专利名称：一种低磷高浓缩倍数循环水处理工艺方法
技术领域：
本发明属于循环冷却水处理技术领域，具体涉及一种低磷(P043_ < lmg/L)高浓缩 倍数循环水处理工艺方法。其中包括一种低磷(P043_ < lmg/L)缓蚀阻垢剂的制备方法并 将其应用于工业冷却水系统的高浓缩倍数循环冷却水系统水处理工艺。
背景技术：
现阶段，国内外企业工业循环冷却水处理工艺方法大多采用含磷较高的丙烯酸类 共聚物、丙烯酸磺酸类共聚物、膦羧酸类共聚物等作为循环水处理药剂，浓缩倍数大都在 3 5倍左右，水资源利用率整体还有很大的提升空间，并且水处理中磷含量偏高，造成了 环境的污染。随着社会的进步和人们环保意识的增强，低磷缓蚀阻垢剂的开发与应用越来 越受到人们的重视。以目前国内外常用的有机磷酸型缓蚀阻垢剂为例，磷排放将引起周围 水域的营养化而可能造成“赤潮”。在欧美、日本等一些国家，已提出了禁磷措施，如德国要 求磷(以P043_计)排放彡3mg/L0高浓缩倍数循环冷却水处理工艺方法是指循环冷却水的浓缩倍数达到5倍及以 上的水处理工艺方法。国际有关高浓缩倍数循环冷却水处理工艺方法的研究较为先进，早在二十世纪80 年代初就提出了通过提高浓缩倍数达到冷却水“零排放”的设想，但是均经过循环水旁路软 化处理、加酸处理或者补充水软化等方法，来提升浓缩倍数，达到循环水近“零排放”。例如 德国八个火电厂的循环冷却水处理，全部来用石灰软化——阻垢剂的处理方式，其浓缩倍 数达3 6，大部分为4，效果良好；澳大利亚南威尔士州的4X 660MW贝司握德电厂的循环 冷却水来用旁流处理，该厂水源取自含盐量很高的立德尔湖的湖水，先经石灰处理再经旁 流处理，循环水旁流处理设备——按循环水量的3%作为旁流处理量，采用降碱装置和反渗 透装置，使该厂达到废水零排放水准；美国火电厂的循环冷却水处理主要采用软化或旁滤 加药处理，其浓缩倍数多在3 3. 5，只有在美国西部火电厂采用石灰软化旁滤脱盐的复合 处理，其浓缩倍数可超过10。中国国内近年来有关工业冷却水处理工艺方法的研究亦有较大的发展，并用于工 程实施，但冷却水的循环倍数较国外先进技术相关比较低。鹤煤热电厂通过采用双流弱酸 软化处理和循环水投加阻垢缓蚀剂处理将循环水的浓缩倍数从2. 5提高到5. 5。内蒙古达 拉特电厂通过对循环水加酸处理和使用含磷较高的缓蚀阻垢剂应用于循环水处理中，将循 环水系统运行倍率由之前的3倍提高到目前的5左右。因此开发在低磷(Po/— < lmg/L)药剂条件下稳定运行的高浓缩倍数(8倍)水处 理工艺方法成为工业循环水处理的发展趋势。
发明内容
本发明为一种低磷高浓缩倍数循环水处理工艺方法；其特征在于1)低磷缓蚀阻垢剂的制备方法3
所述的低磷缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚环氧琥珀酸10 40%、苯并三氮唑 0. 2 3%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基 乙酸四元共聚物15 30%、柠檬酸三钠2 14%、次氮基三乙酸2 14%、乙二胺四乙酸 2 14%、硫酸锌1 10%，余量为水；具体制备步骤如下将聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺 基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物置于密闭或压力容器中，搅 拌条件下，控制反应温度的条件范围为40 70°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠、次 氮基三乙酸、乙二胺四乙酸，搅拌均勻，再加入硫酸锌、水，保持40 70°C，搅拌均勻至完全 溶解，得到淡黄色或无色的低磷(Po/— < lmg/L)缓蚀阻垢剂；
2)低磷高浓缩倍数循环水处理工艺将制备的低磷缓蚀阻垢剂应用于工业冷却水系统的循环冷却水系统水处理工艺； 所述的低磷P043_ < lmg/L缓蚀阻垢剂应用于江河水或者湖泊、地下水超低硬度腐蚀性水质 特点的水系；通过在补水中投加低磷缓蚀阻垢剂，补水中加药浓度为20 30mg/L ；使循环 水在高浓缩倍数5 8倍下稳定运行；现场缓蚀阻垢剂投加量通过总磷控制；其有益效果 在于循环水浓缩倍数控制在5 8倍；总磷以P043_计控制在0. 8 3. Omg/L ；循环水 中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于0. 075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0. 005mm/a、铜合金的腐 蚀率小于0. 005mm/a、粘附速率小于15mg/cm2 ·月、污垢热阻值小于3. 44X 10V · K/W、异 养菌数小于IX IO5个/mL。按照本发明所述的处理工艺方法，其进一步特征在于低磷缓蚀阻垢剂的制备方法所述的低磷P043_ < lmg/L缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚环氧琥珀酸15 30 %、苯并三氮唑0. 3 1. 5 %、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸/顺丁烯二酸酐 /2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物20 30%、柠檬酸三钠2 6 %、次氮基三乙酸2 6%、乙二胺四乙酸2 6%、硫酸锌1 5%，余量为水；具体制备步骤如下将聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺 基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物置于密闭或压力容器中，搅 拌条件下，控制反应温度的条件范围为50 60°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠、次 氮基三乙酸、乙二胺四乙酸，搅拌均勻，再加入硫酸锌、水，保持50 60°C，搅拌均勻至完全 溶解，得到淡黄色或无色的低磷PO43- < lmg/L缓蚀阻垢剂。
具体实施例方式实施例1、按以下重量百分比的物质制备缓蚀阻垢剂将聚环氧琥珀酸30%、苯并三氮唑0.2%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺 酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物20%置于密闭或压力容器中，搅拌 条件下，控制反应温度的条件范围为50 60°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠3%、 次氮基三乙酸4 %、乙二胺四乙酸6 %，搅拌均勻，再加入硫酸锌2 %、水34. 8 %，保持50 60°C，搅拌均勻至完全溶解，得到淡黄色的低磷(Po/—< lmg/L)缓蚀阻垢剂。
实施例2、按以下重量百分比的物质制备缓蚀阻垢剂将聚环氧琥珀酸25%、苯并三氮唑0.5%、丙烯酸/2-甲基_2_丙烯酰胺基丙磺 酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物25%置于密闭或压力容器中，搅拌 条件下，控制反应温度的条件范围为50 60°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠4%、 次氮基三乙酸4 %、乙二胺四乙酸4%，搅拌均勻，再加入硫酸锌3 %、水34. 5 %，保持50 60°C，搅拌均勻至完全溶解，得到淡黄色的低磷(Po/—< lmg/L)缓蚀阻垢剂。实施例3、按以下重量百分比的物质制备缓蚀阻垢剂将聚环氧琥珀酸20%、苯并三氮唑1. 0%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸 /顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物30%置于密闭或压力容器中，搅拌条 件下，控制反应温度的条件范围为50 60°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠6%、次 氮基三乙酸6%、乙二胺四乙酸3%，搅拌均勻，再加入硫酸锌4%、水30%，保持50 60°C， 搅拌均勻至完全溶解，得到淡黄色的低磷(Po/—< lmg/L)缓蚀阻垢剂。实施例4、按照本发明所述的低磷(P043_ < lmg/L)高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征 在于在低磷(PO43-< lmg/L)条件是实现循环冷却水高浓缩倍数稳定运行。本发明所述的 低磷(P043_ < lmg/L)缓蚀阻垢剂可应用于松花江和珠江等超低硬度腐蚀性水质特点的水 系。循环冷却水浓缩倍数控制在6倍时，补水中低磷缓蚀阻垢剂投加浓度为30mg/L，循环 水中总磷(以PO43-计)控制在2. 0 3. Omg/L。循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于 0. 075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0. 005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0. 005mm/a、粘附速率小 于15mg/cm2 ·月、污垢热阻值小于3. 44X 10_4m2 · K/W、异养菌数小于1 X IO5个/mL。实施例5、按照本发明所述的低磷(P043_ < lmg/L)高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征 在于在低磷(PO43-< lmg/L)条件是实现循环冷却水高浓缩倍数稳定运行。本发明所述的 低磷(P043_ < lmg/L)缓蚀阻垢剂可应用于松花江和珠江等超低硬度腐蚀性水质特点的水 系。循环冷却水浓缩倍数控制在7倍时，补水中低磷缓蚀阻垢剂投加浓度为25mg/L，循环 水中总磷(以PO43-计)控制在1. O 2. Omg/L。循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于 0. 075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0. 005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0. 005mm/a、粘附速率小 于15mg/cm2 ·月、污垢热阻值小于3. 44X 10_4m2K/W、异养菌数小于1 X IO5个/mL。实施例6、按照本发明所述的低磷(P043_ < lmg/L)高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征 在于在低磷(PO43-< lmg/L)条件是实现循环冷却水高浓缩倍数稳定运行。本发明所述的 低磷(P043_ < lmg/L)缓蚀阻垢剂可应用于松花江和珠江等超低硬度腐蚀性水质特点的水 系。循环冷却水浓缩倍数控制在8倍时，补水中低磷缓蚀阻垢剂投加浓度为20mg/L，循环 水中总磷(以PO43-计)控制在0. 8 1. Omg/L。循环水中碳钢挂片和试管的腐蚀率小于 0. 075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0. 005mm/a、铜合金的腐蚀率小于0. 005mm/a、粘附速率小 于15mg/cm2 ·月、污垢热阻值小于3. 44X 10_4m2 · K/W、异养菌数小于1 X IO5个/mL。权利要求
1.一种低磷高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征在于1)低磷缓蚀阻垢剂的制备方法所述的低磷缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚环氧琥珀酸10 40%、苯并三氮唑0.2 3%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元 共聚物15 30%、柠檬酸三钠2 14%、次氮基三乙酸2 14%、乙二胺四乙酸2 14%、 硫酸锌1 10%，余量为水；具体制备步骤如下将聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物置于密闭或压力容器中，搅拌条 件下，控制反应温度的条件范围为40 70°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠、次氮 基三乙酸、乙二胺四乙酸，搅拌均勻，再加入硫酸锌、水，保持40 70°C，搅拌均勻至完全溶 解，得到淡黄色或无色的低磷缓蚀阻垢剂；2)低磷高浓缩倍数循环水处理工艺将制备的低磷缓蚀阻垢剂应用于工业冷却水系统的循环冷却水系统水处理工艺；所述 的低磷缓蚀阻垢剂应用于江河水或者湖泊、地下水超低硬度腐蚀性水质特点的水系；通过 在补水中投加制备的低磷缓蚀阻垢剂，补水中加药浓度为20 30mg/L ；使循环水在高浓缩 倍数5 8倍下稳定运行；现场缓蚀阻垢剂投加量通过总磷控制；其有益效果在于循环水浓缩倍数控制在5 8倍；总磷以PO43-计控制在0. 8 3. Omg/L ；循环水中碳 钢挂片和试管的腐蚀率小于0. 075mm/a、不锈钢的腐蚀率小于0. 005mm/a、铜合金的腐蚀率 小于0. 005mm/a、粘附速率小于15mg/cm2 ·月、污垢热阻值小于3. 44X 10V · K/W、异养菌 数小于IX IO5个/mL。
2.按照权利要求1所述的处理工艺方法，其特征在于低磷缓蚀阻垢剂的制备方法所述的低磷缓蚀阻垢剂含有重量百分比的聚环氧琥珀酸15 30%、苯并三氮唑0.3 1. 5%、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四 元共聚物20 30 %、柠檬酸三钠2 6 %、次氮基三乙酸2 6 %、乙二胺四乙酸2 6 %、 硫酸锌1 5%，余量为水；具体制备步骤如下将聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙 磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物置于密闭或压力容器中，搅拌条 件下，控制反应温度的条件范围为50 60°C，控制压力为0. IMpa，加入柠檬酸三钠、次氮 基三乙酸、乙二胺四乙酸，搅拌均勻，再加入硫酸锌、水，保持50 60°C，搅拌均勻至完全溶 解，得到淡黄色或无色的低磷缓蚀阻垢剂。
全文摘要
本发明为一种低磷高浓缩倍数循环水处理工艺方法，其特征在于1)低磷缓蚀阻垢剂的制备方法加入聚环氧琥珀酸、苯并三氮唑、丙烯酸/2-甲基-2-丙烯酰胺基丙磺酸/顺丁烯二酸酐/2-羟基-2-磷酰基乙酸四元共聚物、柠檬酸三钠、次氮基三乙酸、乙二胺四乙酸、硫酸锌，余量为水；搅拌条件下，控制反应温度的条件范围为40～70℃，控制压力为0.1MPa，得到淡黄色或无色的低磷(PO43-＜1mg/L)缓蚀阻垢剂；2)低磷高浓缩倍数循环水处理工艺将所述的低磷PO43-＜1mg/L缓蚀阻垢剂应用于江河水或者湖泊、地下水超低硬度腐蚀性水质特点的水系；补水中加药浓度为20～30mg/L；使循环水在高浓缩倍数5～8倍下稳定运行。
文档编号C02F5/14GK102050526SQ20101054919
公开日2011年5月11日 申请日期2010年11月18日 优先权日2010年11月18日
发明者刘家节, 刘小东, 刘晔, 姚烨, 左鹏, 徐辉能, 李俊文, 杨业新, 梁明初, 王向明, 王晓伟, 衣龙欣, 郑书忠 申请人:中国海洋石油总公司, 中海油天津化工研究设计院