公布日：2023.10.17

申請日：2023.03.31

分類號：C02F5/08(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F103/02(2006.01)N

摘要

本發明提供了一種抑制工業水系統中的硫酸鋇結垢的方法，該方法包括：(i)在含水介質中混合(a)氯化鋇和(b)硫酸鐵和/或硫酸鋁，以形成包含硫酸鋇的混合物，(ii)使該混合物老化，以形成包含硫酸鋇晶種和該含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽和/或鋁鹽的組合物，以及(iii)將該組合物的至少一部分添加到該工業水系統的水中，以抑制該工業水系統中的硫酸鋇結垢。本發明的方法可用于使水冷卻塔的冷卻水排放物再循環。

權利要求書

1.一種抑制工業水系統中的硫酸鋇結垢的方法，所述方法包括：(i)在含水介質中混合(a)氯化鋇和(b)硫酸鐵、硫酸鋁或它們的組合，以產生包含硫酸鋇的混合物；(ii)使包含硫酸鋇的所述混合物老化，以產生包含硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的組合物；以及(iii)將包含所述硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的所述組合物的至少一部分添加到所述工業水系統的水中，以形成經處理的水，從而抑制所述工業水系統中的硫酸鋇結垢。

2.根據權利要求1所述的方法，所述方法還包括：(iv)過濾所述經處理的水以除去懸浮顆粒，從而產生過濾后的經處理的水。

3.根據權利要求2所述的方法，所述方法還包括：(v)通過反滲透來純化所述過濾后的水，以產生純化后的經處理的水。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，所述方法包括添加鐵硫酸鹽，所述鐵硫酸鹽是硫酸鐵、聚合硫酸鐵(PFS)或它們的組合。

5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，所述方法包括添加鋁硫酸鹽，所述鋁硫酸鹽是硫酸鋁、聚合硫酸鋁(PAS)或它們的組合。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其中所述工業水系統的所述水還包含水垢抑制劑。

7.根據權利要求6所述的方法，其中所述水垢抑制劑包括聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸、聚環氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)、氨基三亞甲基膦酸(AMP)、1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸(HEDP)、2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)、聚氨基聚醚亞甲基膦酸酯(PAPEMP)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)、六亞甲基二胺四亞甲基膦酸(HMDTMPA)、雙(六亞甲基三胺五亞甲基膦酸)(BHMTPMP)、羥基乙基氨基二(亞甲基膦酸)(HEMPA)、羥基膦酰基乙酸(HPA)、膦基琥珀酸低聚物(PSO)、它們的鹽或它們的組合。

8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述工業水系統的所述水還包含聚合物分散劑。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述聚合物分散劑包含至少一種單體組分，所述至少一種單體組分是丙烯酰胺基甲磺酸、(二甲基(2-氧代丁-3-烯-1-基)銨基)甲磺酸酯、烯丙氧基聚乙氧基(10)磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸、丙烯酰胺叔丁基磺酸酯、4-(烯丙氧基)苯磺酸、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸、烯丙基羥基丙烷磺酸、它們的鹽或它們的組合。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述聚合物分散劑還包含至少一種單體組分，所述至少一種單體組分是(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸酐、巴豆酸、丙烯酰胺基乙醇酸、水楊酸丙烯酰胺基乙醇酸、烯丙基丙二酸二甲酯、丙烯酸2-羧基乙酯、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸、它們的鹽或它們的組合。

11.根據權利要求1-10中任一項所述的方法，其中在用包含所述硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的所述組合物處理之前，使所述工業水系統的所述水中的硫酸鋇過飽和。

12.根據權利要求1-11中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約10μm至約100μm的孔徑的過濾器來過濾所述經處理的水。

13.根據權利要求1-12中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約0.1μm至約10μm的孔徑的微過濾器來過濾所述經處理的水。

14.根據權利要求1-13中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約1nm至約0.1μm的孔徑的納米過濾器來過濾所述經處理的水。

15.根據權利要求1-14中任一項所述的方法，其中所述工業水系統包括冷卻系統、鍋爐系統、加熱系統、膜系統、造紙系統、增濕系統、回收系統或水凈化系統。

16.根據權利要求1-14中任一項所述的方法，其中所述工業水系統包括冷卻水系統。

17.根據權利要求1-16中任一項所述的方法，其中所述工業水系統的所述水包括冷卻水排放物。

18.根據權利要求2-17中任一項所述的方法，其中所述過濾后的經處理的水具有小于約0.12mg/L的鋇濃度。

19.根據權利要求2-17中任一項所述的方法，其中所述過濾后的經處理的水具有小于約0.1mg/L的鋇濃度。

20.根據權利要求1-19中任一項所述的方法，所述方法包括使所述經處理的水再循環回到所述工業水系統中。

21.一種使水冷卻塔的冷卻水排放物再循環的方法，所述方法包括：(i)在含水介質中混合(a)氯化鋇和(b)硫酸鐵和/或硫酸鋁，以形成包含硫酸鋇的混合物；(ii)使包含硫酸鋇的所述混合物老化，以形成包含硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的組合物；以及(iii)將包含所述硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的所述組合物的至少一部分添加到所述冷卻水排放物中，以形成經處理的冷卻水排放物，從而抑制所述水冷卻塔中的硫酸鋇結垢。

22.根據權利要求21所述的方法，所述方法還包括：(iv)過濾所述經處理的冷卻水排放物以除去懸浮顆粒，從而形成過濾后的經處理的冷卻水排放物。

23.根據權利要求22所述的方法，所述方法還包括：(v)通過反滲透來純化所述過濾后的冷卻水排放物，以提供純化后的經處理的冷卻水排放物。

24.根據權利要求21-23中任一項所述的方法，所述方法包括添加鐵硫酸鹽，所述鐵硫酸鹽是硫酸鐵、聚合硫酸鐵(PFS)或它們的組合。

25.根據權利要求21-24中任一項所述的方法，所述方法包括添加鋁硫酸鹽，所述鋁硫酸鹽是硫酸鋁、聚合硫酸鋁(PAS)或它們的組合。

26.根據權利要求21-25中任一項所述的方法，其中所述冷卻水排放物還包含水垢抑制劑。

27.根據權利要求26所述的方法，其中所述水垢抑制劑包括聚馬來酸、聚(甲基)丙烯酸、聚環氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP)、氨基三亞甲基膦酸(AMP)、1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸(HEDP)、2-膦酰基丁烷-1，2，4-三羧酸(PBTC)、聚氨基聚醚亞甲基膦酸酯(PAPEMP)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)、二亞乙基三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)、六亞甲基二胺四亞甲基膦酸(HMDTMPA)、雙(六亞甲基三胺五亞甲基膦酸)(BHMTPMP)、羥基乙基氨基二(亞甲基膦酸)(HEMPA)、羥基膦酰基乙酸(HPA)、膦基琥珀酸低聚物(PSO)、它們的鹽或它們的組合。

28.根據權利要求21-27中任一項所述的方法，其中所述冷卻水排放物還包含聚合物分散劑。

29.根據權利要求28所述的方法，其中所述聚合物分散劑包含至少一種單體組分，所述至少一種單體組分是丙烯酰胺基甲磺酸、(二甲基(2-氧代丁-3-烯-1-基)銨基)甲磺酸酯、烯丙氧基聚乙氧基(10)磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸、丙烯酰胺叔丁基磺酸酯、4-(烯丙氧基)苯磺酸、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、甲代烯丙基磺酸、烯丙基羥基丙烷磺酸、它們的鹽或它們的組合。

30.根據權利要求29所述的方法，其中所述聚合物分散劑還包含至少一種單體組分，所述至少一種單體組分是(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、衣康酸、馬來酸酐、巴豆酸、丙烯酰胺基乙醇酸、水楊酸丙烯酰胺基乙醇酸、烯丙基丙二酸二甲酯、丙烯酸2-羧基乙酯、3-丙烯酰胺基-3-甲基丁酸、它們的鹽或它們的組合。

31.根據權利要求21-30中任一項所述的方法，其中在用包含所述硫酸鋇晶種和所述含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽、鋁鹽或它們的組合的所述組合物處理之前，使所述水冷卻塔的所述冷卻水排放物中的硫酸鋇過飽和。

32.根據權利要求21-31中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約10μm至約100μm的孔徑的過濾器來過濾所述經處理的冷卻水排放物。

33.根據權利要求21-32中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約0.1μm至約10μm的孔徑的微過濾器來過濾所述經處理的冷卻水排放物。

34.根據權利要求21-33中任一項所述的方法，所述方法包括用具有約1nm至約0.1μm的孔徑的納米過濾器來過濾所述經處理的冷卻水排放物。

35.根據權利要求22-34中任一項所述的方法，其中所述過濾后的經處理的冷卻水排放物具有小于約0.12mg/L的鋇濃度。

36.根據權利要求22-34中任一項所述的方法，其中所述過濾后的經處理的冷卻水排放物具有小于約0.1mg/L的鋇濃度。

37.根據權利要求23-36中任一項所述的方法，所述方法包括使所述經處理的水再循環回到所述冷卻水排放物中。

發明內容

本發明提供了一種抑制工業水系統中的硫酸鋇結垢的方法，該方法優選地包括：(i)在含水介質中混合(a)氯化鋇和(b)硫酸鐵和/或硫酸鋁，以形成含有硫酸鋇的混合物；(ii)使含有硫酸鋇的該混合物老化，以形成包含硫酸鋇晶種和該含水介質中的一種或多種可溶鐵鹽和/或鋁鹽的組合物；以及(iii)將包含該硫酸鋇晶種和該含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽和/或鋁鹽的該組合物的至少一部分添加到該工業水系統的水中，以形成經處理的水，從而抑制該工業水系統中的硫酸鋇結垢。

本發明還提供了一種使水冷卻塔的冷卻水排放物再循環的方法，該方法優選地包括：(i)在含水介質中混合(a)氯化鋇和(b)硫酸鐵和/或硫酸鋁，以形成含有硫酸鋇的混合物；(ii)使含有硫酸鋇的該混合物老化，以形成包含硫酸鋇晶種和該含水介質中的一種或多種可溶鐵鹽和/或鋁鹽的組合物；以及(iii)將包含該硫酸鋇晶種和該含水介質中的一種或多種可溶性鐵鹽和/或鋁鹽的該組合物的至少一部分添加到該冷卻水排放物中，以形成經處理的冷卻水排放物，從而抑制該水冷卻塔中的硫酸鋇結垢。

（發明人：金寧;H·蘇;S·王）