本發(fā)明涉及工業(yè)循環(huán)水處理
技術領域：
，具體涉及一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑及其使用方法。
背景技術：
：目前，國內冷卻水處理劑大部分屬于有機膦配方，部分企業(yè)還采用無機磷配方。盡管磷無毒，但其作為營養(yǎng)源，它可使水體富營養(yǎng)化，促使微生物特別是藻類過度繁殖，嚴重是造成地表水水華、海水赤潮等危害，破壞生態(tài)平衡。歐美發(fā)達國家已開始禁磷限磷，近年來，我國一些城市和地區(qū)已對磷的排放進行了限制。隨著我國對環(huán)境保護一系列政策的出臺，特別是對磷排放標準的嚴格限制(＜0.5mg/l，以p計)，循環(huán)冷卻水阻垢緩蝕劑必然要從磷系配方向無磷配方進行轉變，這也是國家環(huán)保要求和技術發(fā)展的必然趨勢。現有阻垢緩蝕劑中，配方磷含量較高，導致循環(huán)水排污水不能直接排放，必須經過污水處理裝置除磷后方能排放，而循環(huán)水排污水因數量大、磷含量高，除磷成本較高，投加循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后提供了微生物繁殖所需要的p營養(yǎng)源，會造成藻類的繁殖，存在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物問題，即使有無磷阻垢緩蝕劑，但是用在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，尤其是“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上時，阻垢緩蝕效果便會大大降低。技術實現要素：本發(fā)明針對以上開發(fā)思路和存在的技術問題，設計開發(fā)了一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑及其使用方法，該循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑采用天然高分子β-環(huán)糊精作為其中的一種組分，其可以與水形成包合物，與金屬離子螯合形成螯合物，具有很好的阻垢緩蝕效果，與其他多種具有良好阻垢緩蝕效果的無磷，無毒的組分復配，大大提高了其阻垢緩蝕性能，尤其對于“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本發(fā)明提供的技術方案為：一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑由wlzhlys-a與wlzhlys-b兩部分組成，其中，wlzhlys-a包括：丙烯酸三元共聚物，水解聚馬來酸酐，苯并三氮唑，異丙醇和去離子水；wlzhlys-b包括：β-環(huán)糊精，一水檸檬酸，無水氯化鋅和去離子水。優(yōu)選的是，其中，所述wlzhlys-a中，各組分重量百分比為：丙烯酸三元共聚物30～35％，水解聚馬來酸酐40～42.5％，苯并三氮唑1～2％，異丙醇3～5％，余量為去離子水。優(yōu)選的是，其中，所述wlzhlys-b中，各組分重量百分比為：β-環(huán)糊精10～12％，一水檸檬酸5～7.5％，無水氯化鋅10～12.5％，余量為去離子水。優(yōu)選的是，其中，丙烯酸三元共聚物為丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物。優(yōu)選的是，其中，所述wlzhlys-a中，各組分重量百分比為：丙烯酸三元共聚物32.5％，水解聚馬來酸酐41.5％，苯并三氮唑1.6％，異丙醇4.2％，余量為去離子水。優(yōu)選的是，其中，所述wlzhlys-b中，各組分重量百分比為：β-環(huán)糊精11.5％，一水檸檬酸6.5％，無水氯化鋅11.5％，余量為去離子水。本發(fā)明的目的還可以進一步由循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑在水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應用的方法來實現。優(yōu)選的是，其中，循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑在水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中的應用，具體包括以下步驟：步驟一、阻垢緩蝕劑復配：將wlzhlys-b中各組分按照比例加入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃；步驟二、將wlzhlys-a中各組分按比例將去離子水，苯并三氮唑，異丙醇，水解聚馬來酸酐，丙烯酸三元共聚物依次分散入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃，形成wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑；步驟三、將形成的wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑應用于水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其中，每升循環(huán)冷卻水中加入35～45毫克無磷復配阻垢緩蝕劑。本發(fā)明的有益效果在于：1、本發(fā)明無磷，避免了由于磷的排放引起水質的富營養(yǎng)化問題，減輕了環(huán)境污染，同時避免了磷酸鈣垢的產生，極大地減少了微生物的繁殖，可降低殺菌滅藻的處理費用，循環(huán)水排污水可滿足國家gb8978-1996規(guī)定的磷排放一級標準要求；2、本發(fā)明的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，采用β-環(huán)糊精，天然高分子，具有良好的生物相容性和環(huán)境友好性，可和水形成包合物，與金屬離子螯合物，與多種具有良好緩蝕阻垢效果的無磷，無毒的其他阻垢緩蝕劑復配，大大提高了其阻垢緩蝕性能；3、本發(fā)明在復配過程中進行溫度不低于80℃的加熱處理2小時，，使得無磷復配阻垢緩蝕劑具有大的比表面積，表面能，分散性能好，即使高鈣，高堿度水中，對碳酸鈣，磷酸鈣，硫酸鈣，鋅垢具有顯著的阻垢作用，同時能有效防止氧化鐵的沉積，特別適合高ph、高堿度、高硬度的水質，在循環(huán)系統(tǒng)“鈣硬+總堿”大于1500mg/l時，仍能保持較高的阻碳酸垢率，因此能實現循環(huán)冷卻水系統(tǒng)高濃縮倍數運行，節(jié)約用水；4、本發(fā)明的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑中，水解聚馬來酸酐系有機脂肪酸聚合物，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高，分解溫度在三百度以上，具有對碳酸鹽、磷酸鹽好的抑制作用，即使在高溫和高ph值條件下也有明顯的溶限效應，其有效阻垢衰減時限大于等于100h。5、該配方因不含磷，大量減少了微生物繁殖所需要的p營養(yǎng)源，故投加該無磷阻垢緩蝕劑后，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)后不會造成藻類的繁殖，大大降低了循環(huán)冷卻水系統(tǒng)微生物問題；6、本發(fā)明的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑具有優(yōu)良的抗氧化性能(如氯氣，次氯酸鈉，二氧化氯等)，并對氧化性殺菌劑具有增效的作用。具體實施方式下面結合對本發(fā)明做進一步的詳細說明，以令本領域技術人員參照說明書文字能夠據以實施。實施例1一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑由wlzhlys-a與wlzhlys-b兩部分組成，其中，wlzhlys-a按重量百分比包括：丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物32.5％，水解聚馬來酸酐41.5％，苯并三氮唑1.6％，異丙醇4.2％，余量為去離子水；wlzhlys-b按重量百分比包括：β-環(huán)糊精11.5％，一水檸檬酸6.5％，無水氯化鋅11.5％，余量為去離子水。所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑的使用方法包括如下步驟：步驟一、阻垢緩蝕劑復配：將wlzhlys-b中各組分按照比例加入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃；步驟二、將wlzhlys-a中各組分按比例將去離子水，苯并三氮唑，異丙醇，水解聚馬來酸酐，丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物依次分散入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃，形成wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑；步驟三、將形成的wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑應用于水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其中，每升循環(huán)冷卻水中加入35～45毫克無磷復配阻垢緩蝕劑。實施例2一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑由wlzhlys-a與wlzhlys-b兩部分組成，其中，wlzhlys-a按重量百分比包括：丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物30％，水解聚馬來酸酐40％，苯并三氮唑1％，異丙醇3％，余量為去離子水；wlzhlys-b按重量百分比包括：β-環(huán)糊精10％，一水檸檬酸5％，無水氯化鋅10％，余量為去離子水。所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑的使用方法包括如下步驟：步驟一、阻垢緩蝕劑復配：將wlzhlys-b中各組分按照比例加入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃；步驟二、將wlzhlys-a中各組分按比例將去離子水，苯并三氮唑，異丙醇，水解聚馬來酸酐，丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物依次分散入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃，形成wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑；步驟三、將形成的wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑應用于水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其中，每升循環(huán)冷卻水中加入35～45毫克無磷復配阻垢緩蝕劑。實施例3一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑由wlzhlys-a與wlzhlys-b兩部分組成，其中，wlzhlys-a按重量百分比包括：丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物35％，水解聚馬來酸酐42.5％，苯并三氮唑2％，異丙醇5％，余量為去離子水；wlzhlys-b按重量百分比包括：β-環(huán)糊精12％，一水檸檬酸7.5％，無水氯化鋅12％，余量為去離子水。所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑的使用方法包括如下步驟：步驟一、阻垢緩蝕劑復配：將wlzhlys-b中各組分按照比例加入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃；步驟二、將wlzhlys-a中各組分按比例將去離子水，苯并三氮唑，異丙醇，水解聚馬來酸酐，丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物依次分散入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃，形成wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑；步驟三、將形成的wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑應用于水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其中，每升循環(huán)冷卻水中加入35～45毫克無磷復配阻垢緩蝕劑。實施例4一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑由wlzhlys-a與wlzhlys-b兩部分組成，其中，wlzhlys-a按重量百分比包括：丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物33.5％，水解聚馬來酸酐42％，苯并三氮唑1.3％，異丙醇3.6％，余量為去離子水；wlzhlys-b按重量百分比包括：β-環(huán)糊精10.8％，一水檸檬酸5.8％，無水氯化鋅11％，余量為去離子水。所述循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑的使用方法包括如下步驟：步驟一、阻垢緩蝕劑復配：將wlzhlys-b中各組分按照比例加入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃；步驟二、將wlzhlys-a中各組分按比例將去離子水，苯并三氮唑，異丙醇，水解聚馬來酸酐，丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物依次分散入容器中，加熱處理2小時，溫度不低于80℃，形成wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑；步驟三、將形成的wlzhlys-a與wlzhlys-b無磷復配阻垢緩蝕劑應用于水質濃縮4.0倍以上，“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中，其中，每升循環(huán)冷卻水中加入35～45毫克無磷復配阻垢緩蝕劑。對比實施例1組分中不含有β-環(huán)糊精，其他與實施例1均相同。對比實施例2組分含量與實施例1相同，使用過程中未進行溫度不低于80℃的加熱處理2小時。試驗部分：(1)旋轉掛片腐蝕試驗：試驗用水：ph：8.38電導率：779μs/cm鈣硬：520.87mg/l,氯離子：16.33mg/l，總堿：651.50mg/l，硫酸根：428.50mg/l。試驗儀器：rcc-ⅱ型旋轉掛片腐蝕儀、2l燒杯3個。試驗方法：參照中石化水處理藥劑性能評定標準sh2604.12—2001《循環(huán)冷卻水處理用阻垢緩蝕劑性能評定標準》其中，1號燒杯使用的是實施例1中的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，2號燒杯使用的是實施例4中的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑，3號燒杯是未加任何阻垢緩蝕劑。與對比實施例對比結果：試驗結果討論：通過上述實驗顯示，本發(fā)明復配阻垢緩蝕劑對碳鋼掛片、不銹鋼掛片，銅具有很好的緩蝕效果，通過β-環(huán)糊精與其他組分的配合使用，以及在使用過程中進行溫度不低于80℃的加熱處理2小時后再使用的操作，大大提高了緩蝕效率。(2)阻碳酸鈣垢率試驗將上述配制成的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑在溫度35℃、轉75r/min、投入到下表所述的循環(huán)冷卻水中，試驗時間為72h，試驗用水：ph:8.38電導率：779μs/cm氯離子：16.33mg/l，硫酸根：428.50mg/l，鈣硬+總堿mg/l如表中所示，試驗方法：參照中石化復合阻垢緩蝕劑技術要求q/sh0374-2010。試驗結果實施例1實施例1實施例1鈣硬+總堿mg/l123215211689阻碳酸鈣垢率/％98.3399.5599.62與對比實施例對比結果：實施例1對比實施例1對比實施例2鈣硬+總堿mg/l168916891689阻碳酸鈣垢率/％99.6293.5594.12(3)阻硫酸鈣垢率試驗試驗用水：ph:8.38電導率：779μs/cm氯離子：16.33mg/l，硫酸根：428.50mg/l，鈣硬+總堿mg/l如表中所示，試驗方法：參照中石化復合阻垢緩蝕劑技術要求q/sh0374-2010。實施例1實施例1實施例1鈣硬+總堿mg/l123215211689阻硫酸鈣垢率/％98.5299.4799.58與對比實施例對比結果：實施例1對比實施例1對比實施例2鈣硬+總堿mg/l168916891689阻硫酸鈣垢率/％99.5892.4593.52(4)阻磷酸鈣垢率試驗試驗用水：ph:8.38電導率：779μs/cm氯離子：16.33mg/l，硫酸根：428.50mg/l，鈣硬+總堿mg/l如表中所示，試驗方法：參照中石化復合阻垢緩蝕劑技術要求q/sh0374-2010。與對比實施例對比結果：實施例1對比實施例1對比實施例2鈣硬+總堿mg/l168916891689阻磷酸鈣垢率/％99.2893.1394.07試驗結果討論：通過上述試驗顯示，本發(fā)明復配阻垢緩蝕劑對碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣具有高的阻垢率，通過β-環(huán)糊精與其他組分的配合使用，以及在使用過程中進行溫度不低于80℃的加熱處理2小時再使用的操作，大大提高了阻垢效率。(5)動態(tài)模擬實驗試驗用水：ph：8.38電導率：779μs/cm鈣硬：520.87mg/l,氯離子：16.33mg/l，總堿：651.50mg/l，硫酸根：428.50mg/l。試驗方法：參照循環(huán)冷卻水動態(tài)模擬試驗方法hg/t2762—2008。試驗儀器：采用mtdm—ⅱ型循環(huán)冷卻水動態(tài)模擬試驗裝置試管污垢熱阻式中：r－清潔管熱阻，m2·℃/wdi－試驗管內徑，m；取值為0.008m。g－冷卻水流量，l/h；取值為250l/h。t－蒸汽溫度，℃；取值為99℃。t1′－冷卻水進口溫度，℃；取值為32℃。t′2－冷卻水出口溫度，℃；取值為42℃。l－試驗管有效換熱長度，m；取值為0.57m。將以上各值帶入公式計算得r＝3.0×10-4m2·℃/w。3)、粘附速度(月污垢沉積速率)計算式中：w1(mg)：試管取出干燥后稱重；w2(mg)：試管清洗干燥后稱重；t(day)：試管掛入的天數；。a(cm2)：試管的面積。測定結果為：mcm1＝8.33mg/cm2·月mcm2＝10.91mg/cm2·月mcm3＝9.51mg/cm2·月復合阻垢緩蝕劑性能評價標準中石化q/sh0374-2010對復合阻垢緩蝕劑的性能要求如下表。試驗結論從試驗數據來看，對比評價標準，試驗所用的無磷阻垢緩蝕劑達到了q/sh0374-2010對復合阻垢緩蝕劑的阻垢、緩蝕性能要求，具有在現場應用的條件。現場應用該配方特別適合水質濃縮4.0倍以上、“鈣硬+總堿”在1000mg/l以上的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，在河南某化工廠、四川某煉化廠等系統(tǒng)應用取得了很好的效果。該配方應用于水處理現場后，各套循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運行濃縮倍數一直穩(wěn)定在4～6倍，通過現場掛片及旁路監(jiān)測換熱器的監(jiān)測情況來看,無論是緩蝕性能還是阻垢性能均達到行業(yè)標準要求的優(yōu)秀級標準，不預膜碳鋼試片腐蝕率基本上控制在0.020mm/a左右，不銹鋼試片腐蝕率未檢出，污垢熱阻處于很好級。系統(tǒng)高濃縮倍數運行勢易導致菌藻控制難度加大，但由于無磷水處理劑的使用，致使殺菌滅藻控制簡單有效，不但節(jié)約了大量新鮮水、同時殺菌劑的使用量也有所降低。結論本發(fā)明的無磷水處理劑wlzhlys-a/b緩蝕阻垢性能優(yōu)異，可以對碳鋼、不銹鋼及銅合金提供有效保護，避免碳酸鈣、硫酸鈣以及磷酸鈣的沉積，阻垢效果明顯，本配方還可降低殺菌滅藻處理費用10％～30％，利于現場應用控制，此外，該配方應用之循環(huán)水系統(tǒng)，其排污水排放無限制，可以嚴格符合國家一級排放標準要求。本發(fā)明的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑尤其可以應用于高硬度、高堿度、高溫度以及含鈣離子、鎂離子和硫酸根離子較多的天然氣凈化處理廠、化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，所述復合阻垢緩蝕劑也適用于高硬度、高堿度、高溫度的化肥、電力、紡織等行業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。本發(fā)明涉及的一種循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑采用β-環(huán)糊精與多種具有良好緩蝕阻垢效果的無磷，無毒的其他阻垢緩蝕劑復配，大大提高了其阻垢緩蝕性能。本發(fā)明的循環(huán)冷卻水無磷阻垢緩蝕劑的使用過程中，通過溫度不低于80℃的加熱處理2小時，擴散具有大的比表面積，表面能，可很好地對水中的碳酸鈣、硫酸鈣以及磷酸鈣垢具有很高的阻垢率，并提高了緩蝕效率。盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細節(jié)和這里示出與描述的實施例。當前第1頁12