專利名稱：連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑。
背景技術(shù)：
循環(huán)水系統(tǒng)中往往容易產(chǎn)生各種腐蝕現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因是1)氧腐蝕由于藥劑使用的系統(tǒng)均為半敞開式或敞開式冷卻水系統(tǒng)，因此水中的氧含量充分飽和。水中的氧氣在腐蝕過程中成為陰極過程的去極化劑，在碳鋼表面會產(chǎn)生一系列的吸氧腐蝕。
陽極反應(yīng)〔1〕陰極反應(yīng) 以上則是主要的電化學(xué)過程，但是在以上的過程后還會連續(xù)發(fā)生如下反應(yīng)〔3〕 只要碳鋼表面接觸到含有溶解氧的介質(zhì)水，以上的反應(yīng)則會連續(xù)的進行下去。
2)二氧化碳腐蝕在冷卻過程中，介質(zhì)水中的二氧化碳越趨于飽和。會使水中的電導(dǎo)率大大上升，腐蝕性也趨于增強。
在水中，游離的CO2會導(dǎo)致碳酸平衡的問題，其反應(yīng)式如下
水中的二氧化碳越多，產(chǎn)生的H+越多，對碳鋼表面保護膜的破壞越大。
3)微生物影響進入系統(tǒng)的微生物主要來自兩個方面一是水在冷卻過程中需要引入大量空氣，微生物也隨之進入循環(huán)冷卻系統(tǒng)。二是冷卻水系統(tǒng)的補充水或多或少的也會將微生物帶進系統(tǒng)中。冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的環(huán)境條件較為適合微生物生長。
當(dāng)金屬表面上有粘泥附著時，不僅換熱效果下降，而且其下方溶解氧難于擴散，形成局部陽極；與溶解氧接觸較多的粘泥周圍部分呈陰極。在這種情況下粘泥下方往往發(fā)生局部腐蝕(點蝕)。
同時在含有較多鐵質(zhì)和二氧化碳的水中，鐵細菌會大量繁殖，它們能將細胞所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量，其反應(yīng)式如下
當(dāng)Fe(OH)3形成后，這種不溶性鐵化合物排出菌體后就會沉淀下來，形成大量棕色粘泥，并在碳鋼管壁上形成銹瘤，導(dǎo)致大量點蝕。
當(dāng)鐵細菌大量繁殖時，系統(tǒng)水濁度會大大升高，鐵含量增加，系統(tǒng)中有棕色沉淀物產(chǎn)生。
密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)補充水一般都是用軟化水或純水，在設(shè)備熱交換強度大、對防止結(jié)垢要求高的情況下，一些常規(guī)的緩蝕劑(磷系等)的使用效果很差。使用的純水、軟水腐蝕性較普通工業(yè)補充水更強(R.S.I.＞10)，因此在實際操作中，通常使用一些強氧化性的無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)作為整個水質(zhì)穩(wěn)定劑的主劑，但這些藥劑由于存在環(huán)境可容忍性差的缺陷，盡管其使用效果好，經(jīng)濟成本低，仍不可避免的面臨著淘汰。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決現(xiàn)有的連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)中磷類緩蝕劑使用效果差和一些強氧化性無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)環(huán)境容忍性差的技術(shù)問題，提供一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，它兼具有緩蝕、阻垢效果好和環(huán)保等優(yōu)點。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，其特征在于由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。
其重量百分比組成是，鉬酸鹽5-30％，有機磷酸鹽5-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
本產(chǎn)品是一種具有緩蝕和阻垢性能的復(fù)合藥劑，是由鉬酸鹽、有機膦酸鹽和磺酸鹽共聚物復(fù)配而成，鉬酸鹽是一種陽極氧化型緩蝕劑，且低毒。有機膦在較高溫度下運行不會水解，停留時間長。該產(chǎn)品使用方便，操作簡單，可廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、紡織等行業(yè)以軟化水、純水為介質(zhì)的密閉循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)，也可用于敞開式循環(huán)冷卻水處理系統(tǒng)。
具體實施例方式一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。整個配方由多種緩蝕劑組份構(gòu)成，這些組份不但要各自具有優(yōu)良的緩蝕，而且在復(fù)合使用過程中能產(chǎn)生良好的協(xié)同作用，發(fā)揮最大的水質(zhì)穩(wěn)定功能，以達到保護管線與設(shè)備的目的。
本發(fā)明的設(shè)計思想是1)鉬酸鹽在有氧和無氧環(huán)境下均有良好的緩蝕效果，非常適合密閉系統(tǒng)；2)鉬酸鹽與亞硝酸鹽、磷酸鹽不同，不是細菌的營養(yǎng)物；3)鉬酸鹽與多種緩蝕劑、阻垢劑有良好的配伍性，存在減少用量，降低費用的可能；
4)鉬酸鹽低毒，無環(huán)保公害；本發(fā)明的具體實施例是實施例一鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例二鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占5％，有機磷酸鹽選用HEDP占5％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例三鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占40％，有機磷酸鹽選用HEDP占30％，共聚物選用PAAS占30％。
實施例四鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占30％，有機磷酸鹽選用HEDP占30％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例五鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占30％，有機磷酸鹽選用PBTCA占30％，共聚物選用PAAS占30％，去離子水余量。
實施例六鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占5％，有機磷酸鹽選用HEDP占5％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例七鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例八鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉和鉬酸鉀各占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例九鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占12％和鉬酸鉀占28％，有機磷酸鹽選用PBTCA占15％和HEDP占15％，共聚物選用PAA占30％。
實施例十鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占12％和鉬酸鉀占28％，有機磷酸鹽選用PBTCA占15％和HEDP占15％，共聚物選用PAA占10％和PAAS占20％。
通過下列作用機理分析和各項試驗說明本發(fā)明的使用效果(1)酸鹽緩蝕機理
鉬酸鹽的作用機制是在鐵陽極上生成鐵-氧化鐵-鉬氧化物的絡(luò)合型鈍化膜，這種鈍化作用要求有溶解氧存在的情況下才能完成，如下式所示最終得到的[Fe-MoO4-Fe2O3]就是一種有緩蝕作用的鈍化膜。
(2)鉬酸鹽復(fù)合配方對鐵的腐蝕試驗(表1)

本試驗用材質(zhì)為碳鋼，試驗條件為溫度50℃；試驗用水本地自來水。
(3)工業(yè)水旋轉(zhuǎn)掛片實驗a)試驗儀器RCC-I型旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實驗儀b)試驗條件試驗溫度 60℃試驗時間 72小時濃縮倍數(shù) 2.5試驗用水梅山煉鋼廠1#連鑄循環(huán)冷卻軟水其中PH值7.0-8.0；SS＜20mg/L；電導(dǎo)率＜650us/cmM-堿度＞50mg/L；總硬度＜30mg/L；Cl離子＜1000mg/LFe離子＜0.8mg/L旋轉(zhuǎn)掛片試驗結(jié)果(表2)

從表2試驗結(jié)果可以看出，3#本發(fā)明產(chǎn)品的腐蝕率遠遠低于國家規(guī)定的設(shè)計規(guī)范即碳鋼的腐蝕率要小于0.125mm/a，因此，3#藥劑的配方可以初步確定。
(4)梅山煉鋼廠2#連鑄軟水循環(huán)冷卻水系統(tǒng)現(xiàn)場實驗循環(huán)水量516m3/h管網(wǎng)壓力1.0Mpa系統(tǒng)保留水量350m3補水量5m3/h供水溫度＜40℃，回水溫度＜51℃。
藥劑濃度200ppm試驗時間90天該系統(tǒng)的水質(zhì)見(3)工業(yè)水旋轉(zhuǎn)掛片試驗中的水質(zhì)。
該系統(tǒng)的主要用戶為結(jié)晶器冷卻水.液面檢測計冷卻水.切割機冷卻水等。
本發(fā)明在連鑄軟水循環(huán)系統(tǒng)效果現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)(表3)

本發(fā)明在連鑄軟水循環(huán)系統(tǒng)效果現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)(表4)

梅山煉鋼廠補充水是長江水，具有低堿度、低硬度、等特點，是屬于腐蝕型水質(zhì)。由表3、表4可見，在低離子濃度、低pH值條件下，本發(fā)明具有優(yōu)良緩蝕性能和阻垢性能。
三、結(jié)論1)、以鉬酸鹽、有機瞵酸、水溶性共聚物及水復(fù)合配制的緩蝕劑可以應(yīng)用于在低離子濃度、低pH值條件下的循環(huán)水系統(tǒng)。
2)、本發(fā)明產(chǎn)品在閉路軟化水循環(huán)系統(tǒng)投加量200～400ppm，平均緩蝕速度為0.0261mm/a，遠遠低于《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》(GB50050-95)規(guī)定碳鋼的腐蝕率要小于0.125mm/a，的要求。
權(quán)利要求
1.一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，其特征在于由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，其特征在于該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑，其特征在于其重量百分比組成是，鉬酸鹽5-30％，有機磷酸鹽5-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)用緩蝕阻垢劑。它由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復(fù)配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2－40％，有機磷酸鹽1－30％，共聚物1－30％，去離子水余量。本發(fā)明要解決現(xiàn)有的連鑄軟水、煉鋼軟水系統(tǒng)中磷類緩蝕劑使用效果差和一些強氧化性無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)環(huán)境容忍性差的技術(shù)問題，產(chǎn)品兼具有緩蝕、阻垢效果好和環(huán)保等優(yōu)點。
文檔編號C02F5/10GK1706759SQ20041002502
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者孔祥海, 鄭志宏, 郝玉鳳, 鄧文燕, 錢敏玉 申請人:上海久安水質(zhì)穩(wěn)定劑廠