專利名稱：：抑制點(diǎn)蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種抑制點(diǎn)蝕的方法，更具體地講是涉及到一種有效地抑制銅管或銅合金管中的點(diǎn)蝕的方法，其中的點(diǎn)蝕是由于在水系統(tǒng)中如貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中的微生物污染或結(jié)垢所致。在貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中，其中的貯存水和循環(huán)水中僅僅添加少量的補(bǔ)充水，因此極少量的水被替換(每年比例約為10％)。在這種水體系中，由于微生物污染，點(diǎn)蝕出現(xiàn)在銅或銅合金表面上，而銅或銅合金是作為熱交換器的結(jié)構(gòu)材料和管路等，并與水接觸。通常，點(diǎn)蝕是通過測(cè)定金屬的靜電位來確認(rèn)的，因?yàn)楫?dāng)其靜電位高于+150mV(相對(duì)于Ag/AgCl，飽和KCl溶液)時(shí)，銅或銅合金則易于點(diǎn)蝕。當(dāng)電位升高，則點(diǎn)蝕會(huì)產(chǎn)生，一些非氧化性微生物緩蝕劑(殺菌劑)如肼被加入到水體系中，因?yàn)樗鼈兡苡行У亟档挽o電位。然而，當(dāng)非氧化性微生物緩蝕劑如肼加入到具有長(zhǎng)保持時(shí)間的水體系中時(shí)，例如貯熱水體系或封閉水體系，在長(zhǎng)期操作運(yùn)行期間由于水中殘留的營(yíng)養(yǎng)鹽而致使微生物可能會(huì)增多。為除去在水體系中由于微生物產(chǎn)生的粘質(zhì)物，已知方法是在體系中加入過氧化氫。例如，日本專利公開說明書42-16521中公開了一種去除粘質(zhì)物的方法，即朝已經(jīng)生成粘質(zhì)物的水系統(tǒng)中加入1-2％重量的過氧化氫。日本專利公開說明書45-32057中公開了另一種去除粘質(zhì)物的方法，即加入0.1-2％重量的過氧化氫。在上述公開說明書中，過氧化氫的作用是去除附著的粘質(zhì)物，因此使用的過氧化氫是高濃度的。日本專利公開說明書57-50560中公開了一種在開放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中通過加入低濃度的過氧化氫抑制粘質(zhì)物增長(zhǎng)的方法。然而，在這份說明書中公開的過氧化氫的作用是防止在開放式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中粘質(zhì)物的增長(zhǎng)，文中設(shè)有涉及到任何的有關(guān)于過氧化氫用于抑制貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中的銅或銅合金點(diǎn)蝕的內(nèi)容。如上所述，非氧化性物質(zhì)通常用作點(diǎn)蝕緩蝕劑，沒有用過氧化氫來抑制銅或其合金點(diǎn)蝕的觀念，因?yàn)檫^氧化氫通常被認(rèn)為是氧化劑。本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種有效地抑制在水系統(tǒng)如貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中由于微生物污染所致銅或銅合金的點(diǎn)腐蝕的方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種抑制銅或銅合金點(diǎn)蝕的方法，而殘留的營(yíng)養(yǎng)鹽不會(huì)增殖微生物，同時(shí)也不會(huì)提高水中的雜質(zhì)。本發(fā)明的抑制點(diǎn)蝕的方法，其特征在于將過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑加入到采用銅或銅合金的循環(huán)水系統(tǒng)中，如貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)，以使得過氧化氫在體系中的濃度1至200mgH2O2/L。在本發(fā)明中，過氧化氫產(chǎn)生劑定義為當(dāng)其被加入到水中時(shí)，可以生成過氧化氫的試劑。例如，過氧化氫產(chǎn)生劑至少是過碳酸鹽、過硼酸鹽、過醋酸鹽和過磷酸鹽其中之一，其中的鹽可以是水溶性的鈉鹽和鉀鹽等。當(dāng)過氧化氫在水系統(tǒng)中分解時(shí)，僅僅生成水和氧，因此由于殘留營(yíng)養(yǎng)鹽所致的微生物繁殖被防止，而水系統(tǒng)中的雜質(zhì)濃度不會(huì)提高。過碳酸鈉或過硼酸鈉不僅生成過氧化氫，而且碳酸鈉或硼酸鈉仍會(huì)留存在水系統(tǒng)中，碳酸鹽或硼酸鹽具有緩沖作用，對(duì)包括銅或銅合金在內(nèi)的金屬具有緩蝕作用。因此，這種鹽不會(huì)滋養(yǎng)微生物。在本發(fā)明中，過氧化氫的氧化作用起到去除微生物和通過氧化蛋白質(zhì)殺菌作用，因此銅或其合金的靜電位維持較低水平，抑制了點(diǎn)蝕。在本發(fā)明中，在水系統(tǒng)中所加入的或生成的過氧化氫是有效的，即使是在循環(huán)水中其濃度為1-200mgH2O2/L的低濃度情況下。一般說來，在貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中的微生物量低于使用冷卻塔的敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。因此，過氧化氫可以去除微生物和抑制銅或其合金的點(diǎn)蝕，即使是處于1-200mgH2O2/L的低濃度條件下。應(yīng)該注意到，在常規(guī)方法中，過氧化氫是以1,000-30,000mgH2O2/L的高濃度而被使用。使用低濃度的氧化劑(過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑)可以降低由于氧化劑本身導(dǎo)致的銅或其合金的電位提高，并且有可能降低去除微生物的成本。另外，由于水系統(tǒng)中雜質(zhì)的濃度保持很低，因此，其中的排放水無需任何處理過程和稀釋就可以直接排出。圖1是表示用于實(shí)施例中的一個(gè)循環(huán)測(cè)試裝置的示意圖。圖2是實(shí)施例1的銅管自然電位值轉(zhuǎn)變曲線。根據(jù)本發(fā)明，過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑加入到容納于貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)中的循環(huán)水中，使得過氧化氫在水系統(tǒng)中的濃度為1至200mgH2O2/L，優(yōu)選為10-150mgH2O2/L，最佳為30-120mgH2O2/L。當(dāng)在水系統(tǒng)中所加入的過氧化氫或所生成的過氧化氫濃度低于1mgH2O2/L，則點(diǎn)蝕不會(huì)有效地抑制。當(dāng)濃度超過200mgH2O2/L，抑制點(diǎn)蝕效果達(dá)到最大且不再增加，因此濃度優(yōu)選地低于200mgH2O2/L以降低處理成本。向水體系加入過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的方式可以是這類方式中的任一種，只要所加入的或在循環(huán)水中所產(chǎn)生的過氧化氫濃度1至200mgH2O2/L范圍。過氧化氫或產(chǎn)生劑可以間歇式地加入到循環(huán)水中或連續(xù)地供應(yīng)到循環(huán)水中。在間歇式地向水系統(tǒng)中加入過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的情況下，過氧化氫或產(chǎn)生劑可以周期性間隔加入，如1-6個(gè)月(優(yōu)選2-5個(gè)月)加入一次，或著以這種方式加入，借助于監(jiān)測(cè)銅或銅合金管的靜電位。使得銅或銅合金的靜電位保持在+150mV或更低，優(yōu)選在+100mV或更低。在連續(xù)供應(yīng)過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的情況下，所加入的過氧化氫或產(chǎn)生劑的量可以這種方式控制，通過監(jiān)測(cè)靜電壓，使得銅或銅合金管的靜電位保持在+150mV或更低，優(yōu)選+100mV或更低。在間歇式地向水系統(tǒng)中加入過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的情況下，較佳情況是在一經(jīng)加入過氧化氫或產(chǎn)生劑之后，水系統(tǒng)中H2O2的濃度就處于50至200mgH2O2/L范圍。在連續(xù)式地向水系統(tǒng)中加入過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的情況下，較佳的是在水系統(tǒng)中H2O2的濃度總是處于1-50mgH2O2/L范圍。過氧化氫較佳的是以1-35％重量濃度的水溶液形式加入。過碳酸鹽優(yōu)選的是以5-10％重量濃度的水溶液加入，而過硼酸鹽則以10-20wt％的水溶液形式加入。在本發(fā)明中，銅可以被合金化。銅合金可以是如黃銅或鎳銅合金。實(shí)施例1對(duì)加入過氧化氫的效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，如圖1所示，采用一循環(huán)測(cè)試裝置，該裝置裝有五個(gè)串聯(lián)的銅管(內(nèi)徑13mm×長(zhǎng)度50cm)1A、1B、1C、1D、1E、一實(shí)驗(yàn)水槽2、設(shè)有水泵4和流量計(jì)5的循環(huán)管路3。貯存于實(shí)驗(yàn)水槽2中的試驗(yàn)用水(100升井水)在室溫下以0.3m/s的流速通過循環(huán)管路3進(jìn)行循環(huán)。當(dāng)從開始循環(huán)水到經(jīng)過約170小時(shí)后，銅管1A至1E的電位上升到+180mV時(shí)，立即將35％重量的過氧化氫水溶液一次性地加入到實(shí)驗(yàn)水槽2中，則濃度變成100mgH2O2/L。水被保持在循環(huán)狀態(tài)，對(duì)銅管測(cè)定其隨時(shí)間變化的靜電位數(shù)值以及五個(gè)管的平均值。測(cè)試結(jié)果示于表1和圖2中。在試驗(yàn)水中和銅管表面的細(xì)菌數(shù)量隨時(shí)間的變化也被測(cè)試，結(jié)果列于表1中。H2O2濃度100mg/L以過氧化氫形式加入通過表1和圖2可以明顯看出，在水中和銅管表面上的細(xì)菌數(shù)量一經(jīng)加入過氧化氫或過氧化氫溶液，則開始減少，而銅管電位(相對(duì)于Ag/AgCl，飽和KCl溶液)在短時(shí)間內(nèi)從+180mV下降到低于+100mV。實(shí)施例2、3、4、5和比較例1實(shí)驗(yàn)用水按照實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行循環(huán)，不同的是加入的過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑的量應(yīng)達(dá)到使H2O2在水中的濃度成為如下實(shí)施例2H2O2濃度200mg/L，加入過硼酸鈉；實(shí)施例3H2O2濃度50mg/L，加入過氧化氫實(shí)施例4H2O2濃度10mg/L，加入過碳酸鈉實(shí)施例5H2O2濃度，1mg/L，加入過氧化氫比較例1H2O2濃度0.5mg/L，加入過氧化氫所測(cè)得的實(shí)施例2至5和比較例1中的銅管電位和細(xì)菌數(shù)量列在表2至6中。H2O2濃度200mg/L以過硼酸鈉加入</tables>[表3]H2O2濃度50mg/L以過氧化氫加入</tables>H2O2濃度10mg/L以過碳酸鈉加入以過氧化氫加入<p>[表6]H2O2的濃度0.5mg/L以過氧化氫加入的1.5個(gè)月之后，肉眼觀察銅管內(nèi)表面。觀察結(jié)果在實(shí)施例1至5中未出現(xiàn)點(diǎn)蝕，而在比較例中，產(chǎn)生了較微的點(diǎn)蝕。這表明本發(fā)明的方法對(duì)抑制銅的點(diǎn)蝕是相當(dāng)有效的。權(quán)利要求1.一種抑制水系統(tǒng)中銅或銅合金點(diǎn)蝕的方法，它包括向水系統(tǒng)中的循環(huán)水中加入過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑，使得過氧化氫在循環(huán)水中的濃度為1-200mgH2O2/L。2.權(quán)利要求1的方法，其中的水系統(tǒng)是貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng)。3.權(quán)利要求1的方法，其中過氧化氫產(chǎn)生劑是一種至少由一種過氧化化合物構(gòu)成的水溶液。4.權(quán)利要求3的方法，其中過氧化化合物的至少一種選自過碳酸鹽、過醋酸鹽、過硼酸鹽和過磷酸鹽。5.權(quán)利要求1的方法，其中過氧化氫的加入量使其在循環(huán)水中的濃度達(dá)到10-150mgH2O2/L。6.權(quán)利要求1的方法，其中過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑是以間歇式方式加入到循環(huán)水中。7.權(quán)利要求1的方法，其中過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑以連續(xù)式方式加入到循環(huán)水中。8.權(quán)利要求1的方法，其中過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑加入到循環(huán)水中，使銅或銅合金管的靜電位低于+150mV。全文摘要本發(fā)明公開了一種抑制銅或銅合金點(diǎn)蝕的方法，將過氧化氫或過氧化氫產(chǎn)生劑加入到裝有銅或銅合金的水系統(tǒng)(如貯熱水系統(tǒng)或封閉水系統(tǒng))中，使過氧化氫在循環(huán)水的濃度達(dá)到1-200mgH文檔編號(hào)B08B9/02GK1163946SQ9710318公開日1997年11月5日申請(qǐng)日期1997年2月23日優(yōu)先權(quán)日1996年2月23日發(fā)明者小野雄一申請(qǐng)人:栗田工業(yè)株式會(huì)社