公布日：2022.06.24
申請日：2022.04.29
分類號：C02F5/14(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑及其制備方法，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，阻垢劑成分包括：2‑磷酸基‑1，2，4‑三羧酸丁烷10‑15％，水解聚馬來酸酐20‑30％，羥基乙叉二膦酸二鈉10‑15％，聚丙烯酸10‑20％，引發(fā)劑3‑5％，還原劑2‑5％，水10‑45％；所述制備方法是，加入水解聚馬來酸酐、還原劑、水，加熱攪拌，通入氮?dú)�，升溫，�?/span>2‑磷酸基‑1，2，4‑三羧酸丁烷、羥基乙叉二膦酸二鈉、聚丙烯酸、引發(fā)劑混合溶液加入到反應(yīng)釜中，攪拌，保溫，冷卻，得到淡黃色透明液體；本發(fā)明的阻垢劑碳酸鈣阻垢率為90％以上，有效提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低清洗頻度。
權(quán)利要求書
1.一種廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑，其特征是，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，其成分包括：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10-15％，水解聚馬來酸酐20-30％，羥基乙叉二膦酸二鈉10-15％，聚丙烯酸10-20％，引發(fā)劑3-5％，還原劑2-5％，水10-45％。
2.如權(quán)利要求1所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑，其特征是，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。
3.如權(quán)利要求1所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑，其特征是，所述還原劑為亞硫酸氫鈉。
4.一種如權(quán)利要求1-3任一所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，其特征是，包括以下步驟：S1：按原料重量百分比準(zhǔn)備反應(yīng)原料；S2：按配料比向反應(yīng)釜中加入水解聚馬來酸酐、還原劑、水，加熱攪拌；S3：達(dá)到一定溫度，向反應(yīng)裝置中通入氮?dú)猓?/span>S4：升溫到一定溫度，恒溫，將2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羥基乙叉二膦酸二鈉、聚丙烯酸、引發(fā)劑混合溶液加入到反應(yīng)釜中；S5：攪拌反應(yīng)一段時間，攪拌完成后保溫一段時間，自然冷卻至室溫，得到淡黃色透明液體。
5.如權(quán)利要求4所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，其特征是，步驟S3中的一定溫度為45-55℃。
6.如權(quán)利要求4所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，其特征是，步驟S4中的一定溫度為60-70℃。
7.如權(quán)利要求4所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，其特征是，步驟S5中攪拌反應(yīng)一段時間為2.5-3.5h。
8.如權(quán)利要求4所述的廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，其特征是，步驟S5中保溫一段時間為20-40min。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑及其制備方法，解決廢紙?jiān)偕旒埖膹U水顆粒污泥鈣化嚴(yán)重、活性降低的問題，有效抑制碳酸鈣沉淀產(chǎn)生，避免污泥床板結(jié)。
本發(fā)明的內(nèi)容包括提出了一種廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計(jì)，其成分包括：2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷10-15％，水解聚馬來酸酐20-30％，羥基乙叉二膦酸二鈉10-15％，聚丙烯酸10-20％，引發(fā)劑3-5％，還原劑2-5％，水10-45％。
進(jìn)一步地，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。
進(jìn)一步地，所述還原劑為亞硫酸氫鈉。
進(jìn)一步地，所述2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷(即PBTCA)，其同時含有磷酸基和羧基兩種基團(tuán)，這兩種基團(tuán)可以通過吸附溶液中的成垢離子，有效防止成垢離子成垢析出；且磷酸基團(tuán)及羧基在溶液中形成長鏈狀陰離子，結(jié)垢顆�？梢晕介L鏈陰離子，與金屬離子發(fā)生置換，顆粒帶相同負(fù)電荷通過靜電排斥作用后分散，可有效阻止垢的析出。
進(jìn)一步地，所述水解聚馬來酸酐(即HPMA)，對碳酸鹽有良好的阻垢效果，可以分散碳酸鈣、磷酸鈣微晶，阻垢時間可達(dá)100h，兼有晶格畸變和閾值效應(yīng)，有良好的抑制水垢生成和剝離老垢的作用。
進(jìn)一步地，所述羥基乙叉二膦酸二鈉(即HEDP·Na2)，能與鐵、銅、鋅等多種金屬離子形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，尤其是能與鈣離子形成六圓環(huán)螯合物，能溶解金屬表面的氧化物；且羥基乙叉二膦酸二鈉中有機(jī)膦酸基團(tuán)吸附在碳酸鈣晶體表面，從而抑制晶體的生長，使晶格畸變，同時有機(jī)膦酸基團(tuán)與溶液中的部分鈣離子通過螯合作用形成穩(wěn)定的可溶性螯合物，防止其析出結(jié)垢。
進(jìn)一步地，所述聚丙烯酸(即PAA)，不僅具有阻垢性能，還具有分散作用。
進(jìn)一步地，所述水解聚馬來酸酐與聚丙烯酸復(fù)合，具有較強(qiáng)分散作用可與鈣、鎂離子形成絡(luò)合物混入無機(jī)鹽晶格內(nèi)使沉淀物流態(tài)化。
進(jìn)一步地，所述羥基乙叉二膦酸二鈉與聚丙烯酸復(fù)合能顯著影響垢樣的微觀形貌和晶相組成。
進(jìn)一步地，所述2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷與羥基乙叉二膦酸二鈉二者復(fù)合具有加和效應(yīng)，可以使結(jié)垢產(chǎn)物變得疏松，抑制垢晶生長，并使結(jié)垢產(chǎn)物減少。
進(jìn)一步地，所述水解聚馬來酸酐、羥基乙叉二膦酸二鈉、聚丙烯酸復(fù)合可以改變垢在水中的性狀，使垢不易生長、粘附，使垢樣容易在水中懸浮而隨水流走，達(dá)到阻垢的效果。
一種廢紙?jiān)旒垙U水系統(tǒng)用阻垢劑的制備方法，包括以下步驟：
S1：按原料重量百分比準(zhǔn)備反應(yīng)原料；
S2：按配料比向反應(yīng)釜中加入水解聚馬來酸酐、亞硫酸氫鈉、水，加熱攪拌；
S3：達(dá)到一定溫度，向反應(yīng)裝置中通入氮?dú)猓?/span>
S4：升溫到一定溫度，恒溫，將2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷、羥基乙叉二膦酸二鈉、聚丙烯酸、過硫酸銨混合溶液加入到反應(yīng)釜中；
S5：攪拌反應(yīng)一段時間，攪拌完成后保溫一段時間，自然冷卻至室溫，得到淡黃色透明液體。
進(jìn)一步地，所述步驟S3中的一定溫度為45-55℃，步驟S4中的一定溫度為60-70℃，步驟S5中攪拌反應(yīng)一段時間為2.5-3.5h，步驟S5中保溫一段時間為20-40min。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明阻垢劑阻鈣垢效果較好、有效濃度低，穩(wěn)定性較好，在溫度30-50℃、pH4.0-10.0的水環(huán)境中均能穩(wěn)定阻垢。
(2)本發(fā)明阻垢劑能應(yīng)用于造紙廠回用水系統(tǒng)、白水系統(tǒng)、漿料系統(tǒng)、真空泵系統(tǒng)、厭氧塔系統(tǒng)、熱交換器等易結(jié)垢部位。
(3)本發(fā)明阻垢劑能有效控制無機(jī)物結(jié)垢，特別是鈣離子結(jié)垢，不與鐵鋁氧化物及硅化物凝聚形成不溶物，抑制水垢附著。
(4)本發(fā)明阻垢劑能通過抑制垢類形成與沉積，延緩其沉積和堵塞管路，提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低清洗頻度。
（發(fā)明人：徐輝;王馨悅;羅含;任玉;張四維;周昌群）
