公布日：2022.06.24
申请日：2022.04.29
分类号：C02F5/14(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种废纸造纸废水系统用阻垢剂及其制备方法，以质量百分数计，阻垢剂成分包括：2‑磷酸基‑1，2，4‑三羧酸丁烷10‑15％，水解聚马来酸酐20‑30％，羟基乙叉二膦酸二钠10‑15％，聚丙烯酸10‑20％，引发剂3‑5％，还原剂2‑5％，水10‑45％；所述制备方法是，加入水解聚马来酸酐、还原剂、水，加热搅拌，通入氮气，升温，将2‑磷酸基‑1，2，4‑三羧酸丁烷、羟基乙叉二膦酸二钠、聚丙烯酸、引发剂混合溶液加入到反应釜中，搅拌，保温，冷却，得到淡黄色透明液体；本发明的阻垢剂碳酸钙阻垢率为90％以上，有效提高设备运行效率，降低清洗频度。
权利要求书
1.一种废纸造纸废水系统用阻垢剂，其特征是，以质量百分数计，其成分包括：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10-15％，水解聚马来酸酐20-30％，羟基乙叉二膦酸二钠10-15％，聚丙烯酸10-20％，引发剂3-5％，还原剂2-5％，水10-45％。
2.如权利要求1所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂，其特征是，所述引发剂为过硫酸铵。
3.如权利要求1所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂，其特征是，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
4.一种如权利要求1-3任一所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤：S1：按原料重量百分比准备反应原料；S2：按配料比向反应釜中加入水解聚马来酸酐、还原剂、水，加热搅拌；S3：达到一定温度，向反应装置中通入氮气；S4：升温到一定温度，恒温，将2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羟基乙叉二膦酸二钠、聚丙烯酸、引发剂混合溶液加入到反应釜中；S5：搅拌反应一段时间，搅拌完成后保温一段时间，自然冷却至室温，得到淡黄色透明液体。
5.如权利要求4所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，其特征是，步骤S3中的一定温度为45-55℃。
6.如权利要求4所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，其特征是，步骤S4中的一定温度为60-70℃。
7.如权利要求4所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，其特征是，步骤S5中搅拌反应一段时间为2.5-3.5h。
8.如权利要求4所述的废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，其特征是，步骤S5中保温一段时间为20-40min。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种废纸造纸废水系统用阻垢剂及其制备方法，解决废纸再生造纸的废水颗粒污泥钙化严重、活性降低的问题，有效抑制碳酸钙沉淀产生，避免污泥床板结。
本发明的内容包括提出了一种废纸造纸废水系统用阻垢剂，以质量百分数计，其成分包括：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10-15％，水解聚马来酸酐20-30％，羟基乙叉二膦酸二钠10-15％，聚丙烯酸10-20％，引发剂3-5％，还原剂2-5％，水10-45％。
进一步地，所述引发剂为过硫酸铵。
进一步地，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
进一步地，所述2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(即PBTCA)，其同时含有磷酸基和羧基两种基团，这两种基团可以通过吸附溶液中的成垢离子，有效防止成垢离子成垢析出；且磷酸基团及羧基在溶液中形成长链状阴离子，结垢颗粒可以吸附长链阴离子，与金属离子发生置换，颗粒带相同负电荷通过静电排斥作用后分散，可有效阻止垢的析出。
进一步地，所述水解聚马来酸酐(即HPMA)，对碳酸盐有良好的阻垢效果，可以分散碳酸钙、磷酸钙微晶，阻垢时间可达100h，兼有晶格畸变和阈值效应，有良好的抑制水垢生成和剥离老垢的作用。
进一步地，所述羟基乙叉二膦酸二钠(即HEDP·Na2)，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，尤其是能与钙离子形成六圆环螯合物，能溶解金属表面的氧化物；且羟基乙叉二膦酸二钠中有机膦酸基团吸附在碳酸钙晶体表面，从而抑制晶体的生长，使晶格畸变，同时有机膦酸基团与溶液中的部分钙离子通过螯合作用形成稳定的可溶性螯合物，防止其析出结垢。
进一步地，所述聚丙烯酸(即PAA)，不仅具有阻垢性能，还具有分散作用。
进一步地，所述水解聚马来酸酐与聚丙烯酸复合，具有较强分散作用可与钙、镁离子形成络合物混入无机盐晶格内使沉淀物流态化。
进一步地，所述羟基乙叉二膦酸二钠与聚丙烯酸复合能显著影响垢样的微观形貌和晶相组成。
进一步地，所述2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷与羟基乙叉二膦酸二钠二者复合具有加和效应，可以使结垢产物变得疏松，抑制垢晶生长，并使结垢产物减少。
进一步地，所述水解聚马来酸酐、羟基乙叉二膦酸二钠、聚丙烯酸复合可以改变垢在水中的性状，使垢不易生长、粘附，使垢样容易在水中悬浮而随水流走，达到阻垢的效果。
一种废纸造纸废水系统用阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：按原料重量百分比准备反应原料；
S2：按配料比向反应釜中加入水解聚马来酸酐、亚硫酸氢钠、水，加热搅拌；
S3：达到一定温度，向反应装置中通入氮气；
S4：升温到一定温度，恒温，将2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羟基乙叉二膦酸二钠、聚丙烯酸、过硫酸铵混合溶液加入到反应釜中；
S5：搅拌反应一段时间，搅拌完成后保温一段时间，自然冷却至室温，得到淡黄色透明液体。
进一步地，所述步骤S3中的一定温度为45-55℃，步骤S4中的一定温度为60-70℃，步骤S5中搅拌反应一段时间为2.5-3.5h，步骤S5中保温一段时间为20-40min。
本发明的有益效果是：
(1)本发明阻垢剂阻钙垢效果较好、有效浓度低，稳定性较好，在温度30-50℃、pH4.0-10.0的水环境中均能稳定阻垢。
(2)本发明阻垢剂能应用于造纸厂回用水系统、白水系统、浆料系统、真空泵系统、厌氧塔系统、热交换器等易结垢部位。
(3)本发明阻垢剂能有效控制无机物结垢，特别是钙离子结垢，不与铁铝氧化物及硅化物凝聚形成不溶物，抑制水垢附着。
(4)本发明阻垢剂能通过抑制垢类形成与沉积，延缓其沉积和堵塞管路，提高设备运行效率，降低清洗频度。
（发明人：徐辉;王馨悦;罗含;任玉;张四维;周昌群）
