專利名稱：水處理藥劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到水系統(tǒng)的水質(zhì)處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種水處理藥劑，可廣泛適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水、鍋爐用水、城市供熱、內(nèi)燃機水冷系統(tǒng)、油田注水等的水質(zhì)處理。
水處理藥劑的應(yīng)用，對延長設(shè)備使用壽命及檢修周期，保證設(shè)備長期安全運行，節(jié)約鋼材、節(jié)約用水等方面具有重大意義。
自本世紀(jì)三十年代水處理技術(shù)與水處理藥劑問世以來，經(jīng)過六十多年的發(fā)展，取得了長足的進步。近年來隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展以及世界性水資源危機的加劇，水處理技術(shù)日益受到各國政府的重視。目前美國水處理技術(shù)在總體上處于領(lǐng)先地位，其水處理藥劑配方中磷系占40％左右。日本是以磷系為主，但已屬低磷配方，并逐漸向非磷系發(fā)展(見中國化工學(xué)會工業(yè)水處理專業(yè)委員會《96年水處理技術(shù)研討會論文集》)。我國水處理藥劑的配方也是以磷系為主(52-58％)，其次還有鉬系配方(約5％)、全有機配方(20％)、硅系配方(5-8％)、鎢系配方(5％)，其它藥劑配方(約5-10％)(見項成林《工業(yè)水處理》1997.No.2發(fā)表的《淺談水工業(yè)的現(xiàn)狀與展望》)。我國水處理藥劑生產(chǎn)廠家約120家，但80％以上屬于小型國有企業(yè)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，水處理藥劑質(zhì)量不穩(wěn)定，價格高，濃縮倍率在2.3以下。(見張廣林《石油化工腐蝕與防護》1994年3期發(fā)表的《水質(zhì)穩(wěn)定劑的開發(fā)前景》)由于鉻系配方水處理藥劑毒性大，對環(huán)境造成二次污染，磷系配方水處理藥劑使水體環(huán)境富營養(yǎng)化而滋生藻類物質(zhì)，馬來酸均聚或共聚物水處理藥劑，雖然阻垢效果良好，但緩蝕效果不夠理想，還需加入緩蝕劑，由此提高了水處理成本。因此開發(fā)研究低磷配方或無磷配方，集阻垢、緩蝕等一劑多用的水處理藥劑是水處理藥劑研究的方向。
本發(fā)明的目的就在于提供一種費用低并集阻垢、緩蝕于一體的低磷配方水處理藥劑。本發(fā)明的目的還在于提供一種水處理藥劑的使用方法。
本發(fā)明的目的是通過以下措施來實現(xiàn)的該水處理藥劑按重量百分比含有的原料為A.2％至8％的鈉鹽，B.余量的脫水改性黑液固體粉末。水處理藥劑的使用方法是將固體水處理藥劑加入到所需要處理的水中就可實現(xiàn)對水的處理，其中，每升水中加入5毫克至50毫克的水處理藥劑。其中，鈉鹽為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉或多聚磷酸鈉；本發(fā)明中所述的脫水改性黑液固體粉末是指利用專利公開為CN1126261A的方法所得到的黑色水溶性固體粉末。
本發(fā)明的水處理藥劑機理(1)脫水改性黑液固體粉末溶解于水中后，對水中的鈣鎂離子具有強烈的絡(luò)合性、螯合性、分散性，可增大成垢鹽類在水中的溶解度，抑制碳酸鈣晶體的析出。(2)脫水改性黑液固體粉末溶解于水中后，可吸附于碳酸鈣晶體上，使碳酸鈣晶形發(fā)生畸變，并改變碳酸鈣晶體表面的電荷性，由原來正電荷改變?yōu)樨?fù)電荷，不僅增加其溶膠分散體系的分散穩(wěn)定性，且因金屬壁面帶負(fù)電荷，而形成同性相斥以避免碳酸鈣晶體在金屬壁面聚集成垢。(3)因脫水改性黑液固體粉末溶解于水中后，可降低碳酸鈣晶體界面張力，增強其潤濕性，滲透于已形成的鹽垢之中，螯合垢層中的鈣鎂離子，破壞其晶間引力，可逐漸使垢層松軟，與金屬壁面剝離而脫落；達(dá)到除垢之目的。鈉鹽與脫水改性黑液固體粉末溶解于水中后，具有優(yōu)異的配伍性和協(xié)同效應(yīng)，強化該水處理藥劑的緩蝕性能。
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步描述實施例1，按重量百分比由2％的六偏磷酸鈉和98％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例2，按重量百分比由8％的六偏磷酸鈉和92％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例3，按重量百分比由4％的六偏磷酸鈉和96％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例4，按重量百分比由2％的三聚磷酸鈉和98％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例5，按重量百分比由8％的三聚磷酸鈉和92％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例6，按重量百分比由4％的三聚磷酸鈉和96％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例7，按重量百分比由2％的多聚磷酸鈉和98％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例8，按重量百分比由8％的多聚磷酸鈉和92％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
實施例9，按重量百分比由4％的多聚磷酸鈉和96％的脫水改性黑液固體粉末配制而成。
上述實施例1至9所得的水處理藥劑的使用方法是將固體水處理藥劑加入到所需要處理的水中就可實現(xiàn)對水的處理，其中，每升水中加入5毫克至50毫克的水處理藥劑。
將上實施例1至實施例3用于處理不同硬度、不同腐蝕性離子的水質(zhì)，本水處理藥劑的阻垢率達(dá)70％以上，極限碳酸鹽堿度為5.50毫摩爾/升，極限污垢熱阻≤0.1[m2·s·℃/KJ]，濃縮倍率達(dá)3.2以上，碳鋼腐蝕速率≤0.1mm/a，以上測試方法是根據(jù)中國石油化工總公司的《冷卻水分析和實驗方法》、國標(biāo)GBJ50-83《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計規(guī)范》、周本省主編化學(xué)工業(yè)出版社于1997年出版的《工業(yè)水處理技術(shù)》和龍荷云主編江蘇科學(xué)技術(shù)出版社1991年出版的《循環(huán)冷卻水處理》的測試方法進行的；附表1為本發(fā)明與幾種其它水處理藥劑的極限碳酸鹽堿度的測試結(jié)果，附表2為本發(fā)明與幾種其它水處理藥劑的極限污垢熱阻的測試結(jié)果，附表3和附表4是六種不同地區(qū)的水質(zhì)分析表和不同濃度下本發(fā)明的阻垢率，附表5為用本發(fā)明處理后的水對A3鋼緩蝕性能測試結(jié)果，附表6為用本發(fā)明處理后的水的污垢粘附速度測試結(jié)果，其中，三聚是指三聚磷酸鈉，ATMP是指氨基三甲叉膦酸，EDTMP是指乙二胺四甲叉膦酸，HEDP是指羥基乙叉二膦酸；附

圖1為未加水處理藥劑的碳酸鈣晶體的電鏡照片，照片中的方形晶體為碳酸鈣晶體；附圖2為加入本水處理藥劑后晶體形狀發(fā)生畸變的碳酸鈣晶體的電鏡照片，照片中的方形晶體大大減少，大部分的碳酸鈣晶體發(fā)生了畸變，并改變碳酸鈣晶體表面的電荷性，由原來正電荷改變?yōu)樨?fù)電荷，這樣增加其溶膠分散體系的分散穩(wěn)定性，且因金屬壁面帶負(fù)電荷，而形成同性相斥以避免碳酸鈣晶體在金屬壁面聚集成垢。
本發(fā)明對未經(jīng)水處理藥劑處理的水中的二價金屬離子具有強的絡(luò)合性、螯合性、分散性，能夠阻止成垢鹽份晶體的析出、長大、“搭橋”及在傳熱面上的聚集，可在金屬壁面上形成一層沉淀膜，以防止氧離子、氯離子腐蝕，并可除去傳熱面及換熱系統(tǒng)內(nèi)的碳酸鹽垢、硫酸鹽垢及硅酸鹽垢。因此，本發(fā)明可廣泛適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水、鍋爐用水、城市供熱、內(nèi)燃機水冷系統(tǒng)、油田注水等方面的水質(zhì)處理。
附表1藥劑名稱本發(fā)明 HEDP EDTMP ATMP 聚馬來酸 聚丙烯酸[mmol/L] 5.50 4.40 5.0 4.20 5.45 4.20附表2
表3試驗用水水質(zhì)分析表總硬度[Ca2+] 總堿度 [CI-] [SO42-]編號 地名mmol/L mmol/L mmol/Lmg/Lmg/L①葦湖梁 5.37 3.69 2.55 196.0 510.3②托克遜 0.972 0.717 -- -③哈 密 4.85 2.60 1.90 110.0 253.8④克拉瑪依 1.80 1.50 1.43 33.095.1⑤烏市自來水 1.42 1.21 1.25 41.1266.2⑥明圓地下水 6.94 5.11 2.40 117.7 249.3表4藥劑濃度與阻垢率的關(guān)系藥劑濃度(mg/L) 035 10 15 20① 0 48.5173.7288.3695.1097.31② 0 80.1094.1998.3098.9099.30③ 0 70.1173.5389.6497.3299.65④ 0 75.1786.0188.8791.7295.64⑤ 0 68.3780.3688.9495.7499.53⑥ 0 48.5173.3785.3692.6197.36表5為用本發(fā)明處理后的水中A3鋼緩蝕性能測試結(jié)果藥劑濃度mg/L 0 10 15 25 35 50腐蝕速率mm/a 1.060.827 0.746 0.726 0.702 0.398藥劑濃度mg/L 60 70 90 110 130 150腐蝕速率mm/a 0.145 0.176 0.0620 0.0441 00.0374 0.0382表6 污垢粘附速度測試結(jié)果測試處污垢粘附速率(mcm)評價級別水箱 6.2052 好冷水進口 1.6285 很好冷水出口 8.5065 好熱水進口 14.250 好熱水出口 8.0222 很好
權(quán)利要求
1.一種用于水系統(tǒng)的水處理藥劑，其特征在于按重量百分比含有的原料為A.2％至8％的鈉鹽，B.余量的脫水改性黑液固體粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理藥劑，其特征在于鈉鹽為六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉或多聚磷酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水處理藥劑的使用方法，其特征在于將固體水處理藥劑加入到所需要處理的水中就可實現(xiàn)對水的處理，其中，每升水中加入5毫克至50毫克的水處理藥劑。
全文摘要
一種水處理藥劑,其按重量百分比含有的原料為:A.2%至8%的鈉鹽,B.余量的脫水改性黑液固體粉末;其使用方法是將固體水處理藥劑加入到所需要處理的水中就可實現(xiàn)對水的處理,其中,每升水中加入5毫克至50毫克的水處理藥劑;本發(fā)明具有強的絡(luò)合性、螯合性、分散性,能夠阻止成垢鹽份晶體的析出、長大、“搭橋”及在傳熱面上的聚集,可在金屬壁面上形成一層沉淀膜,以阻止氧腐蝕。因此,本發(fā)明可廣泛適用于工業(yè)循環(huán)冷卻水、鍋爐用水、城市供熱、內(nèi)燃機水冷系統(tǒng)、油田注水等方面的水質(zhì)處理。
文檔編號C02F5/14GK1247168SQ9811894
公開日2000年3月15日 申請日期1998年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月8日
發(fā)明者馬風(fēng)云, 楊如陵, 甄衛(wèi)軍, 高歌, 劉曉玲, 王雪楓 申請人:新疆工學(xué)院