[發明專利]用于制氧廠循環冷卻水的阻垢緩蝕劑及方法和應用

無效

• 申請號: 200910090087.5
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101624238A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 劉雪冬;宋煥明;史玉;崔瑞明;杜雪梅;張中和
• 申請（專利權）人: 北京拓凱化工技術有限公司
• 主分類號: C02F5/14
• 分類號: C02F5/14
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳小燦

技術領域

本發明涉及工業水處理技術領域，具體的說是應用于制氧廠循環冷卻水系統中的阻垢緩蝕技術，防止管路、設備結垢和腐蝕，特別是一種用于制氧廠循環冷卻水的阻垢緩蝕劑及方法和應用。本發明的阻垢緩蝕劑為節能型低磷環保水處理藥劑。

背景技術

當今，世界面臨人口增長，生態環境惡化，水資源短缺等危機，水資源的匱乏和污染對社會穩定、經濟發展構成威脅，成為世界絕大多數國家穩定和發展面臨的最突出問題之一，節約用水，提高水資源的利用率已是當務之急。節水首先要抓住比較集中使用的工業用水，在工業用水中，冷卻水的比例最大，約占60-70％，因此，節約冷卻水就成為工業節水最緊迫的任務，冷卻水分直流冷卻水和循環冷卻水。循環冷卻水把用于冷卻后的水通過冷卻塔降溫后再用于冷卻。冷卻水循環使用后，大大節約了用水量，但由于冷卻水不斷蒸發，水中鹽類被濃縮，加上冷卻水與大氣充分接觸，溶解氧和細菌含量大大增加，導致循環冷卻水出現嚴重的結垢、腐蝕和菌澡滋生等等不利影響，直接影響設備的正常運行和設備的使用壽命，進而，直接制約著機組安全、經濟運行，嚴重時將會給企業帶來重大損失。為此，須要在冷卻水中加入水處理藥劑，如阻垢劑、緩蝕劑、殺菌滅藻劑等，來防止循環水結垢、腐蝕和菌澡滋生等。在眾多的方法中，采用化學水處理技術是當前國內外公認的工業節水最普遍使用的有效手段，同時，采取適當的水處理技術能夠對熱力設備進行防腐阻垢保護，能夠有效地延長系統設備的使用壽命。

氧是地球上一切有生命的機體賴以生存的物質。它很容易與其他物質發生化學反應而生成氧化物，在氧化反應過程中會產生大量熱量。因此，氧作為氧化劑和助燃劑在冶金、化工、能源、機械、國防工業等部門得到廣泛應用。鋼鐵企業最大的氧氣用戶是轉爐煉鋼車間，利用吹入高純氧氣，使鐵中碳及磷、硫、硅等雜質氧化，氧化產生的熱量足以維持煉鋼過程所需的溫度。由于氧在工業生產和科學技術發展中有重要用途，因此人類早已用不同方法制取氧氣。工業上制氧的方法有：化學法、電解法、吸附法和深冷法。其中深冷法最經濟，又能大量制取氧氣，因而成為目前工業上制取氧氣的主要方法。深冷法制氧是以自然界中取之不盡、用之不竭的空氣為原料，使其在低溫下液化精餾，分離為氧氣和氮氣。空氣分離裝置(通稱制氧機)就是利用深冷法分離空氣以制取氧氣和氮氣的一種機械。

空分裝置希望壓縮空氣進裝置時的溫度盡可能低，以降低空氣中的飽和水含量和主換熱器的熱負荷等。而空壓機實際上不可能實現等溫壓縮，末級壓縮后的空氣溫度在換熱冷卻后亦高達50℃。因此，空氣在空壓機后，進空分裝置前，要對空氣進行冷卻。尤其是對分子篩吸附凈化流程，由于分子篩的吸附容量與溫度有關，溫度越低，吸附容量越大。因而降低空氣溫度可以縮小吸附器的設計尺寸。在運轉時，就能保證凈化效果，或可延長切換時間，減少切換損失。因此，空氣在壓縮機后更要求預先將壓縮空氣冷卻到盡可能低的溫度，然后再進入吸附器。

目前采用的空氣預冷系統有幾種型式：帶低溫水的空氣冷卻塔，用噴淋水與空氣直接接觸來冷卻壓縮空氣。冷卻水來自兩部分：用污氮在水冷卻塔中降低冷卻水的溫度后，再用泵供至空氣冷卻塔；另一部分用冷凍機的蒸發器提供的低溫水，進一步將空氣冷卻到需要的溫度。這種冷卻方式是靠氣、液直接接觸進行換熱的。

空分設備一般用江河湖泊或地下水作為冷卻水。這種水中通常都含有懸浮物(泥沙及其他污物)以及鈣、鎂等重碳酸鹽[Ca(HCO₃)₂和Mg(HCO₃)₂]，稱為硬水。懸浮物較多時，易堵塞冷卻器的通道、過濾網及閥門等。鈣、鎂等重碳酸鹽受熱生成沉淀物，即形成一般所說的在水溫升高時易生成碳酸鈣水垢。一般水溫在45℃以上就要開始形成水垢，水溫越高越易結垢。制氧廠循環冷卻水另一特點是在低溫冷凍水和空氣冷卻塔等低溫設備結垢，水垢附著在冷卻器的管壁、空氣冷卻塔的填料、噴頭或篩孔等處，不僅影響換熱，降低冷卻效果，而且有礙冷卻水或空氣的流通，嚴重時會造成設備故障。