一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法
【专利摘要】本发明公开一种提高工业冷却水体系中缓蚀剂性能的方法，即采用一种电磁水处理器，将电磁水处理器的工作感应线圈安装于工业冷却水体系中的热交换器设备的进水口处，在电磁场作用下，使工业冷却水体系中的缓蚀剂显示出更好的缓蚀性能，即通过应用电磁水处理器产生电磁场，使缓蚀剂产生增效作用，不仅可以对热交换表面金属起到更好的保护作用，还可以降低缓蚀剂的使用量，从而达到节约成本、减少药剂排放的目的。
【专利说明】一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高工业冷却水体系中缓蚀剂性能的方法，属于金属腐蚀与防护【技术领域】。
【背景技术】
[0002]工业循环冷却水系统在运行过程中常发生结垢、腐蚀和微生物滋长等问题，特别是在浓缩倍率提高以后，这些问题显得尤为突出，目前通常采用添加水处理药剂的方法来控制。缓蚀剂是循环冷却水系统水处理药剂的重要组成部分，通常铜合金的缓蚀剂为苯并三氮唑(BTA)、2-巯基苯并噻唑(MBT)等吸附型缓蚀剂，其使用浓度分别为2-3mg/L和3-5mg/L。钢铁类金属的缓蚀剂为钥酸盐、钨酸盐等钝化型缓蚀剂。缓蚀剂的使用较好地控制了循环冷却水系统运行过程中金属的腐蚀问题，但化学药剂的使用一方面成本较高，另一方面可对环境造成污染。
[0003]磁场水处理技术属于物理水处理技术，主要用于`冷却水系统的除垢和阻垢，还可起到一定的杀菌作用。由于其具有投资相对少，运行维护费用低，绿色、环保等优点，目前在锅炉及管道用水、工业循环冷却水、中央空调冷却用水等多领域得到应用。磁处理可以增加冷却水中溶解氧浓度，提高冷却水的电导率，因此，单纯的磁处理可以使黄铜和碳钢等金属在冷却水中的腐蚀速度增大。但在含有缓蚀剂的冷却水中，电磁场形成的洛伦兹力可通过改变缓蚀剂分子的极性，提高缓蚀剂分子在金属表面的吸附能力；或通过改变水的物理化学性质，促进缓蚀剂分子与金属表面作用形成稳定钝化膜。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，即采用电磁水处理器，在电磁场作用下提高工业冷却水系统中缓蚀剂的缓蚀率，并降低缓蚀剂使用量，从而达到节约成本、减少药剂排放的目的。
[0005]本发明的技术原理
一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，即采用一种电磁水处理器,将电磁水处理器的工作感应线圈安装于热交换设备的进水口处，在电磁场作用下，通过洛伦兹力改变缓蚀剂分子的极性，提高缓蚀剂分子在金属表面的吸附能力；或通过改变水的物理化学性质，促进缓蚀剂分子与金属表面作用形成稳定钝化膜，提高工业冷却水系统中的缓蚀剂性能。
[0006]本发明的技术方案
一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，即采用一种变频直流脉冲电磁水处理器，并将变频直流脉冲电磁水处理器的工作线圈安装于工业冷却水系统的热交换设备的进水口处，并由变频直流脉冲电磁水处理器的直流脉冲发生器控制通过线圈的电流脉冲强度和频率对含缓蚀剂的冷却水进行连续电磁处理；
所述的热交换设备为火电厂的凝汽器、中央空调冷却水系统、蒸发冷却器及其它各种类型的循环冷却水系统；
所述的热交换设备的材料为不锈钢、黄铜或碳钢；
所述的热交换设备中的冷却水为淡水、半咸水或海水；
所述的工业冷却水系统中的缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂或钝化膜型缓蚀剂；
所述的吸附膜型缓蚀剂为苯并三氮唑或2-巯基苯并噻唑；所述的工业冷却水系统中的缓蚀剂苯并三氮唑的浓度为0.5-5mg/L，2-巯基苯并噻唑的浓度为l_5mg/L。即该两种缓蚀剂的使用浓度下限低于不采用电磁处理时的2 mg/L和3 mg/L ；
所述的钝化膜型缓蚀剂为钥酸盐或钨酸盐，其使用浓度即钥酸盐为20-150 mg/L,钨酸盐为 20-150 mg/L ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0007]本发明的有益效果
本发明的一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，通过应用电磁水处理器产生电磁场，使缓蚀剂产生增效作用，不仅可以对热交换设备表面的金属起到更好的保护作用，还可以降低缓蚀剂的使用量，从而达到节约成本、减少药剂排放的目的。在本发明优选实施例中，对工业冷却水系统中冷却水采用电磁处理，使不同浓度缓蚀剂的缓蚀性能都有一定的提高；并且电磁处理时间越长缓蚀剂的缓蚀率越大；同时为达到相同的缓蚀效果，电磁处理可以降低缓蚀剂苯并三氮唑或2-巯基苯并噻唑的使用量25%或33.3%以上。
【具体实施方式】
[0008]下面通过具体的实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
[0009]本实施例中所用的模拟冷却水主要组成为:20mg/L Ca2+，6mg/L Mg2+，122mg/LHC(V,360mg/L SO42-, 300mg/L CF, 380mg/L Na+。
[0010]本发明实施例中所用的变频直流脉冲电磁水处理器为上海震R微电子有限公司生产的ZS-SP III型物理水处理器。
[0011]本发明的腐蚀电流密度检测所用的仪器为PARSTAT 2273电化学工作站(美国Ametek公司)。缓蚀剂的缓蚀率按照下式计算:
J 一 /
缓蚀率=—100%
I cm?
其中:1。。?为未加缓蚀剂的体系中金属的腐蚀电流密度；
Icor/为加入缓蚀剂后的体系中金属的腐蚀电流密度。
[0012]实施例1
在分别含0、0.5、l、2、3、5mg/L苯并三氮唑的模拟水中，黄铜的腐蚀电流密度经检测分别为 0.82,0.49,0.17,0.12,0.16 和 0.18 μ A/cm2，此条件下浓度为 0.5、l、2、3、5mg/L 的苯并三氮唑对黄铜的缓蚀率经计算分别为40.2%,79.3%,85.4%,80.5%和78.0%。
[0013]实施例2
在空白模拟水中，黄铜的腐蚀电流密度为0.82 μ A/cm2。模拟水采用变频直流脉冲电磁水处理器分别处理0.5h、lh后，黄铜的腐蚀电流密度经检测均为0.84 μ A/cm2。结果表明，单纯的电磁处理对黄铜不具有缓蚀性能；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0014]实施例3
分别含0、0.5、1、1.5、2、3、5mg/L苯并三氮唑的模拟水，经变频直流脉冲电磁水处理器处理0.5h后，黄铜的腐蚀电流密度经检测分别为0.84,0.27,0.13,0.11,0.084,0.12和
0.095μ A/cm2，此条件下浓度为0.5、l、2、3、5mg/L的苯并三氮唑对黄铜的缓蚀率经计算分别为 67.9%, 84.5%, 86.9%, 90.0%、85.7% 和 88.7% ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0015]通过上述实施例1、实施例2和实施例3进行对比，结果表明:
单纯采用苯并三氮唑而不采用电磁处理的情况下，当苯并三氮唑浓度为2mg/L，其对黄铜的缓蚀率最大为85.4% ；
单纯的电磁处理对黄铜不具有缓蚀性；
而在电磁场作用下，不同浓度的苯并三氮唑对黄铜的缓蚀率都有一定的提高，特别是苯并三氮唑浓度为2mg/L时缓蚀率提高到90.0%。并且在电磁场作用下，采用1.5mg/L的苯并三氮唑对黄铜的缓蚀率为86.9%，已超过`单纯采用苯并三氮唑处理时的最大缓蚀率85.4%，即为达到相同的保护效果，电磁处理可以降低苯并三氮唑的使用量25%以上，从而达到节约成本、减少药剂排放的目的。
[0016]实施例4
含2mg/L苯并三氮唑的模拟水，经变频直流脉冲电磁水处理器处理Ih后，黄铜的腐蚀电流密度经检测为0.080 μ A/cm2,缓蚀率经计算为90.5% ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0017]实施例5
含2mg/L苯并三氮唑的模拟水，经变频直流脉冲电磁水处理器处理4h后，黄铜的腐蚀电流密度经检测为0.077 μ A/cm2,缓蚀率经计算为90.8% ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0018]实施例6
含2mg/L苯并三氮唑的模拟水，经变频直流脉冲电磁水处理器处理8h后，黄铜的腐蚀电流密度经检测为0.072 μ A/cm2,缓蚀率经计算为91.4% ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0019]通过上述实施例3中的在含2mg/L苯并三氮唑的模拟水中的结果与实施例4、实施例5和实施例6进行对比，结果表明电磁处理时间的延长可以提高缓蚀剂的缓蚀性能。
[0020]实施例7
在分别含O、l、2、3、5mg/L的2-巯基苯并噻唑的模拟水中，黄铜的腐蚀电流密度经检测分别为 0.82,0.70,0.19,0.060 和 0.054 μ A/cm2，此条件下浓度为 l、2、3、5mg/L 的 2_ 巯基苯并噻唑对黄铜的缓蚀率经计算分别为14.6%,76.8%,92.7%和93.4%。
[0021]实施例8
分别含O、l、2、3、5mg/L的2-巯基苯并噻唑的模拟水，经变频直流脉冲电磁水处理器处理0.5h后，黄铜的腐蚀电流密度经检测分别为0.84,0.32,0.046,0.044和0.041 μ A/cm2,此条件下浓度为l、2、3、5mg/L的2-巯基苯并噻唑对黄铜的缓蚀率经计算分别为61.9%、94.5%, 94.8% 和 95.1% ；
所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
[0022]通过上述实施例7与实施例8的对比，结果表明单纯采用2-巯基苯并噻唑，其对黄铜的缓蚀率随浓度的增加而增大，最大缓蚀率为93.4%，缓蚀率大于90%所需的2-巯基苯并噻唑的最小浓度为3mg/L ;在电磁场作用下，不同浓度的2-巯基苯并噻唑对黄铜的缓蚀率相对于无电磁场作用的情况都有一定的提高，2-巯基苯并噻唑浓度为lmg/L时缓蚀率从无电磁场作用的14.6%提高到电磁场作用下的61.9%,浓度为2mg/L时缓蚀率从无电磁场作用的76.8%提高到电磁场作用下的94.5%。在电磁场作用下，缓蚀率大于90%所需的2-巯基苯并噻唑的最小浓度从3mg/L (无电磁场处理)降低为2mg/L,即电磁处理可降低缓蚀剂使用量33.3%。
[0023]综上所述，本发明的一种提高循环冷却水体系缓蚀剂性能的方法，即对冷却水采用电磁处理，可以使不同浓度缓蚀剂的缓蚀性能都有一定的提高；电磁处理时间越长缓蚀剂的缓蚀率越大；同时为达到相同的缓蚀效果，电磁处理可以降低苯并三氮唑或2-巯基苯并噻唑的使用量25%或33.3%以上。
[0024]上述实施例中，仅以黄铜为材质进行了说明，但并不限制本发明在以不锈钢或碳钢为材料的换热设备上的应用； 另外，上述也仅以吸附膜型缓蚀剂，即苯并三氮唑或2-巯基苯并噻唑在黄铜材质的热交换设备中使用本发明的一种提高循环冷却水系统缓蚀剂性能的方法进行了举例说明，但并不限制本发明的提高循环冷却水系统缓蚀剂性能的方法在使用钝化膜型缓蚀剂，即钥酸盐或钨酸盐等在钢铁类金属材料的换热设备上的应用。
[0025]以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，其特征在于采用一种变频直流脉冲电磁水处理器,将变频直流脉冲电磁水处理器的工作感应线圈安装于工业冷却水系统中的热交换器设备的进水口处，并由变频直流脉冲电磁水处理器的直流脉冲发生器控制通过线圈的电流脉冲强度和频率对含缓蚀剂的冷却水进行连续电磁处理； 所述的工业冷却水系统中的热交换器设备的材料为不锈钢、黄铜或碳钢； 所述的工业冷却水系统中的缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂或钝化膜型缓蚀剂； 所述的吸附膜型缓蚀剂为苯并三氮唑或2-巯基苯并噻唑； 所述的钝化膜型缓蚀剂为钥酸盐或钨酸盐。
2.如权利要求1所述的一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，其特征在于所述的变频直流脉冲电磁水处理器，其电源为交流市电220V、50Hz，工作电压为直流10-15V，输出功率为100-300W，变频范围为20Hz-75KHz，载频频率为1MHz。
3.如权利要求1所述的一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，其特征在于所述的热交换设备中的冷却水为淡水、半咸水或海水。
4.如权利要求1所述的一种提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，其特征在于所述的工业冷却水系统中的缓蚀剂苯并三氮唑的浓度为0.5-5mg/L ;2-巯基苯并噻唑的浓度为 l-5mg/L。
5.如权利要求1所述的一种 提高工业冷却水系统中缓蚀剂性能的方法，其特征在于所述的工业冷却水系统中的缓蚀剂钥酸盐的浓度为20-150mg/L，钨酸盐的浓度为20_150mg/L0
【文档编号】C23F11/14GK103451660SQ201310365339
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】葛红花, 金志浩, 韩建勋, 林薇薇, 张敏, 王学娟 申请人:上海电力学院