[发明专利]一种软化水质水处理剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种软化水质水处理剂及其制备方法和应用，属于水质处理领域。

背景技术

我国北方地区的大部分天然水质属于中高硬度水质，这类水的特点是钙硬度高，总碱度高，水体的腐蚀倾向性小，结垢倾向性较大。这些硬度较高的水经加热煮沸，其中含有的钙离子、碳酸氢根离子会转化成以碳酸钙为主的絮状、粉末状沉淀物，沉积在容器、管道表面形成水垢。结垢现象一旦发生，水垢的沉积对正常的生活生产带来诸多不利影响，比如天然气发电机组水冷循环系统、以自然水为原水的产水设备和各种锅炉中一旦出现结垢，不但会大大降低传热效率、阻塞正常通水，影响设备工作效率，甚至会带来安全隐患，威胁和破坏工厂长周期地安全生产，造成经济损失。

针对上述问题，通常需要对以天然水作为生产水或循环用水的设备进行防垢处理，常用的防垢方法是化学法、物理法和工艺法。在各种抑制和减缓结垢的方法中，化学阻垢具有成本低、效果明显的优点，因而被国内外普遍采用。

化学法防垢机理是利用化学阻垢剂的某些特性阻止水垢的生成。通过向天然水中加入专用的阻垢剂，改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而减缓水垢析出和沉积。目前，市场上常见的阻垢剂有天然聚合物阻垢剂、含磷聚合物阻垢剂等。但是，天然聚合物药剂存在用量大，费用高的问题，而含磷类阻垢剂不能有效地抑制磷酸钙和锌垢以及解决氧化铁沉淀问题，且对高硬度天然水的处理效率偏低。

发明内容

针对现有技术的不足，申请人通过多年研究发明了一种水处理剂，对含有钙离子、镁离子等的常见高硬度水质具有良好的软化效果，适用于取自然水作为生产水或循环用水的工厂和各类锅炉。

具体的说，本发明是通过下述技术方案实现的：

一种软化水质水处理剂，由以下三种组分组成，以质量份数计：A组分为硫酸15-25份，萘10-15份；B组分为三乙醇胺30-45份，水20-40份；C组分为葡萄糖3-8份，六偏磷酸钠2-5份，偏硅酸钠0.5-2份，甲酸钠0.1-0.5份。

优选的，各组分的用量为A组分为硫酸20份，萘13份；B组分为三乙醇胺36份，水30份；C组分为葡萄糖5.5份，六偏磷酸钠3.6份，偏硅酸钠1.2份，甲酸钠0.2份。

本发明的水处理剂加入到常见的含有钙离子、镁离子等的硬水中后，与钙离子、镁离子快速螯合，从而迅速降低水中的钙离子、镁离子含量，使水质软化。

相应的，本发明公开了上述软化水质水处理剂的制备方法，包括下述步骤：1)将萘加入到硫酸中，在48-52℃搅拌直至萘完全溶解，然后升温至70-75℃反应得到褐色透明液体；2)将三乙醇胺与水搅拌均匀后加入到步骤1)所得褐色透明液体，在70-75℃继续反应，反应结束后降温至40-45℃；3)将葡萄糖、六偏磷酸钠、偏硅酸钠、甲酸钠加入到上述反应结束的液体中搅拌至得到浅红褐色透明液体，即为软化水质水处理剂。

在上述中，为了提高反应的充分性，减少原料浪费，步骤1)为在50℃以下向硫酸中缓慢加入萘。此处所用的缓慢加入是指在较长时间内将萘均匀加入到硫酸中，通常加入过程所用时间在半小时以及更长，例如1小时。

同样的，为了保证步骤2)反应充分进行，减少原料浪费，步骤2)在70-75℃继续反应至少半小时以及更长，例如1小时。

最后，本发明还公开了所述软化水质水处理剂在软化含钙离子和/或镁离子硬水中的应用。

当用于上述用途时，可根据硬水中钙镁离子的含量来调节水处理剂的用量；根据常见的硬水中两种离子的含量(200-2000mg/L)，本发明的水处理剂相对于水的用量为1-15g/L。

具体实施方式

在下述具体实施中，申请人提供了本发明的若干具体组成及其制备的过程以便更好的说明本发明的实质和效果，所提供的组成和制备过程仅为示意性的，病不对本发明构成特别限制。

实施例1

以重量份计，向第一反应器中加入硫酸20份，然后缓慢加入萘13份，加入过程中控制温度为40℃，加完后在50℃保温搅拌直至萘完全溶解，然后升温至70-75℃，反应得到褐色透明液体；向第二反应器中加入三乙醇胺36份，水30份，搅拌30分钟，然后加入到第一反应器中，并在75℃继续反应1小时，反应结束后降温至45℃，再加入葡萄糖5.5份，六偏磷酸钠3.6份，偏硅酸钠1.2份，甲酸钠0.2份，搅拌1小时，即制得所述软化水质的水处理剂。

实施例2