專利名稱：緩蝕阻垢劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種緩蝕阻垢劑。
背景技術：
天然水中含有各種鹽類，這些鹽類溶解為陽離子和陰離子，主要有Ca2+、Mg2+、Na+和HCO3' SO42' Cl—等，含有這些鹽類的水，在加熱蒸發(fā)濃縮的過程中，水中的Ca2+、Mg2+等離子不斷與水中的陰離子結合成難溶物質而析出，并生成水垢，附在換熱面上。由于水垢的導熱性能很差，從而阻礙了熱交換，大大降低了換熱效率，從而危及設備安全，造成不良后果。尤其是對一些換熱要求很高的設備，如煉鋼連鑄結晶器，在連鑄坯凝固過程中，通過結晶器在Imin內要散出的熱量，最高時可占總需要散熱量的20%左右，因此保證結晶器有足夠的冷卻能力十分重要，它對初期坯殼的形成具有決定性影響。
為了避免因循環(huán)水結垢或腐蝕結晶器，造成傳熱效率不高或傳熱不均勻，對循環(huán)冷卻水的處理就顯得尤為重要。為了消除結垢對生產設備的影響，對于敏感度很高的換熱設備，必須把水中能形成水垢的硬度成分去除，采用軟化水進行冷卻，將結垢的風險降低至很低。目前，國內大部分鋼廠連鑄結晶器、鋼包爐、真空爐、氧槍等設備冷卻水系統(tǒng)均采用軟化水進行冷卻。由于軟化水去除了水中的大部分硬度成分，從水質腐蝕結垢傾向分析，軟化水的腐蝕傾向將大大增強，對設備及管道造成嚴重的腐蝕，導致腐蝕性結垢，甚至設備穿孔，因此必須向軟化水系統(tǒng)投加緩蝕劑，進行緩蝕處理。目前國內使用的軟化水系統(tǒng)緩蝕劑主要有鑰酸鹽、鎢酸鹽、亞硝酸鹽、鉻酸鹽等。單獨組分投加濃度超過200mg/L，其中鑰酸鹽、鎢酸鹽單價很高，大劑量投加成本很高，亞硝酸鹽、鉻酸鹽屬劇毒物質，大劑量投加對環(huán)境污染很大。

發(fā)明內容
針對上述缺陷，本發(fā)明提供一種緩蝕阻垢劑，從而解決密閉循環(huán)軟化水處理系統(tǒng)腐蝕和結垢問題。本發(fā)明的技術方案為本發(fā)明提供一種緩蝕阻垢劑，其原料及其重量配比為鑰酸鹽8_12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5wt%堿溶液。所述唑類衍生物為苯并三氮唑或甲基苯丙三氮唑中的一種。所述鑰酸鹽為鑰酸鈉或鑰酸鉀中的一種。所述亞硝酸鹽為亞硝酸鈉或亞硝酸鉀中的一種。所述堿溶液為氫氧化鈉溶液。本發(fā)明還提供了上述緩蝕阻垢劑的制備方法，具體為將堿溶液、唑類衍生物、鑰酸鹽、亞硝酸鹽、丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常溫下依次加入反應設備中，攪拌混勻后靜置即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑；各原料的重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5被％堿溶液。優(yōu)選的，本發(fā)明緩蝕阻垢劑的制備方法為先將堿溶液加入反應設備，之后邊攪拌邊加入唑類衍生物，攪拌混勻后再邊攪拌邊加入鑰酸鹽，待攪拌混勻后再邊攪拌邊加入亞硝酸鹽，最后邊攪拌邊加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待攪拌混勻后靜置到室溫即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑；各原料的重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5被％堿溶液。本發(fā)明還提供了上述緩蝕阻垢劑在軟化水處理系統(tǒng)中的用途。優(yōu)選的，上述緩蝕阻垢劑適用于I丐硬度0-45mg/L, pH :6_9,氯離子0-150mg/L,總鐵0-3mg/L，總含鹽量0-500mg/L的軟化水循環(huán)系統(tǒng)。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明緩蝕阻垢劑為無鋅、堿性、鑰系配方，適用于軟化水閉路循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明降低了鑰酸鹽、亞硝酸鹽等緩蝕劑的使用量，不但可有效降低處理成本，還可以減小環(huán)境污染的風險。本發(fā)明緩蝕阻垢劑由有機、無機的緩蝕阻垢劑、分散劑、輔助劑復配而成，配方成分具有明顯的協(xié)同增效作用，與殺菌劑的兼容性好，對鐵離子和鹵素耐受性好，操作方便，綜合性能優(yōu)良。另外，本發(fā)明產品在常溫下將各原料組分按比例加入反應器中攪拌均勻即可，生產工藝簡單，組分復配容易，產品穩(wěn)定性好。本發(fā)明緩蝕阻垢劑使用效果優(yōu)異碳鋼類金屬的腐蝕速率可以小于O. 025mm/a,銅及銅合金的腐蝕速率可以小于O. 002mm/a，配方中含有高效共聚物，對無機鹽垢和腐蝕產物在高溫傳熱面上的沉積有良好的抑制作用，阻垢率可以達到100%，遠小于《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》(GB50050-2007)中的要求，節(jié)約工業(yè)用水，可廣泛適用于冶金、化工、化纖等同類循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，具有相當大的社會效益和推廣價值。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種緩蝕阻垢劑，其原料及其重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5wt%堿溶液。本發(fā)明還提供了上述緩蝕阻垢劑的制備方法，具體為將堿溶液、唑類衍生物、鑰酸鹽、亞硝酸鹽、丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常溫下依次加入反應設備中，攪拌混勻后靜置即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑；各原料的重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5被％堿溶液。優(yōu)選的，本發(fā)明緩蝕阻垢劑的制備方法為先將堿溶液加入反應設備，之后邊攪拌邊加入唑類衍生物，攪拌混勻后再邊攪拌邊加入鑰酸鹽，待攪拌混勻后再邊攪拌邊加入亞硝酸鹽，最后邊攪拌邊加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待攪拌混勻后靜置到室溫即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑；各原料的重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽
12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5被％堿溶液。由于各種原料加到一起后會發(fā)熱，全部原料混勻后需降溫到常溫即得本發(fā)明的產品。另外，本發(fā)明中，若將各種原料不分次序地同時加入反應設備中攪拌，由于各種原料溶解度不同原因，制備中會出現(xiàn)沉淀，所得產品不符合相關標準，達不到使用要求。本發(fā)明還提供了上述緩蝕阻垢劑在軟化水處理系統(tǒng)中的用途。優(yōu)選的，上述緩蝕阻垢劑適用于I丐硬度0-45mg/L, pH :6_9,氯離子0_150mg/L,總鐵0-3mg/L，總含鹽量0-500mg/L的軟化水循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明中，鑰酸鹽是陽極型緩蝕劑，在金屬表面形成致密的保護膜，可大大抑制點蝕的發(fā)生,熱穩(wěn)定性高,可用于熱流密度高及局部過熱的系統(tǒng)。亞硝酸鹽是對碳鋼具有良好緩蝕效果的緩蝕劑。一般認為它是陽極型緩蝕劑，它可以使碳鋼以及銅、鋅等合金鈍化，形成Y -氧化鐵鈍化膜，從而抑制多金屬的腐蝕，采用·亞硝酸鈉和鑰酸鈉的復合配方，降低兩種單體的使用濃度，取得更好的緩蝕效果。唑類衍生物能以共價鍵和配位鍵與銅原子結合，相互交替形成鏈狀聚合物，在金屬銅的表面生成不溶性的Cu-BTA保護膜，從而抑制銅及其合金的腐蝕，對氧化作用的抵抗力很強。丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物具有優(yōu)良的分散和阻止水中溶解鹽以及懸浮粒子沉淀的性能，不僅可阻止碳酸鈣、硫酸鈣垢的生成，還可分散氧化鐵，并且具有阻止磷酸鈣生成。緩蝕阻垢劑是指那些用在金屬表面起防護作用的物質，加入少量的這類化學物質可使材料在該介質中的腐蝕、結垢速度明顯降低甚至為零；同時保持材料原來的物理機械性能不變。為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步說明本發(fā)明。實施例I軟化水處理系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑、制備方法及其使用效果緩蝕阻垢劑的原料及其質量配比如下鑰酸鈉9%，亞硝酸鈉15%，苯并三氮唑
5%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物12 %，其余是濃度為5wt%的碳酸鈉溶液。其制備方法具體為先于反應設備內加540公斤水，開啟攪拌裝置，緩慢均勻加入50公斤燒堿，攪拌10分鐘；其次緩慢加入苯并三氮唑50公斤，攪拌20分鐘；之后緩慢加入鑰酸鈉90公斤，攪拌10分鐘；然后緩慢加入亞硝酸鈉150公斤，攪拌10分鐘；最后緩慢加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物120公斤，攪拌30分鐘后停止攪拌，靜置60分鐘后計量包裝即可制備1000公斤產品。所得緩蝕阻垢劑的使用性能研究I、產品質量指標本發(fā)明所得緩蝕阻垢劑質量指標滿足《水處理劑一阻垢緩蝕劑III》(HG/T2431—93)的要求。2、通過緩蝕阻垢試驗，測定緩蝕阻垢劑的使用性能試驗條件:隹丐硬度40mg/L, pH :7. 3,氯離子120mg/L,總鐵O. 5mg/L,總含鹽量450mg/L，試驗溫度60±1°C ；試驗方法將一定量的水注入動態(tài)試驗裝置內，按一定的流量進行循環(huán)，并將水溫控制在60±1°C;控制補水流量，使裝置內水位基本保持恒定，將試驗試片掛到系統(tǒng)中，加入試驗藥劑，開始試驗。試驗過程中，定期取樣(需定量)進行分析，測定總堿度和總硬度含量(同時準確記錄取樣時裝置內總水量和滴加補水的量)，調整系統(tǒng)的補充和排污水量，持續(xù)120小時，取出監(jiān)測試片，根據(jù)重量變化計算出腐蝕速率。通過對流經動態(tài)模擬實驗裝置的實驗水的水流量、進水口溫度、出水口溫度、熱介質溫度的監(jiān)測，由工業(yè)計算機處理計算出阻垢率數(shù)據(jù)；試驗結果腐蝕速率0. 013mm/a,阻垢率100%。實施例2軟化水處理系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑、制備方法及其使用效果緩蝕阻垢劑的原料及其質量配比如下鑰酸鈉10%，亞硝酸鈉14%，苯并三氮唑4.5%,丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物11%，其余是濃度為5wt%的碳酸鈉溶液。
其制備方法具體為先于反應設備內加水550公斤，開啟攪拌裝置，緩慢均勻加入50公斤燒堿，投加完成后,繼續(xù)攪拌10分鐘；之后緩慢加入苯并三氮唑45公斤，投加完成后，攪拌20分鐘；然后緩慢加入鑰酸鈉100公斤，投加完成后，繼續(xù)攪拌10分鐘；再緩慢加入亞硝酸鈉140公斤，繼續(xù)攪拌10分鐘；最后緩慢加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物110公斤。全原料全部投加完成后，繼續(xù)攪拌30分鐘后停止攪拌，靜置60分鐘后計量包裝即可。所得緩蝕阻垢劑的使用性能研究I、產品質量指標所得產品質量符合《水處理劑一阻垢緩蝕劑IIDXHG/T2431-93)的規(guī)定。2、通過緩蝕阻垢試驗，測定緩蝕阻垢劑的使用性能試驗條件|丐硬度45mg/L, pH :7. 6,氯離子150mg/L,總鐵O. 7mg/L,總含鹽量500mg/L，試驗溫度60±1°C ；試驗方法具體方法同實施例I。試驗結果腐蝕速率0. 022mm/a,阻垢率100%。實施例3軟化水處理系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑、制備方法及其使用效果緩蝕阻垢劑的原料及其質量配比如下鑰酸鈉12%，亞硝酸鈉13%，苯并三氮唑
6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10 %，其余是濃度為5%的碳酸鈉溶液。其制備方法具體為先于反應設備內加水540公斤，開啟攪拌裝置，緩慢均勻加入50公斤燒堿，投加完成后，繼續(xù)攪拌10分鐘；然后緩慢加入苯并三氮唑60公斤，投加完成后，攪拌20分鐘；然后緩慢加入鑰酸鈉120公斤，投加完成后，繼續(xù)攪拌10分鐘；然后緩慢加入亞硝酸鈉130公斤，繼續(xù)攪拌10分鐘；最后緩慢加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物100公斤。全原料全部投加完成后，繼續(xù)攪拌30分鐘后停止攪拌，靜置60分鐘后計量包裝即可。本發(fā)明緩蝕阻垢劑的使用性能研究I、產品質量指標所得產品質量滿足《水處理劑一阻垢緩蝕劑III》(HG/T2431-93)要求。
2、通過緩蝕阻垢試驗，測定緩蝕阻垢劑的使用性能試驗條件|丐硬度40mg/L, pH :7. 4,氯離子140mg/L,總鐵O. 9mg/L,總含鹽量400mg/L，試驗溫度60±1°C ；試驗方法具體 方法同實施例I。試驗結果腐蝕速率0. 019mm/a,阻垢率100%。
權利要求
1.緩蝕阻垢劑，其特征在于，其原料及其重量配比為鑰酸鹽8-12%，亞硝酸鹽12-15%，唑類衍生物4-6%，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15%，其余為濃度為4-5wt%的堿溶液。
2.根據(jù)權利要求I所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述唑類衍生物為苯并三氮唑或甲基苯丙三氮唑中的一種。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述鑰酸鹽為鑰酸鈉或鑰酸鉀中的一種。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述亞硝酸鹽為亞硝酸鈉或亞硝酸鉀中的一種。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑，其特征在于，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液。
6.權利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于，將所述堿溶液、唑類衍生物、鑰酸鹽、亞硝酸鹽、丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物于常溫下按照上述配比依次加入反應設備中，攪拌混勻后靜置即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑。
7.根據(jù)權利要求6所述的緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于，先將堿溶液加入反應設備,之后邊攪拌邊加入唑類衍生物,攪拌混勻后再邊攪拌邊加入鑰酸鹽,待攪拌混勻后再邊攪拌邊加入亞硝酸鹽，最后邊攪拌邊加入丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物，待攪拌混勻后靜置到室溫即得本發(fā)明的緩蝕阻垢劑。
8.權利要求I或2所述的緩蝕阻垢劑在軟化水處理系統(tǒng)中的用途。
9.根據(jù)權利要求8所述的緩蝕阻垢劑在軟化水處理系統(tǒng)中的用途，其特征在于，所述緩蝕阻垢劑適用于鈣硬度0-45mg/L，pH :6_9，氯離子0_150mg/L，總鐵含量0_3mg/L，總含鹽量0-500mg/L的軟化水處理系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術領域，具體涉及一種緩蝕阻垢劑。本發(fā)明提供一種緩蝕阻垢劑，其原料及其重量配比為鉬酸鹽8-12％，亞硝酸鹽12-15％，唑類衍生物4-6％，丙烯酸鈉-甲基丙烯酸羥乙酯-丙烯酸甲酯共聚物10-15％，其余為濃度為4-5wt%堿溶液。本發(fā)明緩蝕阻垢劑為無鋅、堿性、鉬系配方，適用于軟化水閉路循環(huán)系統(tǒng)；本發(fā)明降低了鉬酸鹽、亞硝酸鹽等緩蝕劑的使用量，不但可有效降低處理成本，還可以減小環(huán)境污染的風險。本發(fā)明緩蝕阻垢劑使用效果優(yōu)異碳鋼類金屬的腐蝕速率可以小于0.025mm/a，銅及銅合金的腐蝕速率可以小于0.002mm/a，阻垢率可以達到100%。
文檔編號C02F5/12GK102897925SQ20121043505
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權日2012年11月5日
發(fā)明者艾朝杰, 謝永生, 萬新豐, 王燕 申請人:攀枝花鋼城集團瑞天安全環(huán)保有限公司