本发明专利技术属于工业循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种用于软化水质循环冷却水处理的环保型复合缓蚀阻垢剂。该环保型复合缓蚀阻垢剂由环氧琥珀酸钠、羟基膦基乙酸、锌盐组成，其中聚环氧琥珀酸钠的用量在５～１２ｍｇ－Ｌ↑［－１］（以固体计），羟基膦基乙酸的用量在５～１８ｍｇ.Ｌ↑［－１］（以固体计），锌盐的用量在５～１０ｍｇ.Ｌ↑［－１］（以ＺｎＳＯ↓［４］计）。本发明专利技术所述的环保型复合缓蚀阻垢剂不含铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、无机聚磷酸，无毒、不污染环境、成本低、处理效果好，适用于钙硬＜２０ｍｇ.Ｌ↑［－１］（以ＣａＣＯ↓［３］计）的软化水质的循环冷却水系统，使用浓度为２５～４０ｍｇ.Ｌ↑［－１］（以固体计）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业循环冷却水处理
，具体涉及一种用于软化水质循环冷却水处 理的环保型复合缓蚀阻垢剂。
技术介绍
在工业循环冷却水处理领域中，当用不同的水质作为循环冷却水系统的水质及补充水 时，其水质结垢和对设备的腐蚀的程度是不同的，所用的缓蚀阻垢剂配方也就不同。在某 些行业，由于被冷却的装置特殊或介质的温度高等原因，常常需要用软化水作为循环冷却 水的水质，如钢铁行业的连铸结晶器的循环冷却水、核能发电系统的循环冷却水、冶金行 业氧枪的循环冷却水、浮法玻璃生产线的循环冷却水、中央空调系统的循环冷却水。软化 水的钙硬度通常为O—ZOmg'L-1 (以CaC03计)、总碱度5100 mg丄—1 (以CaC03计)、pH6.0 7.5、电导率^150^cm"。这类水的稳定指数IR通常大于9.0，其显著特点是不结垢，但对 金属的腐蚀性极强，属于强腐蚀性水，当其用于工业循环冷却水时，对碳钢的腐蚀速率可 高达2.0mnva"以上，如果处理不当，会引起设备的严重腐蚀。历史上曾经用高浓度的铬酸 盐或亚硝酸盐对这类水质进行处理，这种方法虽然处理效果好，对碳钢的腐蚀速率可<0.025 mrrra"，但由于铬酸盐和亚硝酸盐属于致癌物质，对环境污染严重，已被禁止使用。目前对这类水质的处理，主要采用传统的处理配方，即以无机聚磷酸盐六偏磷酸钠为 主剂，以羟基亚乙基膦酸、聚丙烯酸、锌盐为辅剂的配方，该配方需要补钙才能增强药剂 的缓蚀性能，为了防止磷酸钙垢的沉淀还需要加酸控制pH，操作及管理极为严格。如果操 作和管理得当，对碳钢的腐蚀速率约为0.1 mrrra"左右，虽然能够较好地控制系统腐蚀， 但仍然腐蚀速率偏高。如果管理和操作稍微不当，则会导致处理效果大幅度下降甚至失败。 另外该配方含磷量较高，易引起水体的富营养化。对这类水质的处理目前还有一种改进型 处理配方，即先将低硬度低碱度的软水补钙补碱至一定的硬度和碱度，再用适合这种较高 的硬度和碱度的配方进行处理。该配方同样操作及管理严格，如果操作不当，补钙补碱过 多，则会引起结垢；补钙补碱过少，则会导致配方的缓蚀效果大幅度下降。因此需要有新 的配方，解决这类水质的腐蚀和结垢问题。对这类强腐蚀性软水的处理，国外许多水处理公司常常采用以钼酸盐为主剂，辅以一 定量的分散剂的复合配方，使用时浓度通常高达1500mg丄"。该配方不需补韩、不需调pH， 但该配方该配方用量大，处理费用较高。中国专禾!]ZL96109726.4提供了 一种由羟基膦基乙酸(HPAA)、羟基亚乙基膦酸(HEDP)、 有机膦羧酸(PBTCA)和锌盐组成的配方，用于处理低硬低碱的水质，使用时无须补钙， 不需调节pH，操作管理方便，处理效果也好。但该配方使用时由于不含聚合物分散剂，对 水的浊度要求高。中国专禾UZL00100399.2提供了一种由1 20X的羟基膦基乙酸(HPAA)、 1 25%的异丙烯基膦酸聚合物、1 35%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸的共聚物 (AA/AMPS)、 1 10%的锌盐组成的配方，用于处理低硬低碱的水质时无须补钙，不需调 节pH，对浊度有很好的分散效果。但该配方中的聚合物的异丙烯基膦酸聚合物、2-丙烯酰 胺基-2-甲基丙磺酸与丙烯酸的共聚物(AA/AMPS)，属于无法生物降解或只能少量被生物 降解，若在水体中长期富集，也将污染环境。作为替代有毒缓蚀剂铬酸盐和亚硝酸盐的含磷缓蚀阻垢剂，其发展从聚磷酸盐、有机 膦酸盐到有机膦羧酸，含磷量逐渐降低(如表l所示)，体现了人类环境保护意识的提高。表l:含磷缓蚀剂的磷含量<table>table see original document page 4</column></row><table>聚合物分散剂，如聚丙烯酸、丙烯酸类共聚物等，虽然曾经使水处理技术取得了突破 性进展。由于无磷，曾被认为是无毒、污染很小、环境可接受的水处理药剂。但对这些毒 性较低或无毒的水处理药剂，忽略了它们在环境中长期累积，造成的潜在危害。因为近年来的研究成果表明尽管多数聚羧酸阻垢分散剂毒性较低，但它们一般无法在微生物和真 菌的作用下分解成简单无毒的物质，即无法生物降解或只能少量被生物降解，若在水体中 长期富集，也将污染环境，尤其是在一些对环保要求比较严格的领域如海上油田等。因此进入20世纪90年代，美国、日本、德国等几家知名的水处理企业都相继开始致力于寻找一种能替代聚羧酸，在具有优良的阻垢缓蚀性能的同时，又可被生物降解的"绿色环保"型 水处理化学品。无磷、生物可降解绿色缓蚀阻垢剂聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸的开发，表 明绿色阻垢剂已成为水处理药剂发展的方向。为了达到环保的目的，本专利技术采用含磷量较低的有机膦羧酸缓蚀剂2-羟基膦基乙酸(HPAA)、可生物降解的聚合物分散剂聚环氧琥珀酸(PESA)、锌盐作为主要成分，PESA 不仅具有阻垢分散作用，而且能在碳钢表面形成防腐保护膜。目前以2-羟基膦基乙酸(HPAA)和聚环氧琥珀酸(PESA)为主要成分的处理低硬低碱的软水循环冷却水的处理 配方还没未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低磷、生物可降解的用于软化水质循环冷却水的环保型复 合缓蚀阻垢剂。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是羟基膦基乙酸(HPAA)、聚环氧琥珀酸 钠(PESA)、锌盐配合使用，其中聚环氧琥珀酸钠(PESA)的用量在5~12 mg七—1 (以固 体计)，羟基膦基乙酸(HPAA)的用量在5~1811^1/1 (以固体计)，锌盐(以ZnS04计) 的用量为5~10 mg丄"(相当于Zn2+为2 4mg丄—"。本专利技术采用的聚环氧琥珀酸钠(PESA)为江苏艾科隆环境建设有限公司的市售产品， 固含量为40%，其分子结构式如下<formula>formula see original document page 5</formula>式中，聚合度n为整数，范围4 50，较佳聚合度范围4 25。本专利技术采用的羟基膦基乙酸(HPAA)为市售的产品，固含量为50%，其分子结构式 如下<formula>formula see original document page 5</formula>本专利技术采用的锌盐为市售的七水硫酸锌。当单独使用PESA时在较低用量时对碳钢即具有一定的缓蚀作用，但缓蚀率较低。随 着PESA浓度的增加缓蚀作用增强，当用量在大于175mgl"时，在自来水中对碳钢的腐 蚀速率为〈0.05mm，a—1，可获得较好的缓蚀效果(张冰如，李辉，李风亭.聚环氧琥珀酸对 碳钢的缓蚀协同效应的研究..工业水处理，2006, 22(2): 21~24.)，说明聚环氧琥珀酸 即可作为阻垢分散剂使用，又可作为缓蚀剂使用。本专利技术人经过实验发现当聚环氧琥珀酸(PESA)与羟基膦基乙酸(HPAA)配合使 用时，在软水中对碳钢的缓蚀存在的协同效应，比各自单独使用效果要好；本专利技术人还发 现聚环氧琥珀酸(PESA)与Zr^+配合使用时也都存在着缓蚀协同效应。本专利技术人经过研究还发现当聚环氧琥珀酸(PESA)、羟基膦基乙酸(HPAA) 、 Zn2+组成的三元复合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于软化水质循环冷却水处理的环保型复合缓蚀阻垢剂，其特征在于所述环保型复合预膜剂由聚环氧琥珀酸钠、羟基膦基乙酸和锌盐组成。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张冰如，李风亭，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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