專利名稱：連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑的制作方法
技術領域：
本發明屬于水處理技術領域，特別是一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑。
背景技術：
循環水系統中往往容易產生各種腐蝕現象，其產生的原因是1)氧腐蝕由于藥劑使用的系統均為半敞開式或敞開式冷卻水系統，因此水中的氧含量充分飽和。水中的氧氣在腐蝕過程中成為陰極過程的去極化劑，在碳鋼表面會產生一系列的吸氧腐蝕。
陽極反應〔1〕陰極反應 以上則是主要的電化學過程，但是在以上的過程后還會連續發生如下反應〔3〕 只要碳鋼表面接觸到含有溶解氧的介質水，以上的反應則會連續的進行下去。
2)二氧化碳腐蝕在冷卻過程中，介質水中的二氧化碳越趨于飽和。會使水中的電導率大大上升，腐蝕性也趨于增強。
在水中，游離的CO2會導致碳酸平衡的問題，其反應式如下
水中的二氧化碳越多，產生的H+越多，對碳鋼表面保護膜的破壞越大。
3)微生物影響進入系統的微生物主要來自兩個方面一是水在冷卻過程中需要引入大量空氣，微生物也隨之進入循環冷卻系統。二是冷卻水系統的補充水或多或少的也會將微生物帶進系統中。冷卻循環水系統的環境條件較為適合微生物生長。
當金屬表面上有粘泥附著時，不僅換熱效果下降，而且其下方溶解氧難于擴散，形成局部陽極；與溶解氧接觸較多的粘泥周圍部分呈陰極。在這種情況下粘泥下方往往發生局部腐蝕(點蝕)。
同時在含有較多鐵質和二氧化碳的水中，鐵細菌會大量繁殖，它們能將細胞所吸收的亞鐵氧化為高鐵，從而獲得能量，其反應式如下
當Fe(OH)3形成后，這種不溶性鐵化合物排出菌體后就會沉淀下來，形成大量棕色粘泥，并在碳鋼管壁上形成銹瘤，導致大量點蝕。
當鐵細菌大量繁殖時，系統水濁度會大大升高，鐵含量增加，系統中有棕色沉淀物產生。
密閉循環冷卻系統補充水一般都是用軟化水或純水，在設備熱交換強度大、對防止結垢要求高的情況下，一些常規的緩蝕劑(磷系等)的使用效果很差。使用的純水、軟水腐蝕性較普通工業補充水更強(R.S.I.＞10)，因此在實際操作中，通常使用一些強氧化性的無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)作為整個水質穩定劑的主劑，但這些藥劑由于存在環境可容忍性差的缺陷，盡管其使用效果好，經濟成本低，仍不可避免的面臨著淘汰。
發明內容
本發明要解決現有的連鑄軟水、煉鋼軟水系統中磷類緩蝕劑使用效果差和一些強氧化性無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)環境容忍性差的技術問題，提供一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，它兼具有緩蝕、阻垢效果好和環保等優點。
為解決上述技術問題，本發明是這樣實現的一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，其特征在于由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。
其重量百分比組成是，鉬酸鹽5-30％，有機磷酸鹽5-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
本產品是一種具有緩蝕和阻垢性能的復合藥劑，是由鉬酸鹽、有機膦酸鹽和磺酸鹽共聚物復配而成，鉬酸鹽是一種陽極氧化型緩蝕劑，且低毒。有機膦在較高溫度下運行不會水解，停留時間長。該產品使用方便，操作簡單，可廣泛應用于石油、化工、冶金、紡織等行業以軟化水、純水為介質的密閉循環冷卻水處理系統，也可用于敞開式循環冷卻水處理系統。
具體實施例方式一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。整個配方由多種緩蝕劑組份構成，這些組份不但要各自具有優良的緩蝕，而且在復合使用過程中能產生良好的協同作用，發揮最大的水質穩定功能，以達到保護管線與設備的目的。
本發明的設計思想是1)鉬酸鹽在有氧和無氧環境下均有良好的緩蝕效果，非常適合密閉系統；2)鉬酸鹽與亞硝酸鹽、磷酸鹽不同，不是細菌的營養物；3)鉬酸鹽與多種緩蝕劑、阻垢劑有良好的配伍性，存在減少用量，降低費用的可能；
4)鉬酸鹽低毒，無環保公害；本發明的具體實施例是實施例一鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例二鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占5％，有機磷酸鹽選用HEDP占5％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例三鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占40％，有機磷酸鹽選用HEDP占30％，共聚物選用PAAS占30％。
實施例四鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占30％，有機磷酸鹽選用HEDP占30％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例五鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占30％，有機磷酸鹽選用PBTCA占30％，共聚物選用PAAS占30％，去離子水余量。
實施例六鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鉀占5％，有機磷酸鹽選用HEDP占5％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例七鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占1％，去離子水余量。
實施例八鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉和鉬酸鉀各占2％，有機磷酸鹽選用PBTCA占1％，共聚物選用PAA占30％，去離子水余量。
實施例九鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占12％和鉬酸鉀占28％，有機磷酸鹽選用PBTCA占15％和HEDP占15％，共聚物選用PAA占30％。
實施例十鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成的，其重量百分比組成是，鉬酸鹽選用鉬酸鈉占12％和鉬酸鉀占28％，有機磷酸鹽選用PBTCA占15％和HEDP占15％，共聚物選用PAA占10％和PAAS占20％。
通過下列作用機理分析和各項試驗說明本發明的使用效果(1)酸鹽緩蝕機理
鉬酸鹽的作用機制是在鐵陽極上生成鐵-氧化鐵-鉬氧化物的絡合型鈍化膜，這種鈍化作用要求有溶解氧存在的情況下才能完成，如下式所示最終得到的[Fe-MoO4-Fe2O3]就是一種有緩蝕作用的鈍化膜。
(2)鉬酸鹽復合配方對鐵的腐蝕試驗(表1)
本試驗用材質為碳鋼，試驗條件為溫度50℃；試驗用水本地自來水。
(3)工業水旋轉掛片實驗a)試驗儀器RCC-I型旋轉掛片腐蝕實驗儀b)試驗條件試驗溫度 60℃試驗時間 72小時濃縮倍數 2.5試驗用水梅山煉鋼廠1#連鑄循環冷卻軟水其中PH值7.0-8.0；SS＜20mg/L；電導率＜650us/cmM-堿度＞50mg/L；總硬度＜30mg/L；Cl離子＜1000mg/LFe離子＜0.8mg/L旋轉掛片試驗結果(表2)
從表2試驗結果可以看出，3#本發明產品的腐蝕率遠遠低于國家規定的設計規范即碳鋼的腐蝕率要小于0.125mm/a，因此，3#藥劑的配方可以初步確定。
(4)梅山煉鋼廠2#連鑄軟水循環冷卻水系統現場實驗循環水量516m3/h管網壓力1.0Mpa系統保留水量350m3補水量5m3/h供水溫度＜40℃，回水溫度＜51℃。
藥劑濃度200ppm試驗時間90天該系統的水質見(3)工業水旋轉掛片試驗中的水質。
該系統的主要用戶為結晶器冷卻水.液面檢測計冷卻水.切割機冷卻水等。
本發明在連鑄軟水循環系統效果現場監測數據(表3)
本發明在連鑄軟水循環系統效果現場監測數據(表4)
梅山煉鋼廠補充水是長江水，具有低堿度、低硬度、等特點，是屬于腐蝕型水質。由表3、表4可見，在低離子濃度、低pH值條件下，本發明具有優良緩蝕性能和阻垢性能。
三、結論1)、以鉬酸鹽、有機瞵酸、水溶性共聚物及水復合配制的緩蝕劑可以應用于在低離子濃度、低pH值條件下的循環水系統。
2)、本發明產品在閉路軟化水循環系統投加量200～400ppm，平均緩蝕速度為0.0261mm/a，遠遠低于《工業循環冷卻水處理設計規范》(GB50050-95)規定碳鋼的腐蝕率要小于0.125mm/a，的要求。
權利要求
1.一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，其特征在于由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2-40％，有機磷酸鹽1-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
2.根據權利要求1所述的連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，其特征在于該鉬酸鹽是鉬酸鈉或鉬酸鉀中的一種或一種以上；該有機磷酸鹽是PBTCA或HEDP的一種或一種以上；該共聚物是PAA或PAAS的一種或一種以上。
3.根據權利要求2所述的連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑，其特征在于其重量百分比組成是，鉬酸鹽5-30％，有機磷酸鹽5-30％，共聚物1-30％，去離子水余量。
全文摘要
本發明屬于水處理技術領域，特別是一種連鑄軟水、煉鋼軟水系統用緩蝕阻垢劑。它由鉬酸鹽、有機磷酸鹽和共聚物復配而成，其重量百分比組成是，鉬酸鹽2－40％，有機磷酸鹽1－30％，共聚物1－30％，去離子水余量。本發明要解決現有的連鑄軟水、煉鋼軟水系統中磷類緩蝕劑使用效果差和一些強氧化性無機緩蝕劑(如重鉻酸鹽、亞硝酸鹽)環境容忍性差的技術問題，產品兼具有緩蝕、阻垢效果好和環保等優點。
文檔編號C02F5/10GK1706759SQ20041002502
公開日2005年12月14日 申請日期2004年6月9日 優先權日2004年6月9日
發明者孔祥海, 鄭志宏, 郝玉鳳, 鄧文燕, 錢敏玉 申請人:上海久安水質穩定劑廠