[发明专利]一种新型缓蚀阻垢剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种新型缓蚀阻垢剂，其组分包含有机膦酸盐、丙烯酸或丙烯酸共聚物、磷酸盐、有机酸、无机碱、唑类衍生物和去离子水，所述各组分在所述缓蚀阻垢剂中的重量百分比为有机膦酸盐15‑20％、丙烯酸或丙烯酸共聚物10‑15％、磷酸盐3‑5％、有机酸10‑20％、无机碱4‑8％、唑类衍生物1‑3％、去离子水余量；所述缓蚀阻垢剂可在金属表面形成网状复合膜。这种新型缓蚀阻垢剂，可在金属表面形成一层网状复合膜，该网状复合膜拒污效果显著，适用于高碱度、高硬度和高氯离子的循环冷却水处理。

技术领域

本发明属于化工循环水处理技术领域，涉及水处理药剂，具体涉及一种新型缓蚀阻垢剂。本发明还给出了这种新型缓蚀阻垢剂的制备方法，及其在循环冷却水处理中的应用。

背景技术

水资源是基础的自然资源和战略性的经济资源，不仅是人类生存发展的命脉，也是生态环境的控制性要素。水是万物之缘，生命之本，是社会经济发展的命脉，是不可替代的宝贵自然资源。然而，全球变暖与过度开垦、砍伐等诸多人为因素的影响，导致淡水水资源急剧减少，缺水已成为世界性的问题，成为制约社会进步和经济发展的瓶颈之一。

工业冷却水用量占其总用水量的比例较大，通常采用循环冷却、提高浓缩倍数的办法来节约用水量。目前，国内循环水浓缩倍数已从起始时的1.5～2倍普遍升至3倍以上，某些行业已要求全行业达到5倍，个别企业的浓缩倍数甚至达到8～10倍。可见，循环水化学处理对节约工业用水的贡献是非常明显和突出的。循环水补水大多采用中水回用，但是由于中水的硬度、碱度、有机物含量都较高，进入循环水系统后，随着浓缩倍数的增高，水的碱度、硬度和pH值自然升高，循环水系统很容易产生结垢、腐蚀和生物污垢等问题，造成换热设备效率下降及腐蚀穿孔等严重后果。

为了防止循环冷却水系统的结垢、腐蚀、细菌滋生等问题，通常在冷却水中加入阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂等化学药剂，习惯上通称为水质稳定剂，利用这些药剂的协同作用，可以提高冷却水的稳定效果，降低生产成本。目前，研究较多且阻垢效果较好的阻垢剂多为膦酸盐类，如羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸(ATMP)及2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)等。这些阻垢剂在节约水资源用量，提高循环冷却水的浓缩倍数，保护设备装置安全运行等方面的效果显著。但需要指出的是，这些磷酸盐类阻垢剂容易水解或被系统中存在的杀生剂氧化分解，生成PO₄^3-离子，经与水中含量较高的Ca²⁺作用生成多种类型的磷酸钙沉淀，而且磷还可以充当水中细菌和藻类的营养成分，造成水资源污染。随着人们环保意识的日益提高和环保法规的逐步完善，迫切需要一种对环境友好的新型无磷水处理剂。另外，常用的有机膦酸盐类缓蚀阻垢剂，其阻垢机理主要是有机膦酸与水中的钙镁离子进行络合作用，与水中的钙镁离子形成稳定的络合物，这种络合物在循环水经受水温、pH的提高、水分浓缩后仍保持可溶状态，但是，随着循环水进一步蒸发浓缩，这些络合物平衡就会被打破，使得循环水系统结垢、腐蚀、菌藻滋生和水体富营养化。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在循环水浓缩提高时，现有常规的缓蚀阻垢剂在循环水中的络合平衡易被打破，循环水管路和设备很容易产生结垢、腐蚀和生物污垢等问题，致使循环水系统换热效率下降甚至是腐蚀穿孔等严重后果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种新型缓蚀阻垢剂。这种蚀阻垢剂能够克服循环水系统在浓缩倍数提高时所产生的结垢和腐蚀等技术缺陷，实现了水冷却设备无结垢无腐蚀的技术目的。

具体而言，本发明所述新型缓蚀阻垢剂，其组分包含有机膦酸盐、丙烯酸或丙烯酸共聚物、磷酸盐、有机酸、无机碱、唑类衍生物和去离子水，所述各组分在所述缓蚀阻垢剂中的重量百分比为有机膦酸盐15-20％、丙烯酸或丙烯酸共聚物10-15％、磷酸盐3-5％、有机酸10-20％、无机碱4-8％、唑类衍生物1-3％、去离子水余量；所述缓蚀阻垢剂可在金属表面形成网状复合膜。