[发明专利]工业循环水溶垢缓蚀剂及制备方法

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，具体涉及一种溶垢缓蚀剂。

背景技术

工业循环冷却水在运行过程中，受逐多因素的影响，如水质变化剧烈、水质含盐量高、运行倍率控制不当或无法控制、多种水质混合、换热器构造多样性、水质指标控制不合理等，很容易出现结垢现象，而一旦结垢，就严重降低换热效率，影响产品的产量和质量，并且造成能源的浪费。根据?工业循环冷却水设计规范?中介绍，1mm的垢厚大约相当于8%的能源损失，垢层越厚，换热效率越低，能源消耗越大，同时使水系统管道的阻力增大，直接造成动力的浪费，严重时不仅会损坏设备，而且会引起工厂停车、停产和减产的生产事故，造成极大的经济损失。

对于已经结垢的循环冷却水系统，目前的主要处理措施是酸洗，而酸洗不得不停车停产，并且酸洗极容易腐蚀生产设备。对于已经结垢并因各种原因不能停车停产的循环冷却水系统，现有技术没有一种良好的溶垢缓蚀剂对已结垢的工业循环冷却水系统在不停车不停产的状态下进行溶垢处理，在逐渐溶垢的同时又保持工业循环冷却水系统不产生腐蚀问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种溶垢缓蚀剂的制备方法，以解决现有技术不能应用于已结垢并且不能停车停产的工业循环冷却水系统，同时解决工业循环冷却水系统腐蚀等问题。使已结垢的工业循环冷却水系统在不停车不停产的情况下正常运行，并逐渐将垢除掉，恢复工业循环冷却水系统的正常使用功能。

本发明解决技术问题所带来的技术方案是提供一种工业循环水溶垢缓蚀剂及制备方法，通过溶垢和腐蚀试验筛选出合适的单剂，选择不同的比例进行复配，复配后观察各单剂之间的协同性，对于协同性比较好的配方再进行溶垢和腐蚀试验，直至最终确定适合溶垢的配方。其生产原料组分及重量份配比为：去离子水12-30份、有机膦酸17-50份、聚羧酸盐6-25份、磺酸盐7-20份、锌盐5-20份、助剂1-2份。

本发明所述的有机膦酸为羟基亚乙基二膦酸或氨基三甲叉膦酸或乙二胺四亚甲基膦酸，三者任选其一。

本发明所述的聚羧酸盐为膦酰基羧酸共聚物或丙烯酸-丙烯酸羟丙酯共聚物，二者任选其一。

本发明所述的磺酸盐为丙烯酸磺酸共聚物或丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐共聚物或丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物，三者任选其一。

其中所述的丙烯酸酯优选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯。

本发明所述的锌盐为硫酸锌或氯化锌，两者任选其一。

本发明所述的助剂为盐酸或硫酸，二者任选其一。

本发明的阻垢机理为：

去离子水起溶解和稀释作用。

有机膦酸起溶垢及缓蚀作用，其分子结构中含C-P键，化学稳定性好，有临界值效应，还具有良好的缓蚀性能，属于无毒或极低毒的药剂，并且与多种药剂有良好的协同效应。

聚羧酸盐起阻垢分散作用，其相对分子质量相当大，是线性高分子化合物，一端吸附在碳酸钙等成垢因子的晶粒上，其余部分则围绕到晶粒周围，使其无法增长而变得圆滑。晶粒增长受到干扰而歪曲，晶粒变得细小，形成的垢层松软，极易被水流冲洗掉。

磺酸盐相对分子质量较小，其吸附在碳酸钙晶粒活性增长点上抑制或干扰晶粒向一定方向成长，使晶格歪曲，产生严重畸变，从而使成垢因子失去活性。

本发明的缓蚀机理：

锌盐在冷却水中能迅速地对金属建立起保护作用，是一种阴极性缓蚀剂。由于金属表面腐蚀微电池中阴极区附近溶液中的局部pH值偏高，锌离子与氢氧离子生成氢氧化锌沉积在阴极区，抑制了腐蚀过程的阴极反应而起缓蚀作用。锌盐与聚羧酸盐进行复配缓蚀效果更好。

助溶剂有助溶作用，对药剂溶液起稳定作用，同时还有溶垢作用。

采用本发明的积极效果是所述溶垢缓蚀剂通过试验表明：阻垢率可达100%以上，说明具备了良好的溶垢效果，而一般阻垢缓蚀剂的阻垢率小于100%。对不锈钢、铜的缓蚀速率小于0.005mm/a，对碳钢的缓蚀率小于0.075mm/a，阻垢率和缓蚀率均满足国家或行业的相关标准要求，同时达到了工业循环冷却水系统在结垢状态下在不停车不影响生产的情况下对所结垢逐渐处理掉恢复正常生产功能的目的，解决了工业循环冷却水系统在结垢状态下不得不停车停产再进行处理的问题，同时解决工业循环冷却水系统溶垢时的腐蚀问题。

本发明是一种环保节约型溶垢缓蚀剂，所述的溶垢缓蚀剂从原料上均选用对环境友好的无毒、无污染原料，生产过程中无“三废”排放，同时可使工业循环冷却水的浓缩倍率达到5倍以上，节约了大量工业用水从而也达到了环保节约的目的。

具体制备方法工艺步骤如下：