專利名稱:用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法
技術領域:
本發(fā)明涉及循環(huán)冷卻水處理技術領域,尤其是一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理 的無磷預膜劑及其使用方法。
背景技術:
預膜是工業(yè)水處理技術中必不可少的重要環(huán)節(jié)之一,是提高循環(huán)水設備耐腐蝕能 力的重要手段,其目的是在化學清洗后的金屬表面生成一層致密而耐腐蝕的保護膜。從而 起到保護設備、延長設備使用壽命的目的。目前,工業(yè)循環(huán)水處理的預膜劑常常采用傳統(tǒng)預膜劑,即無機磷鋅預膜劑,Betz 807使用六偏與硫酸鋅(比例4:1),使用量400 600PPm,預膜時間48小時。PH需控制在 5. 5 6. 5,該預膜劑在運行時存在諸多弊端(1)聚磷酸鹽在水中極易水解,形成磷酸鈣沉 淀;(2)藥劑易吸潮結塊,不易溶解現(xiàn)場加藥極不方便;(3)預膜條件(溫度、PH)較為苛刻, 預膜時需要加入大量酸調節(jié)PH; (4)預膜結束后,要采取大排大補的方式才能轉換至正常 運行;(5)高磷配方,磷作為營養(yǎng)源,使水體富營養(yǎng)化,破壞環(huán)境達不到我國磷排污要求。因 此尋找一種不調PH、預膜效果好、預膜后不需置換即可直接轉入正常運行、無磷且對環(huán)境不 造成破壞的預膜劑是解決傳統(tǒng)預膜劑弊端的有效途徑。中國專利ZL200710170805. 0提供了一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜的環(huán)保復合預 膜劑,其重量百分比分別為12 18%的2-膦酸基-1,2,4-三羧酸(PBTCA)、6 15%的聚 環(huán)氧琥珀酸(PESA)、O. 3 m的羧酸共聚物、ο. 5 m的苯并三氮唑、ο. 5 m的鉬酸鈉、 2 5%的七水硫酸鋅和余量的水組成。與傳統(tǒng)預膜劑相比,該配方用含磷量較低的有機膦 緩蝕劑2-膦酸基-1,2,4-三羧酸(PBTCA)和無磷的聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)作為預膜劑的主 要成分,雖然降低了配方的含磷量,但仍然有相當數(shù)量的磷給環(huán)境帶來污染。
發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的預膜水處理技術存在相當數(shù)量的磷給環(huán)境帶來污染的不足,本發(fā) 明提供了一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處 理的無磷預膜劑,其特征在于,它是由四元共聚物、磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸 鋅、濃硫酸和水組成,其組分的重量百分比為
四元共聚物15 30%;
磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;
貳糖5 20% ;
硫酸鋅2 1 ;
濃硫酸0. 5 m ;
其余為水,其總重量滿足100%。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一 種或幾種。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳 糖中的一種。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例,進一步包括所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑的使用方法,該方法為在循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)正常運行前,直接將無磷預膜劑加入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中即可,加入量為300 500 mg/L0本發(fā)明的有益效果是,本發(fā)明提供的無磷預膜劑與傳統(tǒng)預膜劑相比具有如下優(yōu)占.
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(1)本發(fā)明提供的預膜劑具有無磷的特點,使用過程中不會造成環(huán)境污染;
(2)本發(fā)明提供的無磷預膜劑在對碳鋼進行預膜時,成膜快,色暈好,所成膜的耐腐蝕 性好(硫酸銅法測定>50s),遠優(yōu)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)化學清洗和預膜工藝技術規(guī)程中規(guī)定 的預膜技術指標(>10s);
(3)本發(fā)明提供的預膜劑在對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行預膜時,不需加酸調節(jié)PH,因此不需 專用的加酸設備,不僅節(jié)省費用,可以節(jié)約大量工業(yè)用水和生產裝置的運行時間,對生產裝 置節(jié)時、增產提供保證;
(4)本發(fā)明提供的無磷預膜劑進行預膜時,預膜液不需置換和排放,即可直接轉為正常 運行;
(5)本發(fā)明提供的預膜劑在對循環(huán)冷卻水系統(tǒng)進行預膜后,該預膜配方本身可直接作 為正常運行的阻垢緩蝕劑通過補充水投加,從而達到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的完全無磷排放,保 護了水體環(huán)境。
具體實施例方式一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑,它是由四元共聚物、磺化苯乙 烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸鋅、濃硫酸和水組成,其組分的重量百分比為
四元共聚物15 30%;
磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;
貳糖5 20% ;
硫酸鋅2 12% ;
濃硫酸0. 5 m ;
其余為水,其總重量滿足100%。所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙 烯酸甲酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一種或幾種。所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳糖中的一種。所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑的使用方法,該方法為在循環(huán)冷 卻水系統(tǒng)正常運行前,直接將無磷預膜劑加入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中即可,加入量為300 500 mg/L0
所述無磷預膜劑是以四元共聚物為主要成分,并添加適量的硫酸鋅、貳糖、磺化苯 乙烯馬來酸酐共聚物、硫酸、水等成分而成,使用本發(fā)明的預膜劑可以直接加入循環(huán)冷卻水 中對投入正常運行前的設備及管道進行預膜,其加入量為300 500mg/L,其優(yōu)點在于使 用該預膜劑時,不需調節(jié)水質PH,預膜后不需置換水質即可直接轉為正常運行,不僅可節(jié)省 藥劑,同時還節(jié)省大量工業(yè)用水,更加重要的是該預膜劑不含磷,預膜廢液可以達到無磷排 放,不造成水體污染,符合國家節(jié)能減排,環(huán)境保護的要求。下面通過實施例進一步描述本發(fā)明,但不局限于其范圍。下面的實施例均參照《水處理緩蝕性能的測定-旋轉掛片法》(中華人民共和國國 家標準GB/T18175-2000)進行旋轉掛片預膜實驗。實驗采用RCC- I型旋轉掛片腐蝕儀,溫 度45°C,轉速75r/min,預膜試驗時間48小時,碳鋼試片為A3碳鋼,試驗用水為某鋼鐵廠 補充水,其水質指標為:Ca2+(以CaCO3計)90 200mg. Γ1,總堿度(以CaCO3計)50 200 mg. ΙΛ CF50 100 mg. I71,SO廣20 100 mg. Γ1,PH7. 0 8. 0。預膜結束后取出試片,先用蒸餾水沖洗表面,再用無水乙醇擦拭,然后用電吹風吹 干。觀察膜表面的特征,用硫酸銅標準點滴液檢驗膜的耐蝕時間,通過比較預膜試片與空白 試片點滴時出現(xiàn)紅點的時間差來評價膜的優(yōu)劣。硫酸銅標準點滴液的制備稱取5g硫酸銅 和15g氯化鈉溶解于IOOml蒸餾水中即可。實施例1
配制過程加入水;35. 6g,開動攪拌,再加入工業(yè)蔗糖12. Og及七水硫酸鋅11. 4g及磺 化苯乙烯馬來酸酐共聚物18g和H2SO4L 5g,最后加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物21. 5g,攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗,投加濃度400mg/L,實驗 溫度45°C,實驗時間48h,實驗用水水質為=Ca2+(以CaCO3計)147mg. L-1,總堿度(以CaCO3 計)103. 4mg. ΙΛ Cr75mg. Γ1,SO廣 35. 2mg. Γ1,ΡΗ7. 65。試驗結果見表 1。實施例2
配制過程加入水37. 7g,開動攪拌,再加入工業(yè)蔗糖8. Og及七水硫酸鋅10. Sg及磺化 苯乙烯馬來酸酐共聚物16. 5g和H2S042. Og,最后加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物25. 0g,攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗,投加濃度400 mg/L,實 驗溫度45 °C,實驗時間48h,實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1,總堿度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1,Cr75mg. Γ1,S042_35. 2mg. Γ1,PH7. 65。試驗結果見表 1。實施例3
配制過程加入水31. 3g,開動攪拌,再加入麥芽糖11. Og及七水硫酸鋅11. 2g及磺化 苯乙烯馬來酸酐共聚物17. Og和H2SO4L 5g,最后加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯 /異丙醇四元共聚物28. 0g,攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗,投加濃度400 mg/L,實 驗溫度45 °C,實驗時間48h,實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1,總堿度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1,CF75 mg. Γ1,S042_35. 2mg. Γ1,ΡΗ7. 65。試驗結果見表 1。實施例4
配制過程加入水34. Og,開動攪拌,再加入麥芽糖8. 5g及七水硫酸鋅11. Og及磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物14. 5g和H2S042. Og,最后加入丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酸羥丙酯/ 異丙醇四元共聚物30. 0g,攪拌1小時使其全部溶解。將上述配好的藥劑直接加入試驗用水進行旋轉掛片實驗,投加濃度400 mg/L,實 驗溫度45 °C,實驗時間48h,實驗用水水質為Ca2+(以CaCO3計)147mg. L—1,總堿度(以 CaCO3 計)103. 4mg. Γ1,Cr75mg. Γ1,S042_35. 2mg. Γ1,PH7. 65。試驗結果見表 1。對比例
按六偏磷酸鈉400mg. L—1、硫酸鋅100 mg. L—1的藥劑濃度加入實驗用水進行旋轉掛片 實驗,實驗用水水質為:Ca2+(以CaCO3計)147mg. L-1,總堿度(以CaCO3計)103. 4mg. L-1, Cr75mg. L—1,S042_35. 2mg. L—1,PH7. 65。實驗時用氨基磺酸控制實驗水質的PH5. 5 6. 5,實 驗溫度45°C,實驗時間48h,試驗結果見表1。表1實驗結果
權利要求
1. 一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑,其特征在于,它是由四元共聚物、 磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、貳糖、硫酸鋅、濃硫酸和水組成,其組分的重量百分比為四元共聚物15 30%;磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物8 20%;貳糖5 20% ;硫酸鋅2 12% ;濃硫酸0. 5 m ;其余為水,其總重量滿足100%。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑,其特征在于, 所述四元共聚物為丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯、異丙醇共聚物、丙烯酸、丙烯酸甲 酯、丙烯酸羥丙酯和異丙醇共聚物中的一種或幾種。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑,其特征在于, 所述貳糖為蔗糖、麥芽糖、纖維貳糖和乳糖中的一種。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑,其特征在于, 所述硫酸鋅為七水硫酸鋅。
5.一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑的使用方法,其特征在于,該方法 為在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)正常運行前,直接將無磷預膜劑加入循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中即可,加入量 為 300 500 mg/Lo
全文摘要
本發(fā)明涉及循環(huán)冷卻水處理技術領域,尤其是一種用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)預膜處理的無磷預膜劑及其使用方法。所述無磷預膜劑是以四元共聚物為主要成分,并添加適量的硫酸鋅、貳糖、磺化苯乙烯馬來酸酐共聚物、硫酸、水等成分而成,使用本發(fā)明的預膜劑可以直接加入循環(huán)冷卻水中對投入正常運行前的設備及管道進行預膜,其加入量為300~500mg/L,其優(yōu)點在于使用該預膜劑時,不需調節(jié)水質pH,預膜后不需置換水質即可直接轉為正常運行,不僅可節(jié)省藥劑,同時還節(jié)省大量工業(yè)用水,更加重要的是該預膜劑不含磷,預膜廢液可以達到無磷排放,不造成水體污染,符合國家節(jié)能減排,環(huán)境保護的要求。
文檔編號C23F11/173GK102080233SQ201010602230
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月23日 優(yōu)先權日2010年12月23日
發(fā)明者周革, 管敏鋒, 高慶豐 申請人:常州市科威精細化工有限公司