一种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的处理方法，尤其是一种由改性腐植酸、木质素磺酸盐、聚马来酸酐、氨基三甲基膦酸和去离子水构成的复合阻垢剂，用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法。
技术背景
[0002]国内中原、华北和西北地区的地下水水中的硬度和碱度以CaC03计，大多超过去180X10-6和250 X 10-6，属强结垢性水质。用这类水质做循环冷却水，会造成设备和管道的结垢与腐蚀。尤其是焦化厂鼓风冷凝循环水，该循环水系统靠近焦炉和煤场，易受粉尘影响，其循环水硬度和浊度等都较高，因此，更易导致整个系统内管道和设备出现严重结垢和腐蚀。
[0003]公开号为CN 102649604 A，公开了 “一种用于高硬度水质的复合阻垢剂”，由碳酸钠、氢氧化钠、腐殖酸钠、木质素磺酸盐、硅酸钠和铝酸钠组成，各组分的质量百分含量为:碳酸钠50— 55%，氢氧化钠2 — 5%，腐殖酸钠30— 35%、木质素磺酸盐2 — 5%、硅酸钠3 — 6%和铝酸钠5 — 8%。该发明阻垢剂的有效成分为腐植酸钠，利用腐殖酸钠、木质素磺酸盐、硅酸钠合铝酸钠等组分的芳香核、羟基、羧基、羰基、醌基、甲氧基等活性基团的作用，使碳酸盐等成垢物质变成松散的、流动性强的水渣，从而达到阻垢效果。但是该发明存在的缺点是配方复杂，且要控制循环水中的碱度在20-30mgN/L时，才可达到最佳的降硬效果，除垢条件苛刻。
[0004]公开号为CN 104326577 A，公开了“一种用于循环冷却水处理的复合缓蚀阻垢剂，”该阻垢剂包含:相对于该阻垢剂的总重量，10-20%的聚环氧琥珀酸钠；10-20%的聚天冬氨酸钠PASP ;15-25%的丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物AA-AMPS ;10-20%的水解聚马来酸酐HPMA ;其余为去离子水。该发明复合缓蚀阻垢剂属于无磷配方，所排放的水体也不会对周围水体造成富营养化污染。但是，其缺点是配方需使用价格比较昂贵的聚环氧琥珀酸钠、聚天冬氨酸钠、丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物等有机高分子化合物，尤其是目前国内丙烯酸-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物国内外生产厂家较少，因而其生产成本较高，给企业带来额外的经济负担。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中存在的上述复合阻垢剂配方复杂、应用过程条件苛刻、组分采用有机高分子化合物、成本较高等技术问题，本发明的目的是提供一种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法，通过简单的操作方法，以及用较少的复合阻垢剂达到有效的阻垢、缓蚀及其杀菌灭藻功能。
[0006]实现本发明上述目的的技术方案如下。
[0007]—种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法，所述阻垢方法是将复合阻垢剂按每吨水30_50g的比例加入到30-40°C的焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水中，每补充一吨水，续加复合阻垢剂30-50g，循环使用；
所述复合阻垢剂是由改性腐植酸、木质素磺酸盐、聚马来酸酐、氨基三甲基膦酸和去离子水构成，各组分的质量百分比为:改性腐植酸10-30%、木质素磺酸盐20-35%、聚马来酸酐5-10%、氨基三甲基膦酸3-5%、余量为水构成；
所述改性腐植酸的制备方法是在腐植酸中加入质量浓度20%的硝酸，混合均匀，调节固液比为0.35-0.5，控制反应温度为60-80°C，并在搅拌的条件下，使其反应30_50min，后离心分离，过滤干燥，水洗除盐后直至中性，离心分离干燥后获得改性腐植酸。
[0008]上述方法中，进一步地向腐植酸中加入腐植酸质量浓度的硝酸20%时，调节固液比为0.50，控制反应温度为70 °C，使其反应40min，获得改性腐植酸。
[0009]上述本发明方法中，所提供的复合阻垢剂与现有技术相比，主要有效组分采用了改性腐植酸，所述改性腐植酸与腐殖酸相比，由于在其分子结构中引入更多含量的羧基、羟基、羰基等活性基团，改性后的腐植酸杀菌灭藻、阻垢和缓蚀性能有了很大的提高。增强了对金属离子的螯合作用、对碳酸钙、磷酸钙的分散能力及对碳酸钙晶体的晶格畸变作用。同时，本发明复合阻垢剂中辅助成分为目前水处理中广泛使用的木质素磺酸盐、聚马来酸酐、氨基三甲基膦酸等，充分利用了氨基三亚甲基膦酸强螯合、低限抑制及晶格畸变作用，投加量少，与其他的阻垢剂有很好的相容性，聚马来酸酐水解后具有的缓蚀性能，以及磺酸盐所具有的强分散性能，从而使得本发明复合阻垢剂各有效组份的分子之间形成了良好的协同效应和溶限效应，因此对各类工业循环水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有良好的螯合分散作用，从而使其具有用量低、钙硬度和碱度容忍度高的阻垢缓释效果，且形成疏松、不挂壁的软垢。由于本发明复合阻垢剂各组分之间形成了协同作用，在高硬度循环冷却水中添加量少，成本低。此外，本发明复合阻垢剂配方中所有组分均廉价易得，与市场目前常用的阻垢剂相比成本低，降低了循环水的运行成本，适用于高硬度、高浊度焦化厂鼓风冷凝循环水。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施例对本发明所述的焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水复合阻垢剂作进一步说明。但本发明不仅限于下述实施例。
[0011]实施例1
实施一种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法如下。
[0012]首先，制备改性腐殖酸。具体制备方法是:在腐植酸中加入腐植酸质量浓度的硝酸20%，混合均匀后，调节固液比为0.35-0.5，并控制反应温度为60-80°C，在搅拌的条件下，使其反应30-50min，后离心分离，水洗除盐后直至中性，离心分离，过滤干燥后获得改性腐植酸。
[0013]其次，配制复合阻垢剂。复合阻垢剂的组成及其含量按质量百分比计如下:30%改性腐植酸、25%木质素磺酸盐、7%聚马来酸酐、3.5%氨基三甲基膦酸和余量的水。将原料按比例混合后，加入质量分数10%的氢氧化钠，调节pH为9，制得本实施例的复合阻垢剂。
[0014]最后，在用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢时，将复合阻垢剂按每吨水30-50g的比例加入到30-40°C的焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水中，如果在循环冷却系统添加水时，按每补充一吨水，添加30-50g复合阻垢剂，循环阻垢即可； 采用实施例1所述复合阻垢剂7ppm用于钙离子浓度300mg/L的自配水中，参照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008，水处理剂阻垢性能的测定一碳酸钙沉积法》，测定复合阻垢剂的阻垢率达到100%，缓蚀率达到57.33%。
[0015]上述药剂配方用于山西某焦化厂循环冷却水，钙离子浓度650mg/L，总硬度1068mg /L，药剂投加量40mg/L，阻垢率达到95%以上。
[0016]实施例2
一种复合阻垢剂，其由如下质量百分比的原料制备而成:20%改性腐植酸，30%木质素磺酸盐，10%聚马来酸酐，4.0%氨基三甲基膦酸，余量为水。将原料按比例混合后，加入质量分数10%的氢氧化钠，调节pH为9，制得本实施例的复合阻垢剂。
[0017]采用实施例2所述复合阻垢剂7ppm用于钙离子浓度300mg/L的自配水中，参照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008，水处理剂阻垢性能的测定一碳酸钙沉积法》，测定复合阻垢剂的阻垢率达到99.5%，缓蚀率达到54.13%。
[0018]实施例3
一种复合阻垢剂，其由如下重量百分比的原料制备而成:15%改性腐植酸，35%磺酸盐，5%聚马来酸酐，3.5%氨基三甲基膦酸，余量为水。将原料按比例混合后，加入质量分数10%的氢氧化钠，调节pH为9，制得本实施例的复合阻垢剂。
[0019]采用实施例3所述复合阻垢剂7ppm用于钙离子浓度300mg/L的自配水中，参照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008，水处理剂阻垢性能的测定一碳酸钙沉积法》，测定复合阻垢剂的阻垢率达到95.5%，缓蚀率达到48.89%。。
[0020]实施例4
一种复合阻垢剂，其由如下质量百分比的原料制备而成:25%改性腐植酸，28%磺酸盐，6%聚马来酸酐，3.5%氨基三甲基膦酸，余量为水。将原料按比例混合后，加入质量分数10%的氢氧化钠，调节pH为9，制得本实施例的复合阻垢剂。
[0021]采用实施例4所述复合阻垢剂7ppm用于钙离子浓度300mg/L的自配水中，参照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008，水处理剂阻垢性能的测定一碳酸钙沉积法》，测定复合阻垢剂的阻垢率达到97.5%，缓蚀率达到52.45%ο
[0022]实施例5
在上述实施例1-4的基础上，对其所使用的改性腐植酸进一步进行优化试验制备，具体方法是向腐植酸中加入质量浓度20%的硝酸，调节固液比为0.50，控制反应温度为70°C，使其反应40min，获得优化后的改性腐植酸，并加入上述改性腐植酸的配比中，应用于上述实施例1-4中，其效果会更好。
【主权项】
1.一种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水的阻垢方法，所述阻垢方法是将复合阻垢剂按每吨水30-50g的比例加入到30-40°C的焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水中，每补充一吨水，续加复合阻垢剂30-50g，循环使用； 所述复合阻垢剂是由改性腐植酸、木质素磺酸盐、聚马来酸酐、氨基三甲基膦酸和去离子水构成，各组分的质量百分比为:改性腐植酸10-30%、木质素磺酸盐20-35%、聚马来酸酐5-10%、氨基三甲基膦酸3-5%、余量为水构成； 所述改性腐植酸的制备方法是在腐植酸中加入腐植酸质量浓度的硝酸20%，混合均匀，调节固液比为0.35-0.5，控制反应温度为60-80°C，并在搅拌的条件下，使其反应30-50min，后离心分离，过滤干燥，水洗除盐后直至中性，离心分离干燥后获得改性腐植酸。2.如权利要求1所述的用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水阻垢方法，所述向腐植酸中加入质量浓度20%的硝酸，调节固液比为0.50，控制反应温度为70°C，使其反应40min。
【专利摘要】一种用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水阻垢方法，所述阻垢方法是将复合阻垢剂加入到焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水中，每补充一吨水，要续加复合阻垢剂，循环使用；所述复合阻垢剂是由改性腐植酸、木质素磺酸盐、聚马来酸酐、氨基三甲基膦酸和去离子水构成。本阻垢方法采用改性腐植酸，对金属离子具有螯合作用，并对碳酸钙、磷酸钙的具有分散力，添加后形成疏松、不挂壁的软垢，同时本改性腐植酸与各辅助成分的分子之间形成良好的协同效应和溶限效应，降低了复合阻垢剂的使用量，本复合阻垢剂用于焦化厂鼓风冷凝高硬度循环水系统还具有杀菌灭藻功能，抑制器壁藻类生产，不需要在循环水中定期投加除藻剂和杀菌剂。
【IPC分类】C02F5/14
【公开号】CN105060516
【申请号】CN201510423731
【发明人】盛清涛, 刘彦荣, 申峻, 牛艳霞, 刘刚
【申请人】太原理工大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月20日