[发明专利]一种用于软化水质循环冷却水处理的环保型复合缓蚀阻垢剂

说明书

技术领域

本发明属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种用于软化水质循环冷却水处理的环保型复合缓蚀阻垢剂。

背景技术

在工业循环冷却水处理领域中，当用不同的水质作为循环冷却水系统的水质及补充水时，其水质结垢和对设备的腐蚀的程度是不同的，所用的缓蚀阻垢剂配方也就不同。在某些行业，由于被冷却的装置特殊或介质的温度高等原因，常常需要用软化水作为循环冷却水的水质，如钢铁行业的连铸结晶器的循环冷却水、核能发电系统的循环冷却水、冶金行业氧枪的循环冷却水、浮法玻璃生产线的循环冷却水、中央空调系统的循环冷却水。软化水的钙硬度通常为0～20mg·L^-1(以CaCO₃计)、总碱度≤100mg·L^-1(以CaCO₃计)、pH6.0～7.5、电导率≤150μs·cm^-1。这类水的稳定指数IR通常大于9.0，其显著特点是不结垢，但对金属的腐蚀性极强，属于强腐蚀性水，当其用于工业循环冷却水时，对碳钢的腐蚀速率可高达2.0mm·a^-1以上，如果处理不当，会引起设备的严重腐蚀。历史上曾经用高浓度的铬酸盐或亚硝酸盐对这类水质进行处理，这种方法虽然处理效果好，对碳钢的腐蚀速率可＜0.025mm·a^-1，但由于铬酸盐和亚硝酸盐属于致癌物质，对环境污染严重，已被禁止使用。

目前对这类水质的处理，主要采用传统的处理配方，即以无机聚磷酸盐六偏磷酸钠为主剂，以羟基亚乙基膦酸、聚丙烯酸、锌盐为辅剂的配方，该配方需要补钙才能增强药剂的缓蚀性能，为了防止磷酸钙垢的沉淀还需要加酸控制pH，操作及管理极为严格。如果操作和管理得当，对碳钢的腐蚀速率约为0.1mm·a^-1左右，虽然能够较好地控制系统腐蚀，但仍然腐蚀速率偏高。如果管理和操作稍微不当，则会导致处理效果大幅度下降甚至失败。另外该配方含磷量较高，易引起水体的富营养化。对这类水质的处理目前还有一种改进型处理配方，即先将低硬度低碱度的软水补钙补碱至一定的硬度和碱度，再用适合这种较高的硬度和碱度的配方进行处理。该配方同样操作及管理严格，如果操作不当，补钙补碱过多，则会引起结垢；补钙补碱过少，则会导致配方的缓蚀效果大幅度下降。因此需要有新的配方，解决这类水质的腐蚀和结垢问题。

对这类强腐蚀性软水的处理，国外许多水处理公司常常采用以钼酸盐为主剂，辅以一定量的分散剂的复合配方，使用时浓度通常高达1500mg·L^-1。该配方不需补钙、不需调pH，但该配方该配方用量大，处理费用较高。

中国专利ZL96109726.4提供了一种由羟基膦基乙酸(HPAA)、羟基亚乙基膦酸(HEDP)、有机膦羧酸(PBTCA)和锌盐组成的配方，用于处理低硬低碱的水质，使用时无须补钙，不需调节pH，操作管理方便，处理效果也好。但该配方使用时由于不含聚合物分散剂，对水的浊度要求高。中国专利ZL00100399.2提供了一种由1～20％的羟基膦基乙酸(HPAA)、1～25％的异丙烯基膦酸聚合物、1～35％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸的共聚物(AA/AMPS)、1～10％的锌盐组成的配方，用于处理低硬低碱的水质时无须补钙，不需调节pH，对浊度有很好的分散效果。但该配方中的聚合物的异丙烯基膦酸聚合物、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸的共聚物(AA/AMPS)，属于无法生物降解或只能少量被生物降解，若在水体中长期富集，也将污染环境。

作为替代有毒缓蚀剂铬酸盐和亚硝酸盐的含磷缓蚀阻垢剂，其发展从聚磷酸盐、有机膦酸盐到有机膦羧酸，含磷量逐渐降低(如表1所示)，体现了人类环境保护意识的提高。

表1：含磷缓蚀剂的磷含量