專利名稱：一種冬季取暖鍋爐水阻垢劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種冬季取暖鍋爐防止鍋爐腐蝕結(jié)垢的復(fù)合緩蝕阻垢劑。
背景技術(shù)：
鍋爐是企業(yè)、事業(yè)、社會(huì)服務(wù)、家庭等單位生產(chǎn)和生活上不可缺少的熱力設(shè)備，其分布廣、數(shù)量多，在工業(yè)生產(chǎn)還是人民生活中都發(fā)揮著重要的作用。特別是隨著我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化進(jìn)程的加快，與生產(chǎn)生活密切相關(guān)的工業(yè)鍋爐及熱水鍋爐采暖系統(tǒng)規(guī)模也增長迅速。為了保證鍋爐長期、安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，除了正確的鍋爐運(yùn)行操作和維護(hù)外，鍋爐用水的質(zhì)量和處理方式更為重要，如果鍋爐用水水質(zhì)控制和處理不當(dāng)，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，就會(huì)在鍋爐內(nèi)部形成水垢。水垢不僅導(dǎo)熱能力差，會(huì)耗費(fèi)過多的燃料，影響經(jīng)濟(jì)效益，而且 會(huì)使鍋爐處于過熱狀態(tài)，就有發(fā)生鍋爐爆炸的危險(xiǎn)。為了阻止水垢的形成以及可能會(huì)出現(xiàn)的嚴(yán)重后果，控制水質(zhì)和正確進(jìn)行水質(zhì)處理非常重要。過去人們多用離子交換法和電滲析法進(jìn)行鍋爐水的爐外處理，取得了一定的效果，但這樣就增加了設(shè)備和運(yùn)行投資以及維護(hù)費(fèi)用，同時(shí)由于設(shè)備和人員素質(zhì)差異以及化學(xué)監(jiān)督不到位等原因，給水雖經(jīng)過爐外軟化處理，結(jié)垢還是會(huì)發(fā)生。為了提高鍋爐給水質(zhì)量，降低水處理費(fèi)用，減少廢水排放，近年來在鍋爐給水處理中以出現(xiàn)了直接添加化學(xué)阻垢緩蝕劑等多種水處理劑的辦法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的爐外水處理工藝，能有效地提高鍋爐給水質(zhì)量，保證運(yùn)行安全，而且經(jīng)濟(jì)，因而被廣泛采用。目前常用的水處理劑主要是化學(xué)合成的羧酸聚合物、羧基羥基化合物、有機(jī)磷酸鹽以及無機(jī)磷酸鹽等復(fù)配的磷系產(chǎn)品，這類產(chǎn)品投入水體環(huán)境中不易降解，磷會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，可使水質(zhì)富營養(yǎng)化，滋生大量的藻類和微生物，使水質(zhì)不斷惡化?，F(xiàn)在國內(nèi)外常用的緩釋阻垢劑均為磷系配方，這些磷類化合物最終都將作為廢物排掉。隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國家已經(jīng)對(duì)磷的使用有了限制，因此，開發(fā)無磷或者低磷的綠色環(huán)保型阻垢劑，現(xiàn)已成為過內(nèi)外研究的重要課題。本發(fā)明在調(diào)研國內(nèi)外復(fù)配型水處理劑最新研究成果和經(jīng)驗(yàn)后，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，成功開發(fā)出一種冬季取暖鍋爐水阻垢劑，該阻垢劑含羧酸基、膦酸基等多種活性基團(tuán)，同時(shí)具有防垢和緩蝕兩種性能，是性能優(yōu)異的復(fù)合型阻垢劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低磷、性能優(yōu)異的用于鍋爐水處理的復(fù)合緩蝕阻垢劑。本發(fā)明提出的用于鍋爐水處理的復(fù)合緩蝕阻垢劑，由下述成分組成聚天冬氨酸(PASP)、2_膦基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)、1，2-二胺基環(huán)己烷四乙酸(DCyTA)、丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物(AA-AA-MA)、膦?；u基乙酸(HPAA)、氫氧化鈉和水組成。
本發(fā)明提出的用于鍋爐水處理的復(fù)合緩蝕阻垢劑其各組分按質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸35 40%、2-膦基丁烷-I，2，4-三羧酸18 28 %、I，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸15 20%、丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物15 20%、膦?；u基乙酸10 20%;其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。配方中的聚天冬氨酸(PASP)是一種水溶性聚合物，是一種新型綠色水處理劑，具有無磷、無毒、無公害和可完全生物降解的特性。對(duì)離子有極強(qiáng)的螯合能力，具有緩釋和阻垢雙重功效，對(duì)碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、磷酸鈣等成垢鹽具有良好的阻垢效果，PASP同時(shí)具有分散作用并可有效防止金屬設(shè)備的腐蝕。在高硬度、高堿度、高PH、高濃縮倍數(shù)系統(tǒng)中表現(xiàn)卓越，阻垢效果優(yōu)于常用的含膦阻垢劑，PASP與PBTCA復(fù)配后有顯著的協(xié)同增效作用。配方中的2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTCA)含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的結(jié)構(gòu)特性，具有良好的阻垢和緩蝕性能，優(yōu)于常用的有機(jī)膦酸，特別在高溫下阻垢性能遠(yuǎn)優(yōu)于常用的有機(jī)膦酸，能提高鋅的溶解度，耐氯的氧化性能好，復(fù)配協(xié)同性好，是鋅鹽的優(yōu)良穩(wěn)定劑。用于高溫、高硬、高堿及需要高濃縮倍數(shù)下運(yùn)行的場(chǎng)合。配方中的1，2-二胺基環(huán)己烷四乙酸(DCyTA)是一種高效螯合劑，與EDTA、DTPA,·EGTA、HEDTA這些常用螯合劑相比，與各種金屬離子的絡(luò)合能力其絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)是最大的，尤其對(duì)鈣、鎂、鋇、鍶、鐵、鋁、銅等離子的穩(wěn)定常數(shù)比其它絡(luò)合劑大出很多。配方中的丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物(AA-AA-MA)是由丙烯酸、丙烯酸甲酯、馬來酸酐三種物質(zhì)按一定比例共聚而成，無磷，無毒，無污染，尤其對(duì)水中的鋇離子具有非常良好的阻垢效果。配方中的膦?；u基乙酸(HPAA)化學(xué)穩(wěn)定性好，不易水解，不易被酸堿所破壞，使用安全可靠，無毒無污染，能提高鋅的溶解度，具有極強(qiáng)的緩釋作用，緩釋性能比HEDP、EDTMP高5 8倍。本發(fā)明提出的用于處理鍋爐水的復(fù)合緩蝕阻垢劑中的各組分均為市售產(chǎn)品，而且以一定比例的水溶液存在，復(fù)配時(shí)，只需將各組分按給定的比例依次加入一個(gè)容器里，升溫至50°C左右攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所需產(chǎn)品。本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑具有以下優(yōu)點(diǎn)(I)由于選用了 2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸高效緩蝕阻垢劑和有機(jī)膦羧酸阻垢分散劑在內(nèi)的多種組分復(fù)配，使該復(fù)合緩蝕阻垢劑能在較低的添加量下具有優(yōu)異的緩蝕和阻垢性能，可以有效解決鍋爐水結(jié)垢對(duì)設(shè)備和管線嚴(yán)重腐蝕(2)本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑選定的組分容易復(fù)配，穩(wěn)定性好；(3)本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑處理鍋爐水時(shí)可以直接將其加入系統(tǒng)管網(wǎng)中，從而使水處理操作簡單，管理容易；(4)本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑由于不含無機(jī)磷酸鹽，可以減少水體富營養(yǎng)污染，使用本發(fā)明的復(fù)合緩蝕阻垢劑有利于環(huán)境保護(hù)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I取18mL聚天冬氨酸、12mL2_膦基丁烷-I，2，4_三羧酸、IOmLl，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸、IOmL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、SmL膦酰基羥基乙酸、5mL去離子水分別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所需
女口
廣叩ο
實(shí)施例2取20mL聚天冬氨酸、12mL2_膦基丁烷-I，2，4_三羧酸、12mLl，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸、IOmL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、SmL膦?；u基乙酸、5mL去離子水分別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所需產(chǎn)品。實(shí)施例3 取18mL聚天冬氨酸、10mL2-膦基丁烷-I，2，4_三羧酸、12mLl，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸、12mL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、IOmL膦?；u基乙酸、5mL去離子水分 別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所
需廣品。實(shí)施例4取20mL聚天冬氨酸、10mL2-膦基丁烷-I，2，4_三羧酸、IOmLl，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸、SmL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、SmL膦?；u基乙酸、5mL去離子水分別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所需
女口
廣叩ο實(shí)施例5取18mL聚天冬氨酸、8mL2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸、10mLl，2-二胺基環(huán)己烷四乙酸、IOmL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、IOmL膦?；u基乙酸、5mL去離子水分別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所
需廣品。實(shí)施例6取20mL聚天冬氨酸、15mL2_膦基丁烷-I，2，4_三羧酸、8mLl，2- 二胺基環(huán)己烷四乙酸、15mL丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、SmL膦?；u基乙酸、5mL去離子水分別加入到一定體積的容器中，升溫至50°C攪拌均勻后，用50% NaOH溶液調(diào)至近中性即得所需
女口
廣叩ο實(shí)施例7阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)依據(jù)GB/T16632-2008和GB/T22626-2008分別對(duì)碳酸鈣、磷酸鈣進(jìn)行了靜態(tài)阻垢性能測(cè)試，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-93對(duì)硫酸鋇和硫酸鍶進(jìn)行了靜態(tài)阻垢性能測(cè)試。本發(fā)明所制備的復(fù)合緩蝕阻垢劑，對(duì)CaCO3的阻垢效果最好，當(dāng)阻垢劑加入量8mg/L時(shí)阻垢率都在95%以上，對(duì)Ca3(PO4)2、BaSO4和SrSO4的阻垢效果也不錯(cuò)，阻垢劑加入量8mg/L時(shí)阻垢率都在90%以上。使用方法阻垢劑用量為5 20mg/L，使用時(shí)將阻垢劑產(chǎn)品配成10%水溶液，根據(jù)水質(zhì)中的各種離子的含量確定具體投放量，根據(jù)生產(chǎn)工藝選取合適的投放點(diǎn)。本人根據(jù)配方配制了一定量的產(chǎn)品，為我省夏津縣一家單位的鍋爐進(jìn)行了試用，與他們以前用的進(jìn)口的產(chǎn)品相比，效果很好。
權(quán)利要求
1.ー種用于處理冬季取暖鍋爐水的復(fù)合緩蝕阻垢劑，由下述組分組成聚天冬氨酸、2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸、1，2- ニ胺基環(huán)己烷四こ酸、丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物、膦?；u基こ酸組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種用于處理冬季取暖鍋爐水的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征在于各組分按質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸35 40 %、2-膦基丁烷-I，2，4-三羧酸18 28 %、1，2-ニ胺基環(huán)己烷四こ酸15 20%、丙烯酸-丙烯酸甲酷-馬來酸酐共聚物15 20%、膦?；u基こ酸10 20% ;氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，各組分含量之和為百分之百。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理冬季取暖鍋爐水的復(fù)合緩蝕阻垢劑，其特征是該阻垢劑是一種復(fù)合型阻垢劑，其中各組分按質(zhì)量百分比為聚天冬氨酸35～40％、2-膦基丁烷-1，2，4-三羧酸18～28％、1，2-二胺基環(huán)己烷四乙酸15～20％、丙烯酸-丙烯酸甲酯-馬來酸酐共聚物15～20％、膦酰基羥基乙酸10～20％；氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。本發(fā)明還公開了這種復(fù)合型阻垢劑的制備方法。本發(fā)明制備的阻垢劑對(duì)CaCO3、Ca3(PO4)2、BaSO4和SrSO4垢有優(yōu)異的阻垢效果，本產(chǎn)品用于處理鍋爐用水，方法簡單，效果好。
文檔編號(hào)C02F5/14GK102838216SQ20121034416
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者許崇娟, 李慧芝, 莊海燕, 戚玉華, 盧燕 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)