一种多组分循环冷却水无磷水处理剂配方

1.本技术涉及水处理剂技术领域，尤其是涉及一种多组分循环冷却水水处理剂。
2.

背景技术：

3.在实际的工业循环冷却水系统中，主要是通过换热器交换热量或直接接触换热的方式来交换介质热量，冷却水在循环过程中，随着浓缩倍数的提升，水中离子的浓度不断提高，结垢和腐蚀倾向较严重，从而导致管道传热效率低、设备寿命短的情况发生。为了防止结垢与腐蚀的加剧，时常会对水进行处理，达到减轻结垢和腐蚀现象，目前开发了许多水处理剂的复配方案。
4.在实际的循环冷却水系统中，需要采用多组分的药剂使用，但是现有的药剂对于多组分情况下的应用不够成熟。包括较多实际工业应用中所涉及到的药剂大多为含磷药剂，而含磷药剂的大规模使用会导致水体的富营养化，并且很多无磷水处理剂的阻垢性能较差。
5.针对上述现象，本发明人发现，现有的关于多组分的循环水药剂有着污染环境且需投加量大的问题。


技术实现要素：

6.为了改善现有多组分下的循环水处理药剂稳定性、缓蚀阻垢性有缺陷，且污染环境的缺陷，本技术提供一种多组分循环冷却水用水处理剂。本技术提供一种多组分循环冷却水用水处理剂，采用如下的技术方案：一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括如下重量份物质：酒石酸钠10~50份；聚环氧琥珀酸10~50份；马来酸-丙烯酸共聚物10~20份；氯化锌0.5~10份；水1~50份。
7.通过采用上述技术方案，本技术通过优化了多组分循环冷却水用水处理剂的配方组成，通过聚环氧琥珀酸与马来酸-丙烯酸共聚物具有的良好的分散性能、阈值效应及药剂间的协同效应，改善阻垢缓蚀剂的阻垢性能。由于水处理剂中存在的羧基、磺酸基等官能团可以使成垢晶粒朝着畸形方向生长，从而抑制晶体的生长与结构，在高硬度、高碱度等水质中能够有效地防止碳酸钙、磷酸钙等晶体的沉积，一定程度地降低了水处理剂的使用添加量，同时保持了水处理剂在多组分下的稳定缓蚀阻垢性能；进一步的，本技术通过氯化锌中的锌离子作为阴极型缓蚀复配药剂，抑制了腐蚀过程中的阴极反应。从而进一步改善了水处理剂的缓蚀效果。
8.优选的，多组分循环冷却水用水处理剂包括如下重量份物质：
酒石酸钠40份；聚环氧琥珀酸35份；马来酸-丙烯酸共聚物15份；氯化锌3份；水1.5份。
9.通过采用上述技术方案，本技术通过进一步优化了多组分循环冷却水用水处理剂的组分，使本技术制备的水处理剂的稳定性、缓蚀阻垢性和有效性进一步提高。
10.优选的，所述多组分循环冷却水用水处理剂还包括0.5～5重量份的有机物，所述有机物包括苯并三氮唑。
11.通过采用上述技术方案，本技术通过在水处理剂中添加苯并三氮唑进行复配，由于苯并三氮唑与锌离子协同作用，抑制金属的沉积，达到缓蚀的作用，尤其改善了水处理剂对黄铜材料的缓蚀性能。
12.优选的，所述共聚物包括马来酸-丙烯酸共聚物。
13.通过采用上述技术方案，本技术通过马来酸-丙烯酸共聚物的分散作用，结合聚环氧琥珀酸的协同作用，抑制晶体的生长，在高硬度、高碱度等水质中能够有效地防止碳酸钙、磷酸钙等晶体的沉积，起到良好的阻垢效果。
14.优选的，所述多组分循环冷却水用水处理剂还包括5～10重量份的荧光示踪剂，所述荧光示踪剂按质量比1：3.5~5.5混合的8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠和烯丙基缩水甘油醚。
15.通过采用上述技术方案，本技术进一步优化了水处理剂中的组分，通过添加荧光示踪剂，能在阻垢缓蚀的同时，通过荧光实时监测溶液中的药剂浓度。
16.优选的，所述荧光示踪剂为多组分荧光示踪剂，所述多组分荧光示踪剂采用以下方案制成：取8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠溶于甲醇溶液，搅拌均匀后加入烯丙基缩水甘油醚，搅拌混合调节ph至9.5，保温反应静置冷却至室温；收取反应物并旋蒸，得到旋蒸固体干燥研磨制备得到多组分改性荧光示踪剂。
17.通过采用上述技术方案，本技术通过调节本水处理药剂的ph，使药剂处在合理的反应条件，同时让药剂符合生产与运输的要求。
18.综上所述，本技术具有以下有益效果：第一、本技术通过优化了多组分循环冷却水用水处理剂的组成，通过马来酸-丙烯酸共聚物结合聚环氧琥珀酸具有的良好的分散性能、阈值效应及药剂间的协同效应，改善水处理剂的阻垢缓蚀性能。由于水处理剂中存在的羧基、磺酸基等官能团可以使成垢晶体朝着畸形方向生长，从而抑制晶体的正常生长，在高硬度、高碱度等水质中能够有效地防止碳酸钙、磷酸钙等晶体的沉积，降低了水处理剂的使用添加量的同时，提高了水处理剂在多组分下的稳定缓蚀阻垢性能；第二、本技术通过氯化锌的锌离子与苯并三氮唑复配作为阴离子缓蚀剂，抑制了循环冷却水环境下的阴离子腐蚀，从而进一步改善了多组分循环冷却水用水处理剂的缓蚀效果。
19.第三、本技术进一步优化了水处理剂中的成分，通过添加荧光示踪剂，在阻垢缓蚀
的同时，达到荧光示踪的效果，以此来实时检测循环水体系中的药剂浓度。
具体实施方式
20.制备例1：多组分荧光示踪剂1：取10g8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠并溶于甲醇溶液中，搅拌混合后添加35g烯丙基缩水甘油醚和80g质量分数0.5％的过硫酸铵溶液，搅拌混合并继续滴加0.1mol/ln,n-二异丙基乙胺溶液调节ph至9.5，80
°
c下保温反应并静置冷却至室温；制备得所述多组分荧光示踪剂1。
21.制备例2：多组分荧光示踪剂2：取10g8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠并溶于甲醇溶液中，搅拌混合后添加40g烯丙基缩水甘油醚和80g质量分数0.5％的过硫酸铵溶液，搅拌混合并继续滴加0.1mol/ln,n-二异丙基乙胺溶液调节ph至9.5，80
°
c下保温反应并静置冷却至室温；制备得所述多组分荧光示踪剂2。
22.制备例3：多组分荧光示踪剂3：取10g8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠并溶于甲醇溶液中，搅拌混合后添加45g烯丙基缩水甘油醚和80g质量分数0.5％的过硫酸铵溶液，搅拌混合并继续滴加0.1mol/ln,n-二异丙基乙胺溶液调节ph至9.5，80
°
c下保温反应并静置冷却至室温；制备得所述多组分荧光示踪剂3。
23.制备例4：多组分荧光示踪剂4：取10g8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠并溶于甲醇溶液中，搅拌混合后添加50g烯丙基缩水甘油醚和80g质量分数0.5％的过硫酸铵溶液，搅拌混合并继续滴加0.1mol/ln,n-二异丙基乙胺溶液调节ph至9.5，80
°
c下保温反应并静置冷却至室温；制备得所述多组分荧光示踪剂4。
24.制备例5：多组分荧光示踪剂5：取10g8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠并溶于甲醇溶液中，搅拌混合后添加55g烯丙基缩水甘油醚和80g质量分数0.5％的过硫酸铵溶液，搅拌混合并继续滴加0.1mol/ln,n-二异丙基乙胺溶液调节ph至9.5，80
°
c下保温反应并静置冷却至室温；制备得所述多组分荧光示踪剂5。
25.实施例1一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠10kg、聚环氧琥珀酸10kg、马来酸-丙烯酸共聚物10kg、氯化锌0.5kg和水30kg。
26.实施例2一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠30kg、聚环氧琥珀酸30kg、马来酸-丙烯酸共聚物14kg、氯化锌3kg和水50kg。
27.实施例3一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠40kg、聚环氧琥珀酸40kg、马来酸-丙烯酸共聚物16kg、氯化锌5kg和水60kg。
28.实施例4一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠50kg、聚环氧琥珀酸50kg、马来酸-丙烯酸共聚物20kg、氯化锌10kg和水65kg。
29.实施例5一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠10kg、聚环氧琥珀酸30kg、马来
酸-丙烯酸共聚物16kg、氯化锌10kg和水40kg。
30.实施例6一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠30kg、聚环氧琥珀酸10kg、马来酸-丙烯酸共聚物20kg、氯化锌5kg和水35kg。
31.实施例7一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠40kg、聚环氧琥珀酸50kg、马来酸-丙烯酸共聚物10kg、氯化锌3kg和水50kg。
32.实施例8一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠50kg、聚环氧琥珀酸40kg、马来酸-丙烯酸共聚物14kg、氯化锌0.5kg和水50kg。
33.实施例9一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠10kg、聚环氧琥珀酸40kg、马来酸-丙烯酸共聚物20kg、氯化锌3kg和水55kg。
34.实施例10一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠30kg、聚环氧琥珀酸50kg、马来酸-丙烯酸共聚物16kg、氯化锌0.5kg和水60kg，苯并三氮唑0.5g，荧光示踪剂5g。
35.实施例11一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠40kg、聚环氧琥珀酸10kg、马来酸-丙烯酸共聚物14kg、氯化锌10kg和水65kg。苯并三氮唑1g，荧光示踪剂5g。
36.实施例12一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠50kg、聚环氧琥珀酸30kg、马来酸-丙烯酸共聚物10kg、氯化锌5kg和水60kg，苯并三氮唑2g，荧光示踪剂7g。
37.实施例13一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠10kg、聚环氧琥珀酸50kg、马来酸-丙烯酸共聚物10kg、氯化锌5kg和水40kg，苯并三氮唑3g，荧光示踪剂7g。
38.实施例14一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠30kg、聚环氧琥珀酸40kg、马来酸-丙烯酸共聚物10kg、氯化锌10kg和水55kg，苯并三氮唑4g，荧光示踪剂10g。
39.实施例15一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠40kg、聚环氧琥珀酸30kg、马来酸-丙烯酸共聚物20kg、氯化锌0.5kg和水50kg，苯并三氮唑5g，荧光示踪剂10g。
40.实施例16一种多组分循环冷却水用水处理剂，包括酒石酸钠50kg、聚环氧琥珀酸10kg、马来酸-丙烯酸共聚物16kg、氯化锌3kg和水60kg，苯并三氮唑5g，荧光示踪剂10g。
41.性能检测试验：将实施例1～16制备的多组分循环冷却水用水处理剂进行检测，具体检测方法如下：1)将含一定质量浓度药剂的不同体积的钢厂水ρ(ca
2+
)＝192mg/l，ρ(hco
3-)＝200mg/l，分别通过动态模拟系统浓缩6、7、8倍，分别采用水处理剂用量为25mg/l和30mg/l
时，于(80+1)
°
c水浴下进行浓缩，浓缩后控制溶液的温度在(90
±
2.5)
°
c左右，继续在(80
±
1)
°
c恒温8h后取出，冷却、过滤后，测定过滤液ca
2+
含量。
42.2)在高离子浓度条件下的静态阻碳酸钙垢性能测试在水处理剂用量为350mg/l时，ρ(ca2+)＝1000mg/l，ρ(hco3-)＝1000mg/l，(均以caco3计)的500ml水样(ph＝8.5)加入容量瓶中，在(80
±
1)
°
c恒温8h后取出，冷却过滤后，测定过滤液ca
2+
含量。
43.2)在高离子浓度条件下的静态腐蚀实验性能测试在水处理剂用量为350mg/l时，ρ(ca2+)＝1000mg/l，ρ(hco3-)＝1000mg/l，(均以caco3计)ph＝8.5，反应温度为(40
±
1)
°
c，采用旋转挂片腐蚀法，反应时间为72h，挂片材质为20
#
碳钢。
44.表1性能检测表
从表1中的数据可知，本技术技术复配方案优化了多组分循环冷却水用水处理剂的组成，降低了水处理剂的使用量并且提高了水处理剂在多组分下的稳定缓蚀阻垢性能。
45.结合实例1~16，本复配方案在不同浓缩倍率下均具有良好的阻垢缓蚀性能，且在高离子浓度的水质条件下，阻垢性能和缓蚀性能较为稳定。
46.结合实例10~16，复配方案中苯并三氮唑的加入并未对复配方案的阻垢性能造成负面影响。
47.结合实例10~16，复配方案中加入不同量的荧光示踪剂并未对复配体系的阻垢缓蚀效果造成负面影响。
48.结合实例1~16，本复配方案对多组分以及高离子浓度水质条件下均具有一定的适用效果，且具有较好的阻垢性能与缓蚀性能。
49.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.一种多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于：包括以下重量份物质：酒石酸钠10~50份；聚环氧琥珀酸10~50份；马来酸-丙烯酸共聚物10~20份；氯化锌0.5~10份；水1~50份。2.根据权利要求1所述的一种多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于：包括以下重量份物质：酒石酸钠40份；聚环氧琥珀酸35份；马来酸-丙烯酸共聚物15份；氯化锌3份；水1.5份。3.根据权利要求1所述的一种多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于：所述的一种多组分循环冷却水用水处理剂还应包括0.5~5重量份的有机物，所述有机物包括苯并三氮唑。4.根据权利要求1所述的一种多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于：所述的一种多组分循环冷却水用水处理剂还应包括5~10份，所述荧光示踪剂按质量比1：3.5~5.5混合的8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠和烯丙基缩水甘油醚。5.根据权利要求5所述的多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于，所述混合物为多组分改性荧光示踪剂，所述多组分改性荧光示踪剂用以下方案制成：取8-羟基-1,3,6-芘三磺酸三钠溶于甲醇溶液，搅拌均匀后加入烯丙基缩水甘油醚，搅拌混合调节ph至9.5，保温反应静置冷却至室温；收取反应物并旋蒸，得到旋蒸固体干燥研磨制备得到多组分改性荧光示踪剂。6.根据权利要求1所述的多组分循环冷却水用水处理剂，其特征在于，所述聚环氧琥珀酸与马来酸-丙烯酸共聚物均为无磷水处理剂。

技术总结
本专利涉及水处理剂技术领域，尤其是涉及一种多组分循环冷却水无磷水处理剂复配方案。一种多组分循环冷却水用水处理剂配方，包括如下重量份物质：酒石酸钠10~50份；聚环氧琥珀酸10~50份；马来酸-丙烯酸共聚物10~20份；氯化锌0.5~10份；水1~50份。本申请通过优化了多组分循环冷却水水处理剂配方组成，通过聚环氧琥珀酸和马来酸-丙烯酸共聚物的络合分散性能、阈值效应以及药剂间良好的协同效应，改善了水处理剂配方的效果。理剂配方的效果。


技术研发人员：屈凌波 孟德阳 胡之阳 李涛 任保增 敬元元 王志清
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/10/7