一种适用于循环冷却水系统清洗预膜药剂及其使用方法与流程

本发明涉及冷却循环水系统的水处理领域，具体涉及一种适用于循环冷却水系统清洗预膜药剂及其使用方法。

背景技术：

1、工业循环冷却水系统在长期运行过程中，由于蒸发浓缩作用是水体中的钙镁离子浓度不断升高，再加上金属腐蚀产物、微生物繁殖形成的生物黏泥与有机物沉淀，往往会在换热器、管道及设备表面形成垢层、锈层及黏泥沉淀，导致换热效率下降、流速降低，甚至引发局部腐蚀穿孔等设备故障。

2、现有的循环水清洗预膜工艺普遍采用含磷体系，例如公开号为cn116495920a的中国专利使用磷酸盐或聚磷酸盐体系。上述体系具有一定的络合、缓蚀及成膜作用，但在预膜过程中会产生较高的总磷排放。随着排放标准日益严格，总磷排放不仅增加废水处理负担，更可能导致受纳水体富营养化，对环境造成不良影响。

3、此外，部分含磷药剂在低ph条件下易发生再沉淀，导致膜层不均匀；部分体系腐蚀性偏大，成膜周期长，对碳钢与不锈钢的保护性能有限。因此，开发一种不含磷、腐蚀率低、成膜速度快、适用于多类型循环水系统的预膜药剂成为行业迫切需求。

技术实现思路

1、为克服现有技术中清洗预膜药剂含磷、腐蚀性大、预膜时间长等问题，本发明提供一种循环水清洗预膜药剂的制备及其使用方法。该方法具备成本低、绿色环保、成膜快、成膜均匀等有点，解决了现有技术中的问题。

2、该配方通过聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、锌盐及阳离子型羧酸共聚物的共同使用，在无磷条件下实现除垢、除锈、缓蚀和成膜的综合效果。相比传统体系，本发明提供的药剂能够在较短时间内形成致密均匀的保护膜，显著降低碳钢与不锈钢的腐蚀速率，同时不产生磷排放。为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

3、一种适用于循环水清洗预膜药剂，包含以下组分：

4、锌盐；阳离子型羧酸共聚物；唑类化合物；聚天冬氨酸；水解聚马来酸酐；络合剂；浓硫酸；水。

5、所述的锌盐选自氯化锌、硫酸锌或硝酸锌中的至少一种。

6、所述的阳离子型羧酸共聚物选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-马来酸共聚物中的至少一种。

7、所述的唑类化合物为苯并三氮唑或巯基苯并噻唑中的至少一种。

8、所述的络合剂选自葡萄糖酸钠或酒石酸锑钾中的至少一种。

9、所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，各原料的质量百分数为：

10、锌盐6-15%；阳离子型羧酸共聚物1-8%；唑类化合物0.1-5%；聚天冬氨酸2~8%；

11、水解聚马来酸酐5~10%；络合剂2~10%；浓硫酸30-40%；余量为水，所述药剂的ph值为5.5～6.5。

12、一种制备所述清洗预膜药剂的方法，包括以下步骤：

13、s1：在反应釜中加入水，再缓慢加入浓硫酸，搅拌下依次加入所述唑类化合物和锌盐，溶解均匀；

14、s2：在搅拌条件下，缓慢加入所述聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、络合剂，混合均匀；

15、s3：在搅拌条件下，缓慢加入所述阳离子型羧酸共聚物，并调节ph值至5.5～6.5；

16、s4：继续搅拌均匀，得到所述清洗预膜药剂。

17、一种所述清洗预膜药剂的应用，将所述药剂加入到循环冷却水系统中，用于对系统进行清洗和预膜处理。

18、所述药剂的投加浓度为250～300 ppm，以系统保有水量计，所述清洗预膜处理在循环冷却水系统正常运行条件下进行，处理时间为24～48小时形成膜层。

19、所述清洗预膜处理过程中，控制循环水的ph值为5.5～6.5。

20、本发明的关键技术特征在于采用阳离子型羧酸共聚物、聚天冬氨酸、水解聚马来酸酐、锌盐、唑类化合物及络合剂构建无磷协同缓蚀成膜体系。阳离子型羧酸共聚物中的阳离子基团能够增强聚合物在金属表面的吸附能力，羧基能够与金属离子发生络合作用，提高保护膜的形成速度及稳定性；聚天冬氨酸具有良好的阻垢分散性能，可有效抑制钙镁盐沉积；水解聚马来酸酐能够进一步提高体系的分散能力，减少沉积物附着；锌盐能够促进金属表面形成稳定的缓蚀保护膜；唑类化合物能够提高铜及铜合金的缓蚀性能；络合剂能够稳定体系中的金属离子，提高药剂稳定性。各组分之间相互协同，使本发明药剂兼具良好的清洗、除锈、缓蚀及预膜性能。

21、本发明的清洗预膜剂具有以下优点：

22、不含磷，避免水体富营养化，符合环保要求。

23、防腐性能优异，碳钢腐蚀速率≤1.2 g/m2·h。

24、适用于各类工业循环水系统的防腐及预膜处理。

1.一种循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，包含以下组分：锌盐；阳离子型羧酸共聚物；唑类化合物；聚天冬氨酸；水解聚马来酸酐5~10%；络合剂；浓硫酸；余量为去离子水。

2.根据权利要求1所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，所述的锌盐选自氯化锌、硫酸锌或硝酸锌中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，所述的阳离子型羧酸共聚物选自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-甲基丙烯酸共聚物、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵-马来酸共聚物中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，所述的唑类化合物为苯并三氮唑或巯基苯并噻唑中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，所述的络合剂选自葡萄糖酸钠或酒石酸锑钾中的至少一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的循环冷却水系统用清洗预膜药剂，其特征在于，各原料的质量百分数为：锌盐6-15%；阳离子型羧酸共聚物1-8%；唑类化合物0.1-5%；聚天冬氨酸2~8%；水解聚马来酸酐5~10%；络合剂4~10%；浓硫酸30-40%；余量为水，所述药剂的ph值为5.5～6.5。

7.一种制备如权利要求1~6中任一项所述清洗预膜药剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

8.一种如权利要求1~6中任一项所述清洗预膜药剂的应用，其特征在于，将所述药剂加入到循环冷却水系统中，用于对系统进行清洗和预膜处理。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述药剂的投加浓度为250～300 ppm，以系统保有水量计，所述清洗预膜处理在循环冷却水系统正常运行条件下进行，处理时间为24～48小时形成膜层。

10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述清洗预膜处理过程中，控制循环水的ph值为5.5～6.5。