三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种除杂方法，特别涉及一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂及其使用方法。一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂，该试剂以水为溶剂，其中包括如下质量浓度的物质，氢氧化钠20～40%，螯合剂3～8%，分散剂2×10-4～6×10-4%，助溶剂3×10-4～5×10-4%。以上各种试剂单独进行沉积物溶解时效果均不理想，但经过本发明有效配合有，溶解效果大大提升，本发明的试剂对三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物具有较好的溶解效果，同时可避免对设备的腐蚀。
【专利说明】三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除杂方法，特别涉及一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]三效顺流蒸发器作为节能装置，国内外大量使用效果相当明显，但用于浓缩生产硫酸锌水溶液，却使 用效果较差，国内有几家如湖南某企业使用一段时间后停用，设备闲置，最后放弃使用，不得已选择传统的气耗较大的浓缩釜来完成。这是由于其在使用过程中容易出现以下问题:精制硫酸水溶液经三效顺流蒸发器浓缩时，蒸发器壁，特别是加热室的列管中有少量沉积物附着，随时推移，出现结垢，水洗和加热洗效果一般，很难洗掉，导致三效顺流蒸发器的传热困难，蒸发水量下降，产量降低，严重时堵死停用。这是由于硫酸锌盐为偏酸性外，pH值5.1~6，正常情况钙、镁等金属杂质比碱性和中性溶液含量高约400PPm左右，在高温环境(140°C左右)易生产钙、镁盐沉积结垢，非常坚硬。目前的处理方法一般是用硫酸加温浸泡，但是基本上不反应，无效果，盐酸反应很慢，同时对设备有腐蚀(因为列管为316L材质)。
[0003]申请号:200880014684.3、申请日:2008-05-02的中国发明涉及使用水溶性镁化合物的组合物和方法，该组合物包括水和水溶性镁化合物，但缺乏普遍用于清洁组合物的其他材料。所述方法和组合物可以在水中提供以与钙离子成预定比例的镁离子，例如摩尔量等于或超过钙离子的摩尔量的镁离子。包括水溶性钙盐的阴离子的水溶性镁盐比具有水不溶性钙盐的阴离子的镁盐更有效。这些组合物可用于减少从硬水形成石灰垢或沉淀物、除去皂垢等。但是现有的各种试剂均无法有效的溶解三效顺流蒸发器上的沉积物。为了改善现状，需要研制出针对三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物进行有效溶解的试剂。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂，该试剂对三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物具有较好的溶解效果，同时可避免对设备的腐蚀。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂，其特征在于:该试剂以水为溶剂，其中包括如下质量浓度的物质，氢氧化钠20~40%，螯合剂3~8%，分散剂2 X 10_4~6 X 10_4%，助溶剂3 X 10_4~5 X 10_4%。本试剂除垢的原理反应式为:Na0H+ZnS04=Na2Zn02+Na2S04。
[0007]作为优选，所述的螯合剂为己二胺四甲叉膦酸。
[0008]作为优选，所述的分散剂选自聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸中的一种或两种。分散剂的作用是使钙镁从硬垢里溶解。
[0009]作为优选，所述的助溶剂选自马来酸或PBTCA (2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷)中的一种或两种。作为优选，所述的助溶剂为马来酸和PBTCA以1:3质量比混合的混合物。
[0010]作为优选，该试剂以水为溶剂，其中包括如下质量浓度的物质，氢氧化钠30%，己二胺四甲叉膦酸2%，聚丙烯酸3X10_4%，聚环氧琥珀酸2X10_4%，马来酸1X10_4%，PBTCA4X1(T4%。
[0011]聚丙烯酸(PAA)用作凝集剂、水质处理剂、分散剂、软化剂等各种高分子助剂，能与金属离子、钙、镁等形成稳定的化合物，对水中碳酸钙和氢氧化钙有优良的分解作用。
[0012]聚环氧琥珀酸(PESA)是一种无氮、非磷有机化合物，兼具阻垢缓蚀双重功效，生物降解性能好并适用于高碱、高金属含量水系，是一种绿色水处理化学品，
[0013]1、PESA的阻垢性能
[0014]实验说明PESA对硫酸钙垢的沉积具有溶限效应，其阻垢率随着加药量的增加而增加，到达一定浓度时，阻垢能力不再明显增加。PESA阻碳酸钙垢的效果优于一些常用的聚羧酸类、磺酸盐类、聚磷酸类阻垢剂。
[0015]PESA的主要阻垢机理如下:
[0016](I)螯合作用阻垢剂中的部分活性基团对成垢阳离子具有一定的螯合力，发生了螯合作用，所以加入PESA后，可封锁部分成垢阳离子，抑制其与阴离子的反应，从而阻止结垢。
[0017](2)低剂量效应指加人相对水中结垢成分的阳离子浓度低得多的药剂，即可抑制大量成垢离子的结晶作用，所显示出来的阻垢效果。这是因为在过饱和溶液中，存在大量小于临界半径的小晶体垢，由于所加入的阻垢剂对小晶体中的晶核和晶体的活性点有特殊的吸附能力，并可通过物理或化学作用，吸附在上面，使界面能大大增加，界面能越高，晶体的临界半径越大，小晶体从水中析出就越困难，从而实现了宏观的低剂量效应。
[0018](3)晶格畸变作用晶体在生长时，首先在晶体的扭折位置生长晶格，而且扭折位置是晶体界面上最稳定的位置.当溶液为过饱和液时，微溶盐分子到达扭折位置的几率最大，因而晶体可正常地生长；而当溶液中存在阻垢剂，将吸附在晶体扭折位置，占据了晶体正常生长的晶格位置，抑制晶体有规律生长，从而大大破坏结晶的规整性，使晶格变形。由于发生畸变的晶体形状很不规则，难以通过有序紧密排列形成坚硬的垢块，即使生成垢块，也只能是疏松的软垢，从而达到阻垢目的。
[0019]2、PESA的缓蚀性能
[0020]单独使用PESA时，较低的用量对碳钢即具有一定的缓蚀作用。随着PESA浓度的增加，其缓蚀作用也增强，碳钢的腐蚀速率逐渐降低，缓蚀率增大。若要达到较好的缓蚀效果，所需的PESA的质量浓度较高。
[0021]PESA作为缓蚀剂单独使用时，其性能与其他有机磷酸缓蚀剂相比较差，但由于其不含磷，可以与其他药剂复配，形成低磷或无磷的有机缓蚀剂。研究发现，PESA和无机磷酸盐、有机磷酸盐、苯并三唑等有很好的协同作用，复配后的缓蚀效果明显增强。
[0022] PBTCA在高效阻垢缓蚀剂复配中应用最广，是性能最好的产品之一，也是锌盐的优良稳定剂。广泛应用于循环冷却水系统和油田注水系统的缓蚀阻垢，特别适合与锌盐、共聚物复配使用，可用于高温、高硬、高碱及需要高浓缩倍数下运行的场合，PBTCA在洗涤行业中可作螯合剂及金属清洗剂。
[0023]马来酸遇碱能分解成甲酸和乙酸，作为洗涤助剂。
[0024]己二胺四甲叉膦酸(HDTMPA)能抑制各种水垢(如碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡垢和氧化铁垢等)的生成，但在水处理中主要用来阻抑硫酸钙和硫酸钡垢。在各种有机膦酸中，其阻硫酸钙垢的性能最好，不仅阻垢率高，有效时间长，其微溶于水，其溶解度在室温下小于5%，需助剂和分散剂配合。
[0025]以上各种试剂单独进行沉积物溶解时效果均不理想，但经过本发明有效配合有，溶解效果大大提升，本发明的试剂对三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物具有较好的溶解效果，同时可避免对设备的腐蚀。
【具体实施方式】
[0026]下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明保护范围。
[0027]在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
[0028]实施例1-5:
[0029]一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂，其组分百分含量如表I所示，该试剂以水为溶剂，将各物质混合得到。
[0030]表1 (单位 ％)
[0031]
【权利要求】
1.一种三效顺流蒸发器浓缩硫酸锌溶液时的沉积物溶解试剂，其特征在于:该试剂以水为溶剂，其中包括如下质量浓度的物质， 氢氧化钠20~40%, 螯合剂3~8%， 分散剂2 X 1(T4~6 X 10、， 助溶剂3X10—4~5X10、。
2.根据权利要求1所述的沉积物溶解试剂，其特征在于:所述的螯合剂为己二胺四甲叉膦酸。
3.根据权利要求1或2所述的沉积物溶解试剂，其特征在于:所述的分散剂选自聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸中的一种或两种。
4.根据权利要求1或2所述的沉积物溶解试剂，其特征在于:所述的助溶剂选自马来酸或PBTCA中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的沉积物溶解试剂，其特征在于:所述的助溶剂为马来酸和PBTCA以1:3质量比混合的混合物。
6.根据权利要求1所述的沉积物溶解试剂，其特征在于:该试剂以水为溶剂，其中包括如下质量浓度的物质，氢氧化钠30%，己二胺四甲叉膦酸2%，聚丙烯酸3X 10_4%，聚环氧琥珀酸 2 X 10、，马来酸 1X 10、，PBTCA 4 X 10、。
【文档编号】C11D7/26GK104017671SQ201310689904
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】胡正华, 施为民, 钱高平 申请人:宁波市镇海新东方精细化工有限公司