申请日2003.06.24
公开(公告)日2004.01.28
IPC分类号C02F5/12
摘要
一种高效节水无膦环保水处理剂，加入水中的防垢剂或除垢剂用于水的软化、防垢技术领域，用于循环冷却水的处理，其特征在于水处理剂由固体分散剂和液体缓蚀剂组成，水处理剂的主要成分包括腐植酸钠、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物、丹宁酸。所述的固体分散剂为淡黄色至黑色固体，由腐植酸钠与磺酸盐的共混物、丹宁酸、酰胺类絮凝剂、表面活性剂组成。液体缓蚀剂是由丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物和缓蚀剂组成。该水处理剂无膦、无污染，具有较高的浓缩倍率，节水效率高，缓蚀阻垢效果显著，可广泛的应用于各种水质的循环水系统。
権利要求書
1、一种高效节水无膦环保水处理剂，用于循环冷却水的处理，其特征在于水处理剂由固 体分散剂和液体缓蚀剂组成，水处理剂的主要成分包括腐植酸钠、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲 基丙磺酸多元共聚物、丹宁酸。
2、一种高效节水无膦环保水处理剂，用于循环冷却水的处理，其特征在于水处理剂由固 体分散剂和液体缓蚀剂组成，水处理剂的主要成分包括腐植酸钠与磺酸盐的共混物、丙烯酸 -2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物、丹宁酸和酰胺类絮凝剂。
3、根据权利要求2所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的固体分散剂为 淡黄色至黑色固体，各组分的重量组成百分比为：
腐植酸钠与磺酸盐的共混物 40～60%
丹宁酸 20～30%
酰胺类絮凝剂 10～25%
表面活性剂 5～10%
4、根据权利要求2所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的液体缓蚀剂为 淡黄色至深棕色液体，该液体缓蚀剂是由下列重量百分比的组分配制的：
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物 70～80%
缓蚀剂 20～30%
5、根据权利要求2或3所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于腐植酸钠与磺酸 盐共混物中腐植酸钠所占重量百分比为70～90%。
6、根据权利要求2或3所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的磺酸盐可 以是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-羧基-3-烯丙氧基-1-丙烷磺酸盐、丙烯磺酸钠与丙烯 酸的共聚物。
7、根据权利要求2或3所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的酰胺类型 絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或非离子聚丙烯酰胺中的一种。
8、根据权利要求3所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的表面活性剂为 烷基酚与环氧乙烷缩合物、苯磺酸盐和十二烷基硫酸钠中的任一种物质。
9、根据权利要求4所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于所述的缓蚀剂是甲基 苯骈三氮唑和/或苯骈三氮唑和/或锌盐的任一种或一种以上的混合物。
10、根据权利要求1或2所述的高效节水无膦环保水处理剂，其特征在于该水处理剂的 使用方法是在40～80℃的水温下加入固体分散剂和液体缓蚀剂，加入剂量为固体分散剂10～ 100ppm，液体缓蚀剂5～50ppm。
说明书
高效节水无膦环保水处理剂
技术领域
本发明属于加入水中的防垢剂或除垢剂用于水的软化、防垢技术领域，尤其涉及一种无 膦节水的循环水用水处理剂。
背景技术
在电力、化工、冶金、等工业用循环冷却水系统中，由于循环水中溶解有氧和二氧化碳， 碳酸盐和碳酸氢盐的分解也产生二氧化碳，对输送设备和管路的金属表面产生腐蚀;同时由 于水中不溶物和碳酸钙沉淀的产生，输送设备和管路内壁会出现结垢。这不仅降低了循环输 送设备的使用寿命，还严重影响了生产效率和生产的正常进行。
至上世纪三十年代以来，具有缓蚀、阻垢作用的水处理剂开始得到广泛的应用。目前， 国内使用的循环水用水处理剂种类繁多，主要有磷系配方、全有机配方、钼系配方、硅系配 方，以及钨系配方等。有机多元膦酸能有效的解决循环系统产生碳酸钙垢的问题，能耐高温， 是现今用量最大的水处理剂。但是该水处理剂排出后使水体环境富营养化，促进了藻类繁殖， 造成公害，而且对磷酸钙沉淀的处垢效果较差。钨系配方水处理药剂毒性较大，会对环境造 成二次污染。无膦无毒、浓缩倍率高的有机配方水处理剂已成为水处理药剂的发展方向。
全有机配方的水处理剂主要有含磺酸盐共聚物、聚羧酸型、丙烯酸共聚物系列等。2001 年9月19日公开的中国专利申请00113316.0提供了一种含磷的磺酸盐共聚物及其制备方法 和用途，该含磷的磺酸盐共聚物，其组成包括单体A、B，其中：A=有机酸酐，最好为顺丁烯 二酸酐;B=2-丙烯酰氨基-2-甲基丙基磺酸;其特征在于该磺酸盐共聚物还引入单体C，C=2- 丙烯酰氨基-2-甲基丙基磷酸，该共聚物在聚合时，共聚物中的磷可由单体C(AMPP)和引发剂 中的还原剂引入。该发明虽然能对磷酸钙垢的抑制效果明显提高，铁离子的稳定性也有显著 的改善，且能适用于恶劣水质条件的阻垢，并具有一定的缓蚀作用。但浓缩倍率较小，缓蚀 率较大。
2001年11月28日公开的中国专利申请01113457.7提供了一种以聚天冬氨酸为主剂的 复合水处理剂，其特征在于，该水处理剂的组分和含量包括：
聚天冬氨酸 1～7mg/l
钨酸盐 5～15mg/l
柠檬酸钠 20～40mg/l
苯骈三氮唑 0～2mg/l
锌盐 0～3mg/l
该水处理剂可使碳钢的缓蚀率可达98.27%，水中碳酸钙的阻垢率可达95.67%。但由于 组分中含有钨酸钠或钨酸铵，对环境会造二次污染，影响了其的推广应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效节水无膦环保水处理剂，能有效的降低排污量，提高缓蚀 阻垢效率。
本发明所采用的技术方案是：
一种高效节水无膦环保水处理剂，用于循环冷却水的处理，其特征在于水处理剂由固体 分散剂和液体缓蚀剂组成，水处理剂的主要成分包括腐植酸钠、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基 丙磺酸多元共聚物、丹宁酸。
更进一步的说，一种高效节水无膦环保水处理剂，用于循环冷却水的处理，其特征在于 水处理剂由固体分散剂和液体缓蚀剂组成，水处理剂的主要成分包括腐植酸钠与磺酸盐的共 混物、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物、丹宁酸和酰胺类絮凝剂。
其中，固体分散剂为淡黄色至黑色固体，各组分及其重量组成百分比为：
腐植酸钠与磺酸盐的共混物 40～60%
丹宁酸 20～30%
酰胺类絮凝剂 10～25%
表面活性剂 5～10%
和腐植酸钠共混的磺酸盐可以是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-羧基-3-烯丙氧基-1- 丙烷磺酸盐或丙烯磺酸钠与丙烯酸的共聚物。腐植酸钠与磺酸盐共混物中腐植酸钠所占重量 百分比为70～90%。酰胺类絮凝剂是阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺或者非离子聚丙 烯酰胺。
表面活性剂为烷基酚与环氧乙烷缩合物、苯磺酸盐和十二烷基硫酸钠中的任一种物质。 烷基酚与环氧乙烷缩合物可以是壬基酚聚氧乙烯(10)醚(TX-10)、壬基酚聚氧乙烯(9) 醚(TX-10)、壬基酚聚氧乙烯醚，苯磺酸盐可以是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钙、 十烷基苯磺酸钠等。
液体缓蚀剂为淡黄色至深棕色液体，该液体缓蚀剂是由下列重量百分比的组分配制的：
丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物 70～80%
缓蚀剂 20～30%
缓蚀剂是甲基苯骈三氮唑和/或苯骈三氮唑和/或锌盐的任一种或一种以上的混合物。锌 盐可选用碳酸锌、硫酸锌或氯化锌等。
该高效节水无膦环保水处理剂的使用方法是在40～80℃的冷却水温下加入固体分散剂和 液体缓蚀剂，加入剂量为固体分散剂10～100ppm，液体缓蚀剂5～50ppm。
本发明所述的无膦节水高效水处理剂由天然阻垢分散剂腐植酸钠和磺酸盐共混，再配以 丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸多元共聚物(AA/AMPS)共同作用，附加具有絮凝作用的表 面活性剂，使循环冷却水在浓缩倍率K=6.0左右时能有效的抑制CaCO3分解，少量碳酸盐分 解的晶体也不会形成大的晶体，始终处于悬浮状态，随排污排出冷却水系统，极大的提高了 阻垢效果。由甲基苯骈三氮唑和/或苯骈三氮唑和/或锌盐的任一种或一种以上的混合物组成 的缓蚀剂在本发明复配比例呈现弱酸性的环境下缓蚀效果更显著。
水质情况对高效节水无膦环保水处理剂的应用范围影响不大，在使用时为了防止流速过 慢造成悬浮物沉积，要求循环冷却水在换热器内的流速要保证大于1.0m/s。冷却水系统停 运前要将浓缩倍率K降低到2.0左右，以防余热造成药剂与盐类析出。同时，药剂的投加应 保证24小时连续投加，最好是将水处理剂中的固体分散剂配制成液体和液体缓蚀剂混合后投 加。由于冷却水在浓缩倍率K=5.0～6.0时碱度和Ca2+浓度偏高，造成部分CaCO3晶体形成， 但由于药剂的分散和凝聚作用而不沉淀，碱度和Ca2+的运行指标与浓缩倍率的增长会出现不 成比例的现象，这属于正常现象。
下面通过该水处理剂的试验来说明其阻垢和缓蚀效果。
1、水处理剂静态阻垢试验
(1)CaCO3垢的实验室静态阻垢试验评定
按中石化总公司《冷却水分析试验方法》401进行，试验用水中含Ca2+和HCO3为250mg/L 的配制水。在恒温搅拌水浴中控制温度为50℃，固体分散剂G的加药量分别为G1=10ppm， G2=20ppm，G3=30ppm，液体缓蚀剂Y的加药量分别为Y1=5ppm，Y2=10ppm，Y3=15ppm。
水样由1200ml蒸发浓缩至200ml，使浓缩倍率K=6.0，观察试验杯中的沉淀情况。 试验结果如下：
G1=10ppm，Y1=5ppm 试验杯中有少量结垢现象，悬浮物均能摇动浮起;
G2=20ppm，Y2=10ppm 试验杯中无任何结垢现象，悬浮物均能摇动浮起;
G3=30ppm，Y3=15ppm 试验杯中无任何结垢现象，悬浮物均能摇动浮起。
(2)Ca3(PO4)2垢的实验室静态阻垢试验评定
按中石化总公司《冷却水分析试验方法》402进行，试验用水中Ca2+含量为250mg/L， PO4 3-含量为5mg/L。在恒温搅拌水浴中控制温度为50℃，固体分散剂G的加药量分别为 G1=10ppm，G2=20ppm，G3=30ppm，液体缓蚀剂Y的加药量分别为Y1=5ppm，Y2=10ppm， Y3=15ppm。
水样由1200ml蒸发浓缩至200ml，使浓缩倍率K=6.0，测定循环水中PO4 3-的含量，并 观察杯中有无垢物生成。 试验结果：
G1=10ppm，Y1=5ppm PO4 3-%=90%， 试验杯中无垢物生成;
G2=20ppm，Y2=10ppm PO4 3-%=93.8%，试验杯中无垢物生成;
G3=30ppm，Y3=15ppm PO4 3-%=96.3%，试验杯中无垢物生成。
(3)缓蚀性能的实验评定
根据中石化总公司《冷却水分析和试验方法》404旋转挂片试验法进行，挂片的面积为 28cm2，电机转速为75转/分，线速度0.5m/s，水温50℃，时间72小时，挂片材质为A3和 H68及Hsn70-1A，挂片采用预膜处理。
