一种无磷阻垢剂的制备方法及其过滤装置与流程

本发明属于阻垢剂的制备技术领域，具体涉及一种无磷阻垢剂的制备方法及其过滤装置。

背景技术：

随着现在科技的不断发展，我国在近些年的挤出工业也得到了快速发展，工业设备在使用过程中，特别是一些换热设备、锅炉设备，一般会长时间接触碱性的水质，这种碱性水质在设备中长时间运转，会残留水垢于设备上，如不及时清理会影响换热设备、锅炉等设备的正常运行，缩短设备的实际使用寿命，甚至会造成严重的工业生产安全。

阻垢剂的主要成分是弱酸，溶于水后与水中重金属离子络合和螯合能力强，逐渐与水垢中的重金属离子形成粘度小、流动性强的水渣排出，从而有效避免水垢在设备表面堆积成型，降低老水垢与金属接触面的附着力而使老垢脱落。

市场上销售的阻垢剂品种繁多，一般在阻垢剂中添加的氢氟酸、草酸等有毒物质，这种阻垢剂一旦使用不慎会对使用者造成身体伤害；还有些阻垢剂中添加柠檬酸等物质，这种虽然没有较大毒性，但是在实际使用过程中，柠檬酸的酸性过小，会与水垢的其他离子形成新的沉淀，造成二次水垢的形成，不利于水垢的有效清除。

磷酸作为弱酸，也常被应用在阻垢剂中，同时含有磷酸的阻垢剂将水垢中的三价铁离子氧化为二价铁离子，而二价铁离子与磷酸形成磷酸亚铁不会沉淀，会随水流直接排除，阻垢效果明显，但是大量的磷酸离子在水中富集，会导致被排除的污水中产生富营养化现象，给环境造成二次污染。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种无磷阻垢剂的制备方法及其过滤装置，解决了现有技术中阻垢时采用大量的磷酸离子在水中富集，会导致被排除的污水中产生富营养化现象，给环境造成二次污染。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种无磷阻垢剂的制备方法，其无磷阻垢剂包括组分a和组分b，所述组分a的重量份组成：丙烯酸甲酯10-15份、木质酸纤维素5-8份、乌洛托品4-8份、三乙醇胺1-3份、聚环氧琥珀酸盐8-15份；所述组分b的重量份组成：水解聚马来酸酐15-18份、羟基乙酸18-25份、聚乳酸0.3-0.7份、偏硅酸钠0.1-0.3份；

无磷阻垢剂的制备方法包括以下步骤：

s1、将组分a中的乌洛托品、聚环氧琥珀酸盐按重量份称取，并向称取后的原料中加入2-3倍重量份的去离子水，随后置于水浴锅中加热溶解，并控制水浴加热的温度为55-60℃，获得第一溶液；

s2、将第一溶液的水浴温度降至42-45℃，并按重量份按顺序依次加入组分b中的水解聚马来酸酐、羟基乙酸、聚乳酸、偏硅酸钠，随后水浴升温至48-50℃，继续搅拌3-4h，获得第二溶液；

s3、将第二溶液趁热通过过滤装置进行过滤操作，操作时过滤机构加压至200-300mpa，获得过滤液c；

s4、在过滤液c中添加重量份的丙烯酸甲酯、木质酸纤维素混合，随后蒸发至浓缩液，获得无磷阻垢剂。

进一步的，所述s1中水浴时间为1-2h。

进一步的，所述s1在水浴加热时，采用搅拌机构不断搅拌组分a物质，至其完全溶解。

进一步的，所述过滤液c获得后先向溶液中加入盐酸调节ph至2-3，再添加丙烯酸甲酯、木质酸纤维素混合。

进一步的，所述s4中获得的无磷阻垢剂的极限黏数为0.15-0.2dl/g。

进一步的，所述无磷阻垢剂通过5-6倍的水进行稀释，搅拌均匀后至稀释液的ph至4.5-5。

所述的无磷阻垢剂的制备方法的过滤装置，包括第一管道、第二管道、以及过滤件，所述第一管道、第二管道所在的两端部分别设有法兰件，所述过滤件置于第一管道、第二管道之间位置，并通过法兰件锁紧连接；

所述第一管道与第二管道相对的法兰件内侧边向内凹陷，并使过滤件的外周沿嵌装于所述法兰件的内侧，所述过滤件包括外周的套环和设置在套环中心的过滤片；

所述第一管道的中心轴向设置有螺旋传送杆，将第二溶液从第一管道的一端传输至过滤件所在的另一端；

所述第二管道的中心设置有格栅挡板，并在第二管道远离过滤件的一端开设有装置定位挡板，同时贯穿格栅挡板与定位挡板开设有阵列分布的通道孔，所述通道孔上贯穿固定有过滤管；

所述过滤管的一端为封闭，另一端为敞开，同时过滤管封闭的一端置于第二管道靠近过滤件的一端，所述过滤管敞开的一端固定有套口，并在套口所在的表面设置有定位块，所述套口固定于所述定位挡板的通道孔上。

进一步的，所述第一管道与第二管道相对的法兰件内侧边设置有向第一管道或第二管道中心指向的凸起，同时过滤件的套环外周沿开设有凹口，并使凹口与法兰件的凸起相适配。

进一步的，所述过滤管的外部为过滤网，并在过滤网所在的内壁设置有用于固定的固定支架，同时固定支架由环形和条形组合而成。

本发明的有益效果：

1、本发明无磷除垢剂的阻垢率达到99.2％以上，均达到国家的合格标准，同时除垢剂的原料中并未添加含磷原料，使得处理水中不含磷酸根，减少磷酸根对水体的污染。同时无磷阻垢剂需要进行加水稀释使用，可减少对设备件的过酸腐蚀，提高设备件的实际使用寿命。

2、本发明的过滤装置通过第一管道、第二管道以及过滤件的多次过滤操作，可实现对阻垢剂原料大分子颗粒物过滤，整个装置可实现制备过程的充分过滤，以便提高溶液的相对纯度，获得的阻垢剂质量更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的过滤装置整体结构示意图；

图2是本发明实施例的过滤装置展开状态结构示意图；

图3是本发明实施例的过滤装置的截面结构示意图；

图4是本发明实施例的过滤件结构示意图；

图5是本发明实施例的第二管道结构示意图；

图6是本发明实施例的过滤管结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明实施例提供一种无磷阻垢剂的制备方法，其无磷阻垢剂包括组分a和组分b，组分a的重量份组成：丙烯酸甲酯11kg、木质酸纤维素8kg、乌洛托品4kg、三乙醇胺1kg、聚环氧琥珀酸盐9kg；组分b的重量份组成：水解聚马来酸酐16kg、羟基乙酸19kg、聚乳酸0.4kg、偏硅酸钠0.2kg。

实施例2：

本发明实施例提供一种无磷阻垢剂的制备方法，其无磷阻垢剂包括组分a和组分b，组分a的重量份组成：丙烯酸甲酯10kg、木质酸纤维素5kg、乌洛托品5kg、三乙醇胺1-3kg、聚环氧琥珀酸盐12kg；组分b的重量份组成：水解聚马来酸酐117kg、羟基乙酸18kg、聚乳酸0.5kg、偏硅酸钠0.3kg。

实施例3：

本发明实施例提供一种无磷阻垢剂的制备方法，其无磷阻垢剂包括组分a和组分b，组分a的重量份组成：丙烯酸甲酯14kg、木质酸纤维素7kg、乌洛托品8kg、三乙醇胺1-3kg、聚环氧琥珀酸盐8kg；组分b的重量份组成：水解聚马来酸酐15kg、羟基乙酸24kg、聚乳酸3kg、偏硅酸钠0.1g。

实施例4：

本发明实施例提供一种无磷阻垢剂的制备方法，其无磷阻垢剂包括组分a和组分b，组分a的重量份组成：丙烯酸甲酯15kg、木质酸纤维素8kg、乌洛托品7kg、三乙醇胺3kg、聚环氧琥珀酸盐15kg；组分b的重量份组成：水解聚马来酸酐18kg、羟基乙酸25kg、聚乳酸0.7kg、偏硅酸钠0.2kg。

无磷阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：

s1、将组分a中的乌洛托品、聚环氧琥珀酸盐按重量份称取，并向称取后的原料中加入2-3倍重量份的去离子水，随后置于水浴锅中加热溶解，并控制水浴加热的温度为55-60℃，水浴时间为1-2h，采用搅拌机构不断搅拌组分a物质，至其完全溶解，获得第一溶液；

s2、将第一溶液的水浴温度降至42-45℃，并按重量份按顺序依次加入组分b中的水解聚马来酸酐、羟基乙酸、聚乳酸、偏硅酸钠，随后水浴升温至48-50℃，继续搅拌3-4h，获得第二溶液；

s3、将第二溶液趁热通过过滤装置进行过滤操作，以便去除在制备过程中大分子副产物，影响除垢剂的实际使用效果，操作时过滤机构加压至200-300mpa，获得过滤液c；

s4、在过滤液c中先向溶液中加入盐酸调节ph至2-3，再添加重量份的丙烯酸甲酯、木质酸纤维素混合，随后蒸发至浓缩液，获得无磷阻垢剂。

获得的无磷除垢剂的极限黏数为0.15-0.2dl/g。

无磷阻垢剂通过5-6倍的水进行稀释，搅拌均匀后至稀释液的ph至4.5-5，在偏弱酸性的除垢剂不易对工件设备造成强烈腐蚀，同时阻垢剂能稀释后能均匀附着在工件管道内壁，减少对管道内壁造成的腐蚀损伤，可与处理水中的碱性物质融合形成沉淀，从而再被去除。

如表1所示，为本发明实施例直接应用于设备管道除垢后的数据参数：

表1

对比例为市场上销售的普通阻垢剂。

综上所述，本发明提供的无磷阻垢剂及其制备方法中，阻垢率达到99.2％以上，均达到国家的合格标准，同时除垢剂的原料中并未添加含磷原料，使得处理水中不含磷酸根，减少磷酸根对水体的污染。同时无磷阻垢剂需要进行加水稀释使用，可减少对设备件的过酸腐蚀，提高设备件的实际使用寿命。

如图1、图2、图3所示，本发明实施例提供一种无磷阻垢剂的制备方法的过滤装置，包括第一管道1、第二管道2、以及过滤件3，第一管道1、第二管道2所在的两端部分别设有法兰件11，第一管道与第二管道2相对的法兰件11内侧边向内凹陷，如图4所示，过滤件3包括外周的套环31和设置在套环31中心的过滤片32；并使过滤件3的外周沿嵌装于法兰件11的内侧，对过滤件3完全包裹，第一管道与第二管道2相对的法兰件11内侧边设置有向第一管道或第二管道2中心指向的凸起101，同时过滤件3的套环31外周沿开设有凹口301，并使凹口301与法兰件11的凸起101相适配。使法兰件11的外侧边将过滤件3整体包裹于法兰件11的内侧，然后通过法兰件11外侧的的锁紧螺栓进行锁紧。

第一管道1的中心轴向设置有螺旋传送杆12，以便提高输送效率，同时减少液体流动对过滤件3的直接冲击，将制备的第二溶液从第一管道1的一端传输至过滤件3所在的另一端，先通过过滤件3进行大颗粒废渣的清楚，仅留较小颗粒原料随水流通过，同时根据需要加压至200-300mpa，随后被过滤的第二溶液流入到第二管道2内。

如图5所示，第二管道2的中心设置有格栅挡板21，并在第二管道2远离过滤件3的一端开设有装置定位挡板22，同时贯穿格栅挡板21与定位挡板22开设有阵列分布的通道孔201，通道孔201上贯穿固定有过滤管4，减少过滤管4在水流的冲击下晃动。

如图6所示，过滤管4的一端为封闭，另一端为敞开，同时过滤管4封闭的一端置于第二管道2靠近过滤件3的一端，过滤管4敞开的一端固定有套口401，并在套口401所在的表面设置有定位块4011，套口401固定于定位挡板22的通道孔201上，可以选择胶合粘接，并根据需要可随时更换。过滤管4的外部为过滤网41，并在过滤网41所在的内壁设置有用于固定的固定支架42，同时固定支架42由环形和条形组合而成。

第一管道1源源不断的通入第二溶液时，第二溶液所在的第二通道2内的压力增大，随后再通过过滤管4所在的外部进入到过滤管4所在的内部，并从过滤管4另一端的敞开的开口处流出，再次将第二溶液中较大的大分子颗粒物过滤，获得溶液c，整个装置可实现溶液c制备过程的充分过滤，以便提高溶液c的相对纯度，以便减少过多的有益成分在大分子表面过度蓄积，导致获得除垢剂的除垢效果减弱。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。