一种电化学循环水处理装置用水处理剂及其制备方法与流程

本发明属于水处理化学品领域，涉及一种电化学循环水处理装置用水处理剂及其制备方法。
背景技术：
：电化学循环水处理技术作为一种新型的水处理技术，近年来在工业循环水水质控制研究领域，得到越来越多的重视。电化学方法进行水处理的原理在于，将水中的ca2+、mg2+以固体形式排除，降低水体的硬度，同时产生氧化性物质如cl2等，电解产生余氯可以抑制循环水系统中菌藻的滋生，具有杀菌灭藻功能。在国家更加严格的环保政策以及企业的节能减排要求下，以电化学循环水处理技术为代表的物理水处理技术，因其环保性以及多功能性，在工业循环水处理领域得以应用发展。但目前现有电化学循环水水处理装置的应用主要仍集中于小型循环水系统，受限于其单台装置的处理能力以及具体循环水水质条件。面对结垢倾向较高，且兼具强腐蚀性的中大型循环水系统水质条件，单纯依靠电化学循环水水处理装置并不能有效地解决循环水系统的水质稳定控制问题。电化学循环水处理装置因缺少合理化、规范化的应用，导致循环水系统管线腐蚀穿孔的案例也时有发生。技术实现要素：本发明提供了一种新型电化学循环水处理装置用水处理剂，该水处理剂与电化学循环水处理技术之间具有良好的协同性，其良好的缓蚀分散性能与电化学循环水处理技术特有的阻垢杀菌性能相辅相成，可有效拓展电化学循环水处理技术的应用水质条件，可以有效降低循环水换热系统的污垢热阻以及腐蚀速率，同时减少电化学装置的运行负荷。该水处理剂不含磷，为绿色环保型水处理剂。本发明为一种电化学循环水处理装置用水处理剂，所述水处理剂包括a剂与b剂，使用时按比例分别加入循环水系统，按重量百分比计，a剂各组分及其含量为聚环氧琥珀酸盐5-10％、葡萄糖酸盐1～10％、长链烷基酰基氨基羧酸盐10～30％、钼酸盐5％-15％、、苯并三氮唑0.5～5％、ph调节剂1％-5％，余量为水；b剂各组分及其含量为马来酸-丙烯酸共聚物5～25％、锌盐1～12％、余量为水。根据本发明所述的电化学循环水处理装置用水处理剂，所述的长链烷基酰基氨基羧酸盐的结构为r1-conr2-chr3-coom，r1为带有官能团的长链烷烃，碳数为10-20，r2为碳数为1～5的短链烷烃，r3为碳数为1～5的短链烷烃，m为na+、k+和nh4+的一种或多种。本发明还提供了一种如上述电化学循环水处理装置用水处理剂的制备方法，具体包括：在30-40℃下，将苯并三氮唑、葡萄糖酸盐、钼酸盐和水加入反应釜，用ph调节剂调节ph至>10,搅拌均匀溶解后,再依次加入聚环氧琥珀酸盐、长链烷基酰基氨基羧酸盐，搅拌全溶后制得水处理a剂；在室温条件下，将锌盐、马来酸-丙烯酸共聚物和水加入反应釜，搅拌均匀溶解后制得水处理b剂；其中，所述的长链烷基酰基氨基羧酸盐的由下述方法制备得到：1)按照摩尔比1：1：1～1.3的比例将氨基羧酸、氨基羧酸盐、脂肪酸投料混合后，加热升温到60～150℃，反应5～16h后，冷却至室温，得中间产品c；2)将步骤1)的中间产品c加入硫酸，调节ph值为4，加入乙醚、叔丁醇或乙酸乙酯洗涤数次，干燥后得中间产物b；3)将步骤2)的中间产品d按照摩尔比1：1的比例加入naoh、koh、氨水水溶液，反应2～5h，冷却至室温得到目的产物。本发明的电化学循环水处理装置用水处理剂在水系统中的使用浓度视系统水质条件而定，使用浓度一般为a剂25～50mg/l，b剂25～50mg/l。本发明具有的特点和积极效果：1)本发明电化学循环水处理装置用水处理剂组分为绿色环保型，对环境友好，可降低排污水后期处理成本；2)与电化学循环水处理技术之间具有良好的协同性，其良好的缓蚀分散性能与电化学循环水处理技术特有的阻垢杀菌性能相辅相成，可有效拓展电化学循环水处理技术的应用水质条件，尤其适用于氯离子含量较高(>500mg/l)的结垢型水质条件，可提升循环水浓缩倍率，大量减少补充用水；3)经济可行，本发明电化学循环水处理装置用水处理剂原料成本较为低廉，且产品的使用浓度较低，综合考虑成本，可以实现工业化应用。附图说明图1为本方面实施例1所合成的长链烷基酰基氨基羧酸盐产品的红外谱图。具体实施方式以下结合实施例及附图对本发明的内容及技术效果作进一步描述。实施例1组分长链烷基酰基氨基羧酸盐产品的制备称取甘氨酸37.5g(0.5mol)、甘氨酸钠48.5g(0.5mol)、9-十六碳烯酸棕榈油酸139.7g(0.55mol)加入反应瓶中，搅拌均匀后，加热升温，控制反应温度约为120℃，反应10h，然后冷却至室温，得中间产物c，以50％的h2so4溶液加入中间产物c，调节ph＝4，加入乙酸乙酯200ml，萃取洗涤数次，分离油相，干燥后得长链烷基酰基氨基羧酸(d)135.4g，收率86.7％。称取自制的d62.4g(0.2mol)，加入反应瓶中，加入含8gnaoh(0.2mol)，的水溶液130ml，搅拌均匀后，反应3h，冷却至室温，即得固含量为30％左右的长链烷基酰基氨基羧酸盐产品c16。其红外光谱谱图如图1所示。在1631cm附近出现了o＝c-n伸缩振动的特征峰；2922cm和2848cm为-ch3伸展振动吸收峰，723cm附近为长链烷基在平面摇摆振动所造成的吸收峰；1608cm和1395cm为羧酸盐特征吸收峰，可以确认合成了目的产品。电化学循环水处理装置用水处理剂的制备向反应瓶中依次加入苯并三氮唑、葡萄糖酸盐、钼酸盐和水，用ph调节剂调节ph至>10，搅拌均匀溶解后,再依次加入聚环氧琥珀酸盐、长链烷基酰基氨基羧酸盐，搅拌全溶后制得水处理a剂；将锌盐、马来酸-丙烯酸共聚物和水加入反应瓶中，搅拌均匀溶解后制得水处理b剂。采用该制备方法，制备表1所示不同比例(质量百分比)的电化学循环水处理装置用水处理剂产品：表1电化学循环水处理装置用水处理剂产品组成实施例2在北方某化工企业的循环水系统，对本发明实施例1中的1#水处理剂产品与电化学循环水处理装置协同性应用考察。该循环水系统的水质见表2。1#水处理剂在循环水中的使用浓度分别为a剂40mg/l，b剂50mg/l。现场循环水系统运行测试结果见表3，结果表明了该水质条件下，单纯运用电化学循环水处理技术，碳钢的腐蚀率高于国标中规定的0.075mm/a，不能满足循环水系统正常运行要求，而本发明实施例1中1#水处理剂的添加，有效拓展电化学循环水处理技术的应用水质条件，可以有效降低循环水换热系统的污垢热阻以及腐蚀速率，同时减少电化学装置的运行负荷。表2循环水系统的水质项目单位循环水ph8.94电导μs/cm5469总硬度(以caco3计)mg/l1316总碱度(以caco3计)mg/l668cl-mg/l586so42-mg/l1000表3实验结果实施例3对本发明实施例1中的2#水处理剂产品与电化学循环水处理装置进行协同性应用考察。该循环水系统的水质见表4。2#水处理剂在循环水中的使用浓度分别为a剂25mg/l，b剂25mg/l。现场循环水系统运行测试结果，满足水质控制要求。表4循环水系统的水质项目单位循环水ph8.49电导μs/cm1530总硬度(以caco3计)mg/l300总碱度(以caco3计)mg/l330cl-mg/l258so42-mg/l55实施例4对本发明实施例1中的3#水处理剂产品与电化学循环水处理装置进行协同性应用考察。该循环水系统的水质见表5。3#水处理剂在循环水中的使用浓度分别为a剂40mg/l，b剂30mg/l。现场循环水系统运行测试结果，满足水质控制要求。表5循环水系统的水质项目单位循环水ph8.44电导μs/cm2530总硬度(以caco3计)mg/l280总碱度(以caco3计)mg/l250cl-mg/l635so42-mg/l230实施例4对本发明实施例1中的4#水处理剂产品与电化学循环水处理装置协同性应用考察。该循环水系统的水质见表6。4#水处理剂在循环水中的使用浓度分别为a剂50mg/l，b剂50mg/l。现场循环水系统运行测试结果，满足水质控制要求。表6循环水系统的水质项目单位循环水ph8.76电导μs/cm5141总硬度(以caco3计)mg/l1119总碱度(以caco3计)mg/l287cl-mg/l968so42-mg/l590当前第1页12