[发明专利]封闭式供水系统中防止盐类沉积的方法

说明书

本发明属于一种封闭式供水系统中防止矿物盐沉积的方法，譬如可以应用在高炉或转炉煤气清洗的闭路供水循环中，应用在选矿及烧结厂水的循环系统以及热电厂和铸铁浇铸机的水力除灭系统中。

各种生产用的封闭式供水系统中对水的使用，往往会伴有水中矿物盐的浓缩和累积。在最复杂条件下工作的封闭式生产供水系统中，在使用时会有难溶的矿物盐进到水中。这种系统中的水质与生产形式有关，其特点在于含碳酸盐的硬度高（可达10～25毫克当量/升）以及过量二氧化碳气的存在或高的水合钙含碱性（可达60毫克当量/升）。此时由于会有大量的盐不断地进入有限体积的水中，便会导致水中盐的浓度迅速地增加。其结果是使难溶的矿物盐结晶并在供水系统的设备及管道中形成致密的盐沉积。该沉积的增长速度每年可达30～100毫米。

目前同盐类沉积作斗争的方法是：周期性地将所形成的沉积物清除并对水进行化学处理，以便防止（抑制）沉积物的形成。

在封闭式供水系统中，当小直径（小于50毫米）的管道中积有大量盐类沉积物时，需要更换新的管道。在直径50-300毫米的管道中去除盐类沉积物，是靠加压至10兆巴以致更高的水实现的。在直径400-1200毫米的管道中清除盐类沉积物，是靠将钢球送入管道中实现的，靠估算好的水流量的作用使钢球产生振动并将盐类沉积物从管道壁上打击下来（参见Kogec    C.E.所著《Очистка    и    повторное    использование    сточных    вод    на    ураль》，

1968，Среднее-уральское    книжное    издательство，（斯维尔德洛夫出版），P.P88-101）。这种方法能使设备维持在正常工作状态，但要求周期性地停工检修，而且劳动量繁重。

已知的还有一种防止盐类沉积的方法，是在水中加入无机磷酸盐及以此为基质的成分（参见K.Bapake等人所著《Технические    записки    по    проблемам    воды》第1册，1983，Стройиздат（莫斯科出版），P.394-395）。无机磷酸盐可以延缓难溶盐类形成晶核的过程，从而使溶液保持在过饱和状态。这种方法是很有效的，但其应用受到局限，因为要将周转水泄去一部分，所以不可能在封闭式供水系统的条件下应用。

已知的另一种防止盐类沉积的方法是用含有二氧化碳的高炉废气使水增碳（参见《建筑标准和规程》，第二部分，04组，文件09，1984，建筑出版社（莫斯科），P.69-70）。实现这种方法的基础是靠水对二氧化碳气的饱和以阻止碳酸氢盐在水中的分解，其结果就能抑制碳酸钙的结晶。这种方法具有很高的效率，但也不能应用在封闭式供水系统中，因为受处理水的碳酸盐硬度已接近约5.0毫克当量/升的极限。

已知的防止盐类沉积的另外一些方法是在水中加入有机磷酸盐（参见美国专利3，733，270）和有机氨基磷酸盐（参见美国专利3，809，654）。这些方法在周转供水系统中的应用具有很高的效率。它们是建立在有机磷酸盐和有机氨基磷酸盐具有抑制难溶矿物盐结晶性能基础上的。虽然这些化合物通过对晶核的作用能够阻止盐类晶体结构的形成，但其应用因封闭式供水系统中受处理水的碳酸盐硬度指标为7.5毫克当量/升所限。

因此，通过对已有各种封闭式供水系统中防止盐类沉积方法所作分析表明，对于由生产过程中将难溶的矿物盐排入水中的水循环系统，而且周转水的质量特性为碳酸盐硬度10-25毫克当量/升或水合钙含碱性达60毫克当量/升的水循环系统来说，防止盐类沉积的问题并未得到解决。属于这类供水系统的校焊呗蜃浩逑吹闹茏┧?选矿及烧结厂的供水系统;热电厂和铸铁浇铸机的水力除灰系统，以及其它一些系统。

本发明的目的是提出一种在封闭式供水系统中能保证比已有技术效率高的防止形成盐类沉积的方法。

本发明提出的目的是通过建立一种在封闭式供水系统中通过抑制矿物盐的沉积而防止盐类沉积的方法来达到的，其特征在于包括以下连续作用步骤：

-促使难溶的矿物盐结晶;

-为使难溶的矿物盐沉淀并从供水系统中排出而将水澄清;

-通过在水中加入0.1～12.0毫克/升的抑制剂而抑制盐的沉积，该抑制剂所含成分的重量百分比为：

硝基三甲基膦酸或其碱金属盐或铵盐    40-70

甲基亚胺基二甲基膦酸或其碱金属盐或铵盐    20-50

亚磷酸或其碱金属盐或铵盐    10-40