[发明专利]一种高硬度、高浓缩倍数循环冷却水用缓蚀阻垢剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于循环冷却水的水质稳定剂，特别是一种针对高硬度、高浓缩倍数条件下循环冷却水系统的复合缓蚀阻垢剂。

背景技术

目前我国工业用水约605亿m³/a，冷却用水按75%计为454亿m³/a。如果直接排放是对水资源的极大浪费，会增加水资源紧缺矛盾和水危机，如采用冷却水循环使用，则仅补充蒸发、排污、渗漏的水量，一般不超过3%,即每年仅补充水量小于13.26亿m³水，节省水资源440.4亿m³/a。可实现大规模节水的目的。

缓蚀阻垢剂是循环冷却水系统常用的一种水处理药剂，用来缓解循环水对循环冷却系统的水泵、管线等设备的腐蚀、结垢，进而提高运行效率、保证系统安全运行、提高设备使用寿命。目前常用的缓蚀阻垢剂多针对传统水源水质的3~5倍浓缩倍数研制，而北方有些地区地下水的硬度本来就比较高，若是浓缩3~5倍，即相当于一般低硬度地区水源水浓缩10倍、15倍，甚至更高。而用海水作为工业冷却水，氯离子的浓度也远远大于一般水源的氯离子浓度。所以当循环冷却水的硬度、碱度、氯离子含量较高时，现有的缓蚀阻垢剂很难达到良好的缓蚀阻垢效果，也难以满足循环水系统提高系统浓缩倍率运行的要求。因此，研制针对高硬度、高浓缩倍数循环冷却水的水质稳定剂，不对于保障设备的正常运行，节约水资源具有重要意义，同时对于海水、回用水在循环冷却水中的应用也具有重要的意义。

CN1331051A公开了一种用于中高硬度循环水处理的复合配方，其主要组成为含磺酸基的有机磷酸、丙烯酸共聚物、有机磷酸化合物、锌盐、有机氮唑及助溶剂等。其中的含磺酸基有机膦酸（如2-膦基-1,1-二羧酸-6-磺酸己烷）目前尚未成为上市产品，成本较高，限制了其实际的应用；另一方面，本配方中含有较大量的锌盐，在排放至水体后，容易造成污染。CN102491544A公开了一种用于中水回用高浓缩倍数循环水处理的药剂配方，其组成为聚天冬氨酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTC）、丙烯酸/丙烯酸羟丙酯/顺丁烯二酸酐/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸四元共聚物、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑（BTA）、乙二胺四乙酸、硫酸锌等，该配方成分复杂，成本较高，而且其中较高含量的天然有机物质容易导致微生物的滋生，容易导致水处理效果失效。CN1068312A公开了一种海水循环冷却水缓蚀剂配方，其组成为聚羧酸（如水解聚马来酸）、有机膦酸（如氨基三甲叉膦酸（ATMP）、乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）或羟基乙叉二膦酸（HEDP）等）、BTA、多聚磷酸盐、硫酸锌及表面活性剂等。该配方中含有大量多聚磷酸盐（30-40%），在运行过程中容易降解为磷酸根离子，一方面容易形成磷酸钙垢，另一方面会刺激水生微生物的滋生，硫酸锌进入水体后会对水生动植物造成毒害，故在实际应用中会带来较多的问题。

本发明公开一种用于高硬度、高浓缩倍数条件下循环水缓蚀处理药剂配方，采用全有机材料组成，避免了无机金属离子对于水体可能带来的污染。结果表明，在，通过适当调整组成浓度及加药浓度，对于海水作为循环水条件下具有良好的缓蚀阻垢效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种针对高硬度、高浓缩倍数循环冷却水系统的高效复合缓蚀阻垢剂。

发明的技术方案如下：

本品中各组分及其质量配比如下：

其中：

有机膦酸选自氨基三甲叉膦酸（ATMP）、羟基亚乙基二膦酸（HEDP）或其混合物，优选ATMP：HEDP质量比1:1混合物。

丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸二元共聚物（AA/AMPS）为分散剂。

苯并三氮唑（BTA）作为铜、铝保护剂。

本发明具有如下优点：（1）具有高效缓蚀及阻垢性能。（2）适用于高硬度、高碱度、氯离子含量高的循环水质。（3）安全、高效，原料易、配比及工艺科学合理。（5）经实验证明，本发明的阻垢碳酸钙垢大于70%；碳钢腐蚀速率小于0.075mm/a，铜腐蚀率小于0.005mm/a。

具体实施方式 

本发明为全有机系缓蚀阻垢剂，避免了无机物引入后导致的水体金属离子污染。配方中的有机膦系物，具有阻垢和缓蚀的双重作用。所选的ATMP和HEDP可与水中金属离子，尤其是钙离子形成螯合物，但在高硬度、高浓缩倍数循环冷却水中主要表现为缓蚀作用。