專利名稱：一種水質(zhì)穩(wěn)定劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)穩(wěn)定劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
循環(huán)冷卻水是工業(yè)用水中的用水大項(xiàng)，在石油化工、電力、鋼鐵、冶金等行業(yè)，循環(huán)冷卻水的用量占企業(yè)用水總量的50-90%。由于原水中有不同的含鹽量，循環(huán)冷卻水濃縮到一定倍數(shù)必須排出一定的濃水，并補(bǔ)充新水。一臺30萬KW冷凝機(jī)組，循環(huán)冷卻水量要達(dá)到3.3萬噸/時(shí)左右，假定原水中含鹽量為1000mg/L，濃縮倍數(shù)為3，那么循環(huán)冷卻水的濃水排放約在6—8%。左右，即198—264m3/h，同時(shí)需補(bǔ)充的新水等于排水及蒸發(fā)損失等，補(bǔ)充水量大約為循環(huán)水量的2 — 2.6%，將為660— 860m3/h左右，水資源消耗與污水排放的數(shù)量是很大的。循環(huán)冷卻水由于受濃縮倍數(shù)的制約，在運(yùn)行中必須要排出一定量的濃水和補(bǔ)充一定量的新水。使冷卻水中的含鹽量、PH值、有機(jī)物濃度、懸浮物含量控制在一個(gè)合理的允許范圍。對這部分濃水排放進(jìn)行具體處理回用，具有重要的意義。它不但能提高水的重復(fù)利用率，節(jié)約水資源，而且能極大的改善循環(huán)冷卻水的整體狀況。循環(huán)冷卻水由泵送往冷卻系統(tǒng)中各用戶，經(jīng)換熱后溫度升高，被送往冷卻塔進(jìn)行冷卻。在冷卻塔中熱水從塔頂向下噴淋成水滴或水膜狀，空氣則逆向或水平交流流動，在氣水接觸過程中，進(jìn)行熱交換。水溫降至符合冷卻水要求時(shí)，繼續(xù)循環(huán)使用?？諝庥伤斠绯鰰r(shí)帶走水蒸氣，使循環(huán)水中離子含量增加，因此必須補(bǔ)充新鮮水，排出濃縮水，以維持含鹽量在一定濃度，從而保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。補(bǔ)充水的量應(yīng)彌補(bǔ)系統(tǒng)蒸發(fā)、風(fēng)吹(包括飛濺和 霧沫夾帶)及排污損失的水量。循環(huán)水與補(bǔ)充水中含鹽量之比，即為該循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)。在一定的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，只要改變補(bǔ)充水的含鹽量，就可以改變循環(huán)水系統(tǒng)的濃縮倍數(shù)，而提高濃縮倍數(shù)是保證整個(gè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵。冷卻水在循環(huán)系統(tǒng)中不斷循環(huán)使用，由于水溫升高、流速變化、蒸發(fā)、各種無機(jī)離子和有機(jī)物質(zhì)的濃縮，冷卻塔和冷卻水池在室外受到陽光照射、風(fēng)吹雨淋、灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)和材料等多種因素的綜合作用，會產(chǎn)生很多問題。1、水垢附著
在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，碳酸氫鹽的濃度隨蒸發(fā)濃縮而增加。當(dāng)其濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，或經(jīng)過傳熱表面水溫升高時(shí)，會分解生成碳酸鹽沉積在傳熱表面，形成致密的微溶性鹽類水垢，其導(dǎo)熱性能很差1.16ff/(m.K)，鋼材一般為45ff/(m.K))。因此，水垢附著，輕則降低換熱器傳熱效率，嚴(yán)重時(shí)，使換熱器堵塞，系統(tǒng)阻力增大，水泵和冷卻塔效率下降，生產(chǎn)能耗增加，產(chǎn)量下降，加快局部腐蝕，甚至造成非正常停產(chǎn)。2、設(shè)備腐蝕
循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，大量設(shè)備是由金屬制造，長期使用循環(huán)冷卻水，會發(fā)生腐蝕穿孔。這是由多種因素造成的，主要有:冷卻水中溶解氧引起的電化學(xué)腐蝕；有害離子(Cr和SO42-)引起的腐蝕；微生物(厭氧菌、鐵細(xì)菌)引起的腐蝕等。設(shè)備管壁腐蝕穿孔，會形成滲漏，或工藝介質(zhì)泄露入冷卻水中，損失物料，污染水體；或冷卻水滲入工藝介質(zhì)，影響產(chǎn)品質(zhì)量，造成經(jīng)濟(jì)損失，影響安全生產(chǎn)。3、微生物的滋生與粘泥
在循環(huán)水中，由于養(yǎng)分的濃縮，水溫升高和日光照射，給細(xì)菌和藻類的迅速繁殖創(chuàng)造了條件。細(xì)菌分泌的黏液使水中漂浮的灰塵雜質(zhì)和化學(xué)沉淀物等黏附在一起，形成沉積物附著在傳熱表面，即生物粘泥或軟垢。粘泥附著會引起腐蝕，冷卻水流量減少，進(jìn)而降低冷卻效率；嚴(yán)重時(shí)會堵死管道，迫使停產(chǎn)清洗。綜上所述，冷卻水長期循環(huán)使用后，必然會帶來結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生問題。解決好這三個(gè)問題才能穩(wěn)定生產(chǎn)、節(jié)約資源與能源，從而減少環(huán)境污染，提高經(jīng)濟(jì)效益。

發(fā)明內(nèi)容
為解決冷卻水長期循環(huán)使用后，帶來結(jié)垢、腐蝕和微生物滋生的問題，本發(fā)明提供了一種能夠除垢、防腐蝕和殺菌的水質(zhì)穩(wěn)定劑及其制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑是由膦?；u酸、聚羧酸鹽、丙稀磺基酸、緩蝕劑、助劑和水組成。本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑的重量百分比組成為:
膦?；u酸15% 45%
聚羧酸鹽8% 23%
丙稀磺基酸6°/Γ 5%
緩蝕劑1% 5%
助劑2% 10%
水余量。優(yōu)選:
膦酰基羥酸20% 35%
聚羧酸鹽12% 20%
丙稀磺基酸8% 12%
緩蝕劑1.5% 3.5%
助劑2% 8%
水余量。本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其中，聚羧酸是丙烯酸、聚丙烯酸或水解馬來酸酐中的一種或兩種。本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其中，緩蝕劑是硫酸鋅、甲基苯駢三氮唑或巰基苯駢噻唑中的一種或兩種。本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其中，助劑為表面活性劑、凝聚劑、殺生劑其他無機(jī)化合物中的一種或幾種。本發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其中，丙稀磺基酸可以用其他磺酸基化合物替代。發(fā)明所公開的水質(zhì)穩(wěn)定劑制備的方法包括以下步驟:(I)往容器中加入一定量的水，加熱升溫至30°c 50°C，
(2 )將丙稀磺基酸加入容器中，攪拌均勻，然后再將聚羧酸加入容器，并攪拌均勻，再將膦?；u酸加入容器并攪拌均勻，
(3)最后往容器中加入緩蝕劑和助劑，攪拌30min，然后從容器中放出，包裝，即得水質(zhì)穩(wěn)定劑。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑是集除垢、防垢、緩釋、殺菌和滅藻為一體的全功能水處理產(chǎn)品。它能達(dá)到國家要求的除垢、防垢、緩釋、殺菌抑藻效果。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑配方簡單、易于生產(chǎn)、且低磷，環(huán)保。產(chǎn)品中的羥基、羧基能與水中的金屬離子發(fā)生螯合、絡(luò)合或離子交換，最終使結(jié)垢離子晶格異變，通過固液分離器排出水外。循環(huán)水中只補(bǔ)加蒸發(fā)、濺失等損失水，補(bǔ)入相應(yīng)的水質(zhì)穩(wěn)定劑，循環(huán)冷卻水可基本實(shí)現(xiàn)不排污，最大限度節(jié)約了水資源。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑具有很強(qiáng)的預(yù)膜能力，能在設(shè)備表面形成一層保護(hù)膜，防止循環(huán)水對設(shè)備的腐蝕。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑具有一定的殺菌功能，解決了循環(huán)水中的菌藻問題。
具體實(shí)施例方式 下面的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1
1.1水質(zhì)穩(wěn)定劑組成 膦?；u酸20%
丙烯酸鹽12%
丙稀磺基酸8%
硫酸鋅1.5%
助劑2%
水余量
1.2制備方法
(I)往容器中加入一定量的水，加熱升溫至30°C 50°C，
(2 )將丙稀磺基酸加入容器中，攪拌均勻，然后再將聚羧酸加入容器，并攪拌均勻，再將膦?；u酸加入容器并攪拌均勻，
(3)最后往容器中加入緩蝕劑和助劑，攪拌30min，然后從容器中放出，包裝，即得水質(zhì)穩(wěn)定劑。實(shí)施例2
2.1水質(zhì)穩(wěn)定劑組成
膦?；u酸35%
聚丙烯酸鹽20%
丙稀磺基酸12%
甲基苯駢三氮唑(TTA) 3.5%
助劑8%
水余量
2.2制備方法 制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
3.1水質(zhì)穩(wěn)定劑組成 膦?；u酸30%
水解馬來酸酐15%
丙稀磺基酸10%
巰基苯駢噻唑(MBT)2%
助劑5%
水余量
3.2制備方法
制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例4
4.1水質(zhì)穩(wěn)定劑組成
膦?；u酸45%
丙烯酸和聚丙烯酸23%
丙稀磺基酸15%` 硫酸鋅和甲基苯駢三氮唑(TTA )5%
助劑10%
水余量
4.2制備方法
制備方法同實(shí)施例1。實(shí)施例5水質(zhì)穩(wěn)定劑的性能
5.1阻碳酸鈣垢試驗(yàn)
參照中國石化總公司《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》中“401碳酸鈣沉積法”對實(shí)施例1-4制備的水質(zhì)穩(wěn)定劑進(jìn)行測試。結(jié)果見表1:
表I水質(zhì)穩(wěn)定劑阻垢試驗(yàn)
權(quán)利要求
1.一種水質(zhì)穩(wěn)定劑，其特征在于:該水質(zhì)穩(wěn)定劑是由膦?；u酸、聚羧酸鹽、丙稀磺基酸、緩蝕劑、助劑和水組成。
2.如權(quán)利要求1所述的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其特征在于:該水質(zhì)穩(wěn)定劑的重量百分比組成為: 膦?；u酸15% 45% 聚羧酸鹽8% 23% 丙稀磺基酸6°/Γ 5%緩蝕劑1% 5%助劑2% 10% 水余量。
3.如權(quán)利要求1所述的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其特征在于:該水質(zhì)穩(wěn)定劑的重量百分比組成為: 膦酰基羥酸20% 35% 聚羧酸鹽12% 20% 丙稀磺基酸8% 12% 緩蝕劑1.5% 3.5%助劑2% 8% 水余量。
4.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其特征在于:聚羧酸是丙烯酸、聚丙烯酸或水解馬來酸酐中的一種或兩種。
5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水質(zhì)穩(wěn)定劑，其特征在于:緩蝕劑是硫酸鋅、甲基苯駢三氮唑或巰基苯駢噻唑中的一種或兩種。
6.一種制備如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的水質(zhì)穩(wěn)定劑的方法,其特征在于:該方法包括以下步驟: (I)往容器中加入一定量的水，加熱升溫至30°C 50°C， (2 )將丙稀磺基酸加入容器中，攪拌均勻，然后再將聚羧酸加入容器，并攪拌均勻，再將膦酰基羥酸加入容器并攪拌均勻， (3)最后往容器中加入緩蝕劑和助劑，攪拌30min，然后從容器中放出，包裝，即得水質(zhì)穩(wěn)定劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水質(zhì)穩(wěn)定劑,該水質(zhì)穩(wěn)定劑是由膦?；u酸、聚羧酸鹽、丙稀磺基酸、緩蝕劑、助劑和水組成。本發(fā)明水質(zhì)穩(wěn)定劑的優(yōu)選重量百分比組成為膦?；u酸20%~35%、聚羧酸鹽12%~20%、丙稀磺基酸%~12%、緩蝕劑1.5%~3.5%、助劑2%~8%、水余量。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑配方簡單、易于生產(chǎn)、且低磷，環(huán)保。產(chǎn)品中的羥基、羧基能與水中的金屬離子發(fā)生螯合、絡(luò)合或離子交換，最終使結(jié)垢離子晶格異變，通過固液分離器排出水外。循環(huán)冷卻水可基本實(shí)現(xiàn)不排污，最大限度節(jié)約了水資源。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑具有很強(qiáng)的預(yù)膜能力，能在設(shè)備表面形成一層保護(hù)膜，防止循環(huán)水對設(shè)備的腐蝕。本發(fā)明的水質(zhì)穩(wěn)定劑具有一定的殺菌功能，解決了循環(huán)水中的菌藻問題。
文檔編號C23F11/08GK103193330SQ20131014854
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者王占軍 申請人:王占軍