本发明涉及一种高倍浓缩液，具体涉及一种煤气化用高效灰水阻垢分散剂浓缩液及其制备方法。
背景技术：
煤气化工艺中含有大量细渣和溶解性气体的黑水从气化炉和洗涤塔出来，进入闪蒸系统或者蒸发热水塔，进行渣水分离和热量回收。在采用蒸发热水塔工艺时，来自气化炉、旋分分离器及水洗塔底部的黑水分别经过减压进入蒸发热水塔下部蒸发室。在蒸发室中一部分水蒸发为蒸汽，底部的黑水经液位控制，依靠重力送至静态混合器，与絮凝剂混合后流入澄清槽。澄清槽上部澄清液溢流至灰水槽，形成灰水。
灰水系统中温差比较大，水质复杂，含有杂质多，在高温热水泵入口、灰水换热器、大黑水管线等部位极易产生结垢。为防止结垢现象，使系统稳定运行，需加入灰水分散剂，以实现水系统的循环利用。
目前使用的灰水分散剂基本添加量多，适用性差，易沉降，导致管道、设备较快结垢，装置运行周期短，造成一定的经济损失。如何改进煤气化灰水分散剂的生产方法，提高经济性、适应性，降低使用成本，是目前亟需解决的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于提供一种煤气化高效灰水分散剂浓缩液及其制备方法，应用于灰水系统添加量少、阻垢率高、配伍性好、作用周期长、运输成本低。
本发明的技术方案如下所示：
一种高效灰水分散剂高倍浓缩液，包括以下质量分数的成分：5～10％的2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、10～20％的改性聚天冬氨酸、3～7％的多元共聚物、2～4％的磺酸盐活性剂、5～10％的非离子表面活性剂、2～8％的改性醇酯混合物，以100％计，其余为水。2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸含膦量低，具有优良的阻垢缓蚀性能，耐高温、耐氯氧化，尤其适合高温、高硬、可在灰水高浓缩倍数下运行。
进一步的，所述改性醇酯混合物的制备方法为：向质量分数为3～5％的羧酸溶液中加入海藻酸钠粉剂，混合均匀，然后在温度为70～100℃的条件下加入质量分数为10～40％丙二醇溶液，恒温6-10小时，冷却后加入异丙醇，混合均匀即得。
进一步的，所述羧酸溶液中羧基、海藻酸钠、丙二醇、异丙醇的摩尔数之比依次为：1:(1～1.6):(0.8～1):(0.3～0.6)。
进一步的，所述非离子表面活性剂为np-40和九乙二醇单十二醚按质量比(10～12):1组成。
进一步的，所述改性聚天冬氨酸为羟基化聚天冬氨酸或磺基化聚天冬氨酸中的一种。现有技术详见：张苯.含磺酸基、羟基和芳香杂环聚天冬氨酸接枝物的制备及阻垢缓蚀性能研究[d].河南大学,2014.
进一步的，所述多元共聚物为丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐中的一种。多元共聚物可使灰水分散剂与系统水质中残留絮凝剂产生良好的配伍效果，增强阻垢效果，水质稳定。
进一步的，所述磺酸盐活性剂为高分子木质素磺酸盐、重烷基苯磺酸盐中一种。
本发明还公开了上述高效灰水分散剂高倍浓缩液的制备方法，将2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、改性聚天冬氨酸、多元共聚物、磺酸盐活性剂、非离子表面活性剂、改性醇酯混合物和水进行高速搅拌，然后在温度为100-160℃的条件恒温2-4小时，冷却后用5um滤芯过滤即得。
所述灰水分散剂高倍浓缩液，浓缩倍数为三倍，有效活性成分含量高，作用时间长，具有投加量浓度低，运输成本低等优点；
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明添加了非离子表面活性剂和改性醇酯混合物，这两种成分和其他现有阻垢剂配伍可以增加阻垢效果，降低灰水系统排污率，平均排污率为8～10％。
2、本发明制得的高效灰水分散剂高倍浓缩液可以使灰水内各成分呈现分散均匀，悬浮不沉淀的稳定状态，降低灰水系统排污率。
3、本发明制得的高效灰水分散剂浓缩液，含磷量低，满足环保要求。系统投加量少，投加浓度为10～30mg/l，远低于市面上一般分散剂投加量，同时阻垢作用时间长。通过各组分合理配伍，增强协同作用，具有优异的阻垢性能，可有效阻止灰水系统中碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等结垢，保障系统长期稳定运行。减少污水排放，提高灰水的重复利用率，节约水源。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明做进一步的说明，使本领域技术人员更加理解本发明技术方案。
实施例1一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
包括以下质量分数的成分：8％的2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、15％的羟基化聚天冬氨酸、5％的丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、3％的高分子木质素磺酸盐、8％的非离子表面活性剂、5％的改性醇酯混合物，以100％计，其余为水；
所述改性醇酯混合物的制备方法为：向质量分数为4％的羧酸溶液中加入海藻酸钠粉剂，混合均匀，然后在温度为850℃的条件下加入质量分数为25％丙二醇溶液，恒温8小时，冷却后加入异丙醇，混合均匀即得，其中羧酸溶液中羧基、海藻酸钠、丙二醇、异丙醇的摩尔数之比依次为：1:(1.3):(0.9):(0.5)；
所述非离子表面活性剂为np-40和九乙二醇单十二醚按质量比11:1组成；
上述高效灰水分散剂高倍浓缩液的制备方法：将2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、改性聚天冬氨酸、多元共聚物、磺酸盐活性剂、非离子表面活性剂、改性醇酯混合物和水进行高速搅拌，然后在温度为130℃的条件恒温3小时，冷却后用5um滤芯过滤即得。
实施例2一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
包括以下质量分数的成分：10％的2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、10％的、7％的丙烯酸-丙烯酸酯-膦酸-磺酸盐、2％的重烷基苯磺酸盐、10％的非离子表面活性剂、2％的改性醇酯混合物，以100％计，其余为水；
所述改性醇酯混合物的制备方法为：向质量分数为5％的羧酸溶液中加入海藻酸钠粉剂，混合均匀，然后在温度为70℃的条件下加入质量分数为40％丙二醇溶液，恒温6小时，冷却后加入异丙醇，混合均匀即得，其中羧酸溶液中羧基、海藻酸钠、丙二醇、异丙醇的摩尔数之比依次为：1:(1.6):(0.8):(0.6)；
所述非离子表面活性剂为np-40和九乙二醇单十二醚按质量比(10):1组成；
上述高效灰水分散剂高倍浓缩液的制备方法：将2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、改性聚天冬氨酸、多元共聚物、磺酸盐活性剂、非离子表面活性剂、改性醇酯混合物和水进行高速搅拌，然后在温度为160℃的条件恒温2小时，冷却后用5um滤芯过滤即得。
实施例3一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
包括以下质量分数的成分：5％的2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、20％的磺基化聚天冬氨酸、3％的丙烯酸-丙烯酸酯-磺酸盐、4％的磺酸盐活性剂、5％的非离子表面活性剂、8％的改性醇酯混合物，以100％计，其余为水；
所述改性醇酯混合物的制备方法为：向质量分数为3％的羧酸溶液中加入海藻酸钠粉剂，混合均匀，然后在温度为100℃的条件下加入质量分数为10％丙二醇溶液，恒温10小时，冷却后加入异丙醇，混合均匀即得，其中羧酸溶液中羧基、海藻酸钠、丙二醇、异丙醇的摩尔数之比依次为：1:(1):(1):(0.3)；
所述非离子表面活性剂为np-40和九乙二醇单十二醚按质量比(12):1组成；
上述高效灰水分散剂高倍浓缩液的制备方法：将2-膦酸丁烷-1,2,4三羧酸、改性聚天冬氨酸、多元共聚物、磺酸盐活性剂、非离子表面活性剂、改性醇酯混合物和水进行高速搅拌，然后在温度为100℃的条件恒温4小时，冷却后用5um滤芯过滤即得。
对比例1一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
与实施例1的区别是：将改性醇酯混合物替换为质量分数3％的海藻酸钠溶液。
对比例2一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
与实施例1的区别是：将改性醇酯混合物替换为改性酯混合物，其中改性酯混合物的制备方法为：向质量分数为3％的羧酸溶液中加入海藻酸钠粉剂，混合均匀，然后在温度为100℃的条件下加入质量分数为10％丙二醇溶液，恒温10小时，冷却即得，其中羧酸溶液中羧基、海藻酸钠、丙二醇的摩尔数之比依次为：1:1:1。
对比例3一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
与实施例1的区别是：将非离子表面活性剂替换为阴离子表面活性剂-脂肪醇硫酸钠。
对比例4一种高效灰水分散剂高倍浓缩液
与实施例1的区别是：所述非离子表面活性剂为np-40和九乙二醇单十二醚按质量比1:1组成；
试验例1
试验对象：实施例1-3与对比例1-4制得的高效灰水分散剂高倍浓缩液；
试用条件：本发明高效灰水分散剂浓缩液可广泛地适用于温度小于300度、压力小于6mpa、硬度加碱度小于20000mg/l，氯离子小于1000mg/l，ph6.8～9.5，浊度小于50ntyu的高温灰水水质中。作为高温灰水阻垢分散药剂，在灰水中投加浓度为10～30mg/l，灰水中控制膦酸盐(以po43-计)小于5mg/l。
试验方法：静态阻垢分散试验：取类似煤化工现场灰水5l，将高效灰水分散剂高倍浓缩液投放在灰水中投加浓度为20mg/l，取样分析钙离子和浊度，计算阻垢率。如表1所示：
表1实施例1-3与对比例1-4阻垢率
从表1中可以看出，本发明具有良好的阻垢效果，其中实施例1-3制得的高效灰水分散剂高倍浓缩液阻垢效果明显高于对比例1-4，本发明配方成分建相互配伍，不可替代。