專利名稱：中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合水處理劑，特別涉及一種中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑。
背景技術(shù)：
中央空調(diào)水系統(tǒng)中由于循環(huán)冷卻水的蒸發(fā)、濃縮和灰塵雜物的進(jìn)入，以及設(shè)備結(jié)構(gòu)和材料等因素的綜合作用，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象，尤以腐蝕問題為重，從而影響設(shè)備使用壽命和換熱效率，造成能源浪費(fèi)，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致空調(diào)主機(jī)高壓運(yùn)行和跳機(jī)。因此有必要在中央空調(diào)冷卻水中投加有效的水處理藥劑，目前的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中使用最多的緩蝕阻垢劑是有機(jī)膦系列復(fù)合水穩(wěn)劑，循環(huán)水中磷含量一般為1.35-2.50mg/L。我國對(duì)污水磷的排放GB8978-1996作出限制(＜1.0mg/L)[劉明、鄧建利、李克景、王建娜、王杰。環(huán)保型水穩(wěn)劑的研制與應(yīng)用.化肥工業(yè)，30(3)24-26]，由于磷酸鹽產(chǎn)生的水體富營養(yǎng)化問題使得研究一種高效、低磷的環(huán)保型水處理劑的呼聲越來越高。
聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)是一種無磷無氮和生物降解性好的兼有阻垢緩蝕雙重功能的“綠色”水處理藥劑(參見美國專利US 4 654 159，1987)，適用于高堿度、高硬度、高溫條件，但是單一PESA作為藥劑時(shí)緩蝕性能不高，且穩(wěn)定鋅鹽的能力不強(qiáng)[熊蓉春，周慶，魏剛.綠色阻垢劑聚環(huán)氧琥珀酸的緩蝕協(xié)同效應(yīng).化工學(xué)報(bào)，2003，54(9)1323-1325]。
因此研制高效、環(huán)保的水處理藥劑成為目前水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)，越來越多的藥劑被開發(fā)應(yīng)用到水處理復(fù)配配方中來，稀土元素在水處理中的研究、應(yīng)用目前并不多見，有人將稀土永磁材料與環(huán)保型高分子聚合物——聚天冬氨酸相結(jié)合研究其阻垢效果，結(jié)果表明，此兩種水處理工藝具有很好的協(xié)同增效阻垢作用，可以使聚天冬氨酸的阻垢效果提高20％，但該配方的緩蝕效果并沒做討論[劉振法、王延吉、郭茹輝、張利輝、張彥河。稀土永磁材料與聚天冬氨酸系統(tǒng)阻垢研究，水處理技術(shù)，2005，31(2)55-57]。還有人研究了鹽酸介質(zhì)中，稀土鈰(IV)離子和鉬酸鈉對(duì)冷軋鋼的緩蝕協(xié)同效應(yīng)。研究結(jié)果表明，稀土鈰(IV)離子和鉬酸鈉對(duì)冷軋鋼產(chǎn)生了明顯的緩蝕協(xié)同效應(yīng)，最大緩蝕率可達(dá)90％左右[木冠南、李向紅、屈慶、周俊。稀土鈰離子和鉬酸鈉在鹽酸溶液中對(duì)冷軋鋼的緩蝕協(xié)同效應(yīng)，化學(xué)學(xué)報(bào)，2004，62(24)2386-2390]。上述兩種文獻(xiàn)僅對(duì)含稀土元素的特定復(fù)配配方在水處理中的阻垢或緩蝕的單一方面應(yīng)用效果作了初步理論研究，尚需進(jìn)一步研究兼具緩蝕和阻垢雙重增效效果的含稀土元素的其它復(fù)合配方以利于實(shí)際產(chǎn)業(yè)上應(yīng)用，特別是研發(fā)針對(duì)中央空調(diào)冷卻水的水處理劑復(fù)合配方。而循環(huán)冷卻水水處理藥劑的研究主要的難點(diǎn)是配方的研發(fā)，即在現(xiàn)有眾多的阻垢、緩蝕劑中選擇搭配各種組分，并對(duì)各個(gè)組分不同濃度進(jìn)行摸索，還考慮一些諸如非水溶性藥劑在水相中的分散等問題，以使配方能達(dá)到所定場合、水質(zhì)所要求的水處理效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題即是上述課題，提供一種新型的復(fù)合水處理劑，特別是一種中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑，其包括下列重量份數(shù)的組分1～10份的聚環(huán)氧琥珀酸；1～10份的膦酸鹽；以鉬酸根離子計(jì)，1～10份的鉬酸鹽；0.1～10份的稀土元素的鹽；1～5份的銅緩蝕劑；以鋅離子計(jì)，0～3份的鋅鹽。
本發(fā)明所說的中央空調(diào)冷卻水是指其循環(huán)冷卻水。
在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，該復(fù)合水處理劑包括下列重量份數(shù)的組分3～7份的聚環(huán)氧琥珀酸；2～5份的膦酸鹽；以鉬酸根離子計(jì)，3～8份的鉬酸鹽；1～2份的稀土元素的鹽；1～2份的銅緩蝕劑；以鋅離子計(jì)，1份的鋅鹽。
其中，本發(fā)明所說的聚環(huán)氧琥珀酸是一種無磷、非氮并具有良好生物降解性的綠色水處理劑，具有很強(qiáng)的抗堿性，與氯的相容性好，阻垢性能不受氯濃度的影響，由于在結(jié)構(gòu)中引入了氧原子，從而使聚環(huán)氧琥珀酸更容易生成穩(wěn)定的五元環(huán)螯合物。根據(jù)《水處理化學(xué)品手冊(cè)》(何鐵林主編，化學(xué)工業(yè)出版社，2000年5月第一版)的推薦，本發(fā)明優(yōu)選的聚環(huán)氧琥珀酸的分子量為400～800道爾頓，因該范圍內(nèi)的PESA阻垢性能最好。
上述的膦酸鹽即指有機(jī)膦酸和膦羧酸化合物，其是一類陰極型緩蝕劑，又是一類非化學(xué)當(dāng)量阻垢劑，具有明顯的溶限效應(yīng)，它們對(duì)許多金屬離子(如鈣、鎂、銅、鋅等)具有優(yōu)異的螯合能力，甚至對(duì)這些金屬的無機(jī)鹽類如硫酸鈣、碳酸鈣、硅酸鈣、硅酸鎂等也有較好的去活化作用，含磷量低且能起到穩(wěn)定鋅鹽的作用。本發(fā)明的膦酸鹽選自氨基三甲叉膦酸(ATMP)、乙二胺四甲叉膦酸(EDTMP)、1-羧基次乙基-1，1-二膦酸(HEDP)，2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)及其鹽，如鉀鹽、鈉鹽和銨鹽等中的一種或幾種，本發(fā)明優(yōu)選2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸。
其中PESA與PBTCA復(fù)配可以達(dá)到高效的阻垢性能，彌補(bǔ)了單獨(dú)使用PBTCA含磷量高的缺陷。
上述的鉬酸鹽可為任何含有鉬酸根離子(MoO42-)的化合物，其經(jīng)化學(xué)測(cè)試屬于陽極型緩蝕劑，可以在鐵陽極上生成鐵-氧化鐵-鉬氧化物的絡(luò)合型鈍化膜，從而具有緩蝕效果。本發(fā)明的鉬酸鹽優(yōu)選鉬酸銨或鉬酸鈉。
本發(fā)明中添加的稀土類物質(zhì)與以上藥劑復(fù)配時(shí)具有很好的協(xié)同增效作用，參與鋼鐵表面的成膜反應(yīng)，能在鋼鐵表面形成致密的稀土元素轉(zhuǎn)化膜，防止其腐蝕，進(jìn)而降低其他藥劑的投加濃度，大大提高復(fù)合藥劑的緩蝕性能，ECH稀土元素同時(shí)具有用量少，適用水質(zhì)范圍廣泛等特點(diǎn)。本發(fā)明選用稀土元素的鹽，其中稀土元素優(yōu)選自鑭系元素，如鈰、鑭及鐠等；其鹽可為任何含有上述稀土元素離子的化合物，優(yōu)選其硝酸鹽。
至于上述銅緩蝕劑是指能在銅表面形成保護(hù)膜，從而有效防止銅材料的腐蝕的物質(zhì)。其可為現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何銅緩蝕劑，例如氮唑類物質(zhì)，如苯并三氮唑(BTA)、巰基苯并噻唑(MBT)或其鈉鹽以及甲基苯并三唑(TTA)或其混合物等，本發(fā)明優(yōu)選苯并三氮唑。
本發(fā)明的鋅鹽是指任何含鋅離子(Zn2+)的化合物，其是一種陰極型緩蝕劑，能在水介質(zhì)的金屬表面快速的成膜，與金屬表面的陰極區(qū)產(chǎn)生的OH-快速的形成氫氧化鋅沉淀物，抑制陰極反應(yīng)；而且與有機(jī)膦酸鹽復(fù)配能使鋅鹽穩(wěn)定，增大使用pH臨界值。該鋅鹽選自氯化鋅、硫酸鋅及其水合物，如一水或七水合硫酸鋅等。
上述本發(fā)明配方的水處理劑在正常處理時(shí)使用，其制備方法為一種常規(guī)的物理混合方法，使用時(shí)將上述各種份數(shù)物料置于1000000份水中，攪拌混合均勻即可。
本發(fā)明的中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑具有以下優(yōu)點(diǎn)①協(xié)同效應(yīng)明顯，PESA用量很低時(shí)就可完全抑制碳酸鈣的生成；②阻垢、緩蝕性能優(yōu)異，與氯的相容性好，阻垢性能不受氯濃度的影響，從而適用于高溫、高堿、高氯根及高pH值的“四高”水質(zhì)；③低磷、環(huán)保型配方，可大大降低排放磷含量；④提高鋅鹽的穩(wěn)定性，與鋅鹽復(fù)配增效明顯；⑤本發(fā)明使用的稀土元素屬低毒物質(zhì)，對(duì)人畜無害，對(duì)環(huán)境無污染，在我國具有豐富的資源，占世界稀土資源的80％，開發(fā)稀土元素在水處理中的應(yīng)用范圍，對(duì)于發(fā)展我國的稀土事業(yè)具有非常積極的意義。
具體實(shí)施例方式
為了更好理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，但本發(fā)明不受其限制。
實(shí)施例1復(fù)合水處理劑的制備將5mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，8mg鉬酸鈉(以MoO42-計(jì))，5mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，2mg苯并三氮唑(BTA)，1mg硝酸鈰，1mg ZnSO4·H2O(以Zn2+計(jì))和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
實(shí)施例2復(fù)合水處理劑的制備將7mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，5mg鉬酸鈉(以MoO42-計(jì))，2mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，1mg苯并三氮唑(BTA)，1mg硝酸鑭，1mg ZnSO4·H2O(以Zn2+計(jì))和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
實(shí)施例3復(fù)合水處理劑的制備將3mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，5mg鉬酸鈉(以MoO42-計(jì))，5mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，1mg苯并三氮唑(BTA)，1mg硝酸鐠，1mg ZnSO4·7H2O(以Zn2+計(jì))和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
實(shí)施例4復(fù)合水處理劑的制備將5mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，3mg鉬酸鈉(以MoO42-計(jì))，5mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，1mg甲基苯并三唑(TTA)，2mg硝酸鑭，1mg氯化鋅(以Zn2+計(jì))和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
實(shí)施例5復(fù)合水處理劑的制備將1mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，4mg鉬酸鈉(以MoO42-計(jì))，5mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，1mg MBT，10mg硝酸鈰和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
實(shí)施例6
復(fù)合水處理劑的制備將10mg聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)，1mg鉬酸銨(以MoO42-計(jì))，1mg 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)，5mg甲基苯并三唑(TTA)，0.1mg硝酸鐠和1L水置于攪拌容器中混合均勻，即為本發(fā)明的正常水處理劑。
對(duì)照實(shí)施例去除硝酸鈰，余同實(shí)施例1的配方。
上述實(shí)施例中的各組分均是常規(guī)市售產(chǎn)品，其中PESA分子量為400～800，而且其中的PBTCA可由上述其它膦酸鹽替代。
為說明上述本發(fā)明實(shí)施例對(duì)中央空調(diào)循環(huán)冷卻水的緩蝕、阻垢效果，下面用效果實(shí)施例來進(jìn)一步說明之，其中，下述實(shí)驗(yàn)水質(zhì)為模擬中央空調(diào)冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中濃縮倍數(shù)3～5倍時(shí)的上海自來水水質(zhì)。
效果實(shí)施例1 A3碳鋼對(duì)比腐蝕試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)水質(zhì)Ca2+400mg/L(以CaCO3計(jì))，HCO3-350mg/L(以CaCO3計(jì))，pH＝8.5。
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18175-2000，采用上述實(shí)施例1～6及對(duì)照實(shí)施例的復(fù)合水處理劑和實(shí)驗(yàn)水質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)，在恒溫水浴鍋中，40℃±1℃，轉(zhuǎn)速75轉(zhuǎn)/分，運(yùn)行72小時(shí)進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表

效果實(shí)施例2 靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)水質(zhì)Ca2+(CaCO3計(jì))500mg/L，Mg2+＝240mg/L，HCO3-(以CaCO3計(jì))350mg/l，pH＝8.6。
參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16632-1996，采用上述實(shí)施例4及對(duì)照實(shí)施例的復(fù)合水處理劑和實(shí)驗(yàn)水質(zhì)進(jìn)行靜態(tài)阻垢試驗(yàn)，在恒溫水浴鍋中，80℃±1℃。恒溫10小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見下表

效果實(shí)施例3 紫銅腐蝕試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)水質(zhì)Ca2+320mg/L(以CaCO3計(jì))，Mg2+50mg/L(以CaCO3計(jì))，HCO3-320mg/L(以CaCO3計(jì))，pH＝8.4。
參照旋轉(zhuǎn)掛片法，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18175-2000，采用上述實(shí)施例1配方及對(duì)照實(shí)施例的復(fù)合水處理劑和水質(zhì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕試驗(yàn)，在控溫水浴鍋中，40℃±1℃。恒溫72小時(shí)，轉(zhuǎn)速75轉(zhuǎn)/分。結(jié)果見下表

權(quán)利要求
1.一種中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑，其包括下列重量份數(shù)的組分1～10份的聚環(huán)氧琥珀酸；1～10份的膦酸鹽；以鉬酸根離子計(jì)，1～10份的鉬酸鹽；0.1～10份的稀土元素的鹽；1～5份的銅緩蝕劑；以鋅離子計(jì)，0～3份的鋅鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于其包括下列重量份數(shù)的組分3～7份的聚環(huán)氧琥珀酸；2～5份的膦酸鹽；以鉬酸根離子計(jì)，3～8份的鉬酸鹽；1～2份的稀土元素的鹽；1～2份的銅緩蝕劑；以鋅離子計(jì)，1份的鋅鹽。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該膦酸鹽為2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸，該鉬酸鹽為鉬酸銨或鉬酸鈉。
4.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該稀土元素選自鑭系元素。
5.如權(quán)利要求4所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該鑭系元素選自鈰、鑭及鐠。
6.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該稀土元素的鹽為其硝酸鹽。
7.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該銅緩蝕劑選自苯并三氮唑、巰基苯并噻唑和甲基苯并三唑中的一種或幾種。
8.如權(quán)利要求7所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該銅緩蝕劑為苯并三氮唑。
9.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該鋅鹽選自氯化鋅、硫酸鋅及其水合物。
10.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合水處理劑，其特征在于該聚環(huán)氧琥珀酸的分子量為400～800道爾頓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中央空調(diào)冷卻水復(fù)合水處理劑，其包括下列重量份數(shù)的組分1～10份的聚環(huán)氧琥珀酸；1～10份的膦酸鹽；以鉬酸根離子計(jì)，1～10份的鉬酸鹽；0.1～10份的稀土元素的鹽；1～5份的銅緩蝕劑；以鋅離子計(jì)，0～3份的鋅鹽。本發(fā)明為低磷、環(huán)保型配方，阻垢、緩蝕性能優(yōu)異，且原料易得，開發(fā)了稀土元素在水處理中的應(yīng)用范圍，對(duì)于發(fā)展我國的稀土事業(yè)具有非常積極的意義。
文檔編號(hào)C02F5/14GK1880244SQ200510026890
公開日2006年12月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月17日
發(fā)明者王煒 申請(qǐng)人:王煒, 上海洗霸科技有限公司