充分搅拌至均匀后，冷却至室温后制得；
2)高效分散剂制备方法：根据高效分散剂组分配比，向反应釜内加入配方量所需的去离子水，开启搅拌，然后依次加入有机聚合物分散剂，铁离子有机络合剂，充分搅拌，冷却至室温后制得。
药剂中的无磷阻垢剂可吸附在无机垢晶体上，使晶体发生畸变，或使大晶体内部的应力增大，从而使晶体易于破裂，阻碍了垢的生长。有机聚合物可以稳定循环水中的铁离子，避免铁离子在设备表层形成污垢，引起垢下腐蚀；药剂中的铁离子络合剂可以络合循环水中游离铁离子，干扰Fe3+与Fe的反应，减轻铁离子引起的腐蚀。该技术在不增加预处理设备、场地及工程改造的情况下，可以解决铁离子所引发的腐蚀等循环水问题。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：
1)循环水采用本发明药剂，不会增加新的土建成本及工程改造费用；
2)在循环水中铁离子浓度大于3mg/L，依然具有良好的缓蚀阻垢能力；
3)本发明产品不含磷，避免了磷排放超标的问题，减轻了企业环保压力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明技术方案及技术效果作进一步说明。
实施例1
制备缓蚀阻垢剂：向反应釜内加入去离子水530kg，开启搅拌，然后加入脱乙酰甲壳素100kg，聚环氧琥珀酸150kg，聚天冬氨酸150kg，七水硫酸锌50kg，甲基苯并三氮唑20kg，充分搅拌至均匀后，冷却至室温所得液体即为缓蚀阻垢剂。
制备高效分散剂：向反应釜内加入去离子水600kg，开启搅拌，然后加入马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺基为主体的三元共聚物300kg，月桂酰二乙醇胺100kg，充分搅拌，冷却至室温所得液体即为高效分散剂。
实施例2
制备缓蚀阻垢剂：向反应釜内加入去离子水530kg，开启搅拌，然后加入脱乙酰甲壳素100kg，聚环氧琥珀酸150kg，聚天冬氨酸150kg，七水硫酸锌50kg，甲基苯并三氮唑20kg，充分搅拌至均匀后，冷却至室温所得液体即为缓蚀阻垢剂。
制备高效分散剂：向反应釜内加入去离子水580kg，开启搅拌，然后加入马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺基为主体的三元共聚物300kg，月桂酰二乙醇胺120kg，充分搅拌，冷却至室温所得液体即为高效分散剂。
实施例3
制备缓蚀阻垢剂：向反应釜内加入去离子水530kg，开启搅拌，然后加入脱乙酰甲壳素100kg，聚环氧琥珀酸150kg，聚天冬氨酸150kg，七水硫酸锌50kg，甲基苯并三氮唑20kg，充分搅拌至均匀后，冷却至室温所得液体即为缓蚀阻垢剂。
制备高效分散剂：向反应釜内加入去离子水550kg，开启搅拌，然后加入马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺基为主体的三元共聚物300kg，月桂酰二乙醇胺150kg，充分搅拌，冷却至室温所得液体即为高效分散剂。
性能测试
在循环水动态炉模拟装置对该产品进行性能评价，补水电导率＝90μS/cm，硬度0.5mmol/L，浊度1.2NTU，总铁0.6mg/L，加药量按补水计，实施例1-3的缓蚀阻垢剂及高效分散剂使用浓度各为10mg/L，当循环水中铁离子达到3.0mg/L后继续运行168h，检查换热管及碳钢监测挂片的情况，设备表面无污垢附着，阻垢性能突出；试片边角及挂孔处有轻微腐蚀，腐蚀率情况如下表：
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| 腐蚀率mm/a | 0.034 | 0.023 | 0.020 |
相对于实施例1，例2和例3增加了不同浓度的络合剂，从上表中可以看出，根据水质中的铁离子浓度适当的增加铁离子络合剂，可以减少设备的腐蚀率。
实施例4
根据实施例1所述方法制备缓蚀阻垢剂及高效分散剂。
在某化工厂应用此无磷水处理药剂，现场补水电导率＝80μS/cm，硬度0.4mmol/L，浊度1.2NTU，总铁0.5mg/L，加药量按补水计，缓蚀阻垢剂12mg/L，高效分散剂8mg/L，循环水中总铁3.0mg/L，检查换热管及碳钢监测挂片的情况，试片仅边角及挂孔处有轻微腐蚀，腐蚀率0.029mm/a，而且设备表面无污垢附着，阻垢性能突出。
Claims (2)
1.一种高浓度铁离子循环水用无磷水处理剂，包括阻垢缓蚀剂和高效分散剂，两种药剂均不含磷。
所述的阻垢缓蚀剂含：无磷阻垢剂10％～20％，有机缓蚀剂30％～40％，铜缓蚀剂1％～5％，无机缓蚀剂1％～5％，去离子水30％～58％。其中无磷阻垢剂为聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、脱乙酰甲壳素中的一种；有机缓蚀剂为咪唑啉及其衍生物；铜缓蚀剂为甲基苯并三氮唑、苯并三氮唑中的一种或两种；无机缓蚀剂为锌盐。
所述的高效分散剂含：有机聚合物20％～30％，铁离子有机络合剂10％～20％，去离子水50％～70％。其中有机聚合物为马来酸酐、丙烯酸、丙烯酰胺基为主体的多元共聚物；铁离子有机络合剂为N、N-双羟乙基十二烷基酰胺、月桂酰二乙醇胺、羟乙基乙二胺三乙酸三钠、柠檬酸中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述循环水水质特征在于：循环水中铁离子浓度大于3.0mg/L。
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