除去和减少结垢的方法技术

本发明专利技术涉及在处理系统中改进结垢的消除。所述方法除去现有结垢同时还消除积聚。本发明专利技术涉及磷酸盐和硫酸盐结垢。本发明专利技术还用于改进防垢而无需进行任何pH调节。所述方法提供列出的所有因素而不会损害可用于系统中的膜的完整性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在处理系统中改进磷酸钙结垢的消除。本专利技术还考虑到改进防垢，以便在不调节PH时系统中也没有积聚。而且，本专利技术决不会损害在系统中使用膜时的膜的完整性。
技术介绍
磷酸钙结垢在众多エ业中得到越来越多的关注，但在使用膜来浄化和过滤的エ业中最为重要。由于新的市政施用和水源上的变化，膜经营者已发现磷酸钙结垢的増加，并需要消除该结垢积聚的有效安全方法。控制包含磷酸钙的结垢的传统方法是加入酸，上述酸很有效，但具有ー些缺点，首先，它会对膜有害或在需要替换前减少使用时间，第二，对于大型系统来说它成本过高，最后，存在高流量、高压的酸进料系统中与使用酸相关的安全性。这就是为什么企业努力开发用作抗垢剂，特别是对于磷酸盐结垢的抗垢剂的新技木。在膜类水净化的方法中示例了在系统中防止磷酸钙结垢，其中使用抗垢剂防止磷酸钙结垢即便取得也只取得了有限的成功。造成该失败的因素包括磷酸钙的多种形式、膜表面的轻微负电荷、以及向具有磷酸钙结垢趋势的水中加入膦酸盐和磷酸盐的负面效果。本专利技术为可用于膜类水浄化及范围广泛的其它应用中的成功的磷酸盐、硫酸盐和钙抑制齐U。在一个实施方式中，本专利技术与膜系统一起使用。在另ー个实施方式中，本专利技术作为三甲基甘氨酸盐酸盐或替代盐如三甲基甘氨酸-氢氧化钾或三甲基甘氨酸-柠檬酸被用作除垢齐U。在其他实施方式中用作膜性能增强剂。
技术实现思路
本专利技术包括向系统中加入有效量的三甲基甘氨酸的溶液以消除结垢的积聚或减少现有结垢积聚。所述溶液包含化学式为C5H11NO2 · HCl的组合物(composition)，如三甲基甘氨酸盐酸盐、羧甲基、三甲基氯化铵和N，N, N-三甲基甘氨酸盐酸盐。三甲基甘氨酸目前用作农产品，通常用水从甜菜糖蜜中提取。至今三甲基甘氨酸的主要应用是家畜饲料添加剂、人体营养补剂、植物营养和化学试剂。在防垢组合物的发展及使用过程中，人们发现在具有以磷酸盐集中物结垢的剂量的不同浓度的三甲基甘氨酸盐酸盐在控制磷酸钙结垢形成上很有效。三甲基甘氨酸是具有由单个亚甲基基团分开井分别由氯化物和质子平衡的三甲基铵基团(阳离子)和羧酸基团(阴离子)的两性离子小分子(正电荷和负电荷在同一分子上，导致没有整体形式分子的电荷)。典型地，由于典型的阳离子分子和聚合物的结垢潜力，不将含阳离子的抗垢剂用于膜系统中。然而，因键角和键长以及由于分子内库仑カ引起的局部电荷的中和，三甲基甘氨酸的阳离子与阴离子的邻近对膜的相容性给予了支持。已完成实际的膜相容性研究，表明了在低剂量浓度与高剂量浓度下的膜相容性。本专利技术描述了以下重要方面I.本专利技术的优点是消除了结垢在系统内的积聚。2.本专利技术的优点是帮助系统除垢。3.本专利技术的优点是在不妨碍膜或过滤系统的性能的同时提供改进的防垢能力。4.本专利技术的优点是对包含磷酸钙的大范围的结垢形式具有有效作用。5.本专利技术的优点是消除系统内结垢的积聚而不需调节pH。 具体实施例方式本专利技术为通过向系统中加入减少结垢和结垢积聚的三甲基甘氨酸组合物来减少和/或控制系统内结垢的方法。在该方法中使用的三甲基甘氨酸组合物可包含以下ー种或多种三甲基甘氨酸盐酸盐、羧甲基、甜菜碱盐酸盐、三甲基氯化铵和N，N, N-三甲基甘氨酸盐酸盐、三甲基甘氨酸-氢氧化钾和/或三甲基甘氨酸-柠檬酸。最优选的三甲基甘氨酸组合物为三甲基甘氨酸盐酸盐。本专利技术可与不同系统一起使用，且在ー个实施方式中，它被用于水净化系统。该系统考虑了在过程中对膜的安全使用。本专利技术允许膜保持其完整性，并也可通过减少可影响膜的任何结垢来増加其效果。该方法具有以与系统中的结垢浓度成比例的浓度加入三甲基甘氨酸组合物。该组合物优选以大于或等于O. 2ppm的浓度加入。该组合物也可以等于或小于25ppm的浓度加入。除了三甲基甘氨酸组合物，本专利技术也可使用一种或多种防垢或净化组合物。该方法可用于磷酸盐或硫酸盐结垢。本专利技术中的三甲基甘氨酸组合物可为两性离子分子。该两性离子分子可具有由带有氯化物基团的单个亚甲基连接的三甲基铵基团和羧酸盐基团。本专利技术中的三甲基甘氨酸组合物可连续地或间歇地加入到处理系统中。本专利技术还考虑到加入三甲基甘氨酸组合物并总之消除任何pH调节的需要。实施例可參照以下实施例更好地理解上文，该实施例的目的是说明用于实施本专利技术的方法，并不是为了限制本专利技术的范围。本实验在25摄氏度下和45分钟的诱导期内进行。该过程包括在装有搅拌棒的锥形瓶中使用130ml的去离子水，加入含有1.0M NaCl (25ml)、O.IM Na2HPO4 (O. 016ml)和O. IM CaCl2 (40. Oml)离子的标准溶液。如果评价防垢剂，则在此步骤中通过向试验中加入适宜体积的去离子水以保持所有总体积相同从而保持离子浓度相同地加入防垢剂。之后使用掌上型浊度计测量浊度(将取出的用于测量的部分倒回母液中)，并使用VWRSymphony pH计测量pH。在45分钟后，再次测量浊度和pH，随后加入O. IM的Na2HP04。最后，重复以上步骤，直到在45分钟的周期结束后的浊度测得高于2. 0NTU，|而结束该水化学实验。最終，将来自组实验的收集数据用于确认ATMP( I和12. 5ppm)、AA/AMPS(8. 25ppm)和TMG HCl (O. 8和IOppm)的临界磷酸盐浓度的结垢开始和结垢破坏。表I提供了数据汇总以证明TMG的效果和在某种程度上AMP的无效。AA/AMPS为用于冷却水和锅炉应用的磷酸钙抗垢剂，在确保膜相容性的低浓度下具有膜应用中的使用限制。I结垢开始(NTU>0.3 )时 |_结垢破坏(NTU>2.0 )时的磷酸盐浓度_的磷酸盐浓度对照O ppm 3448.5 AMPI Dpm 3448.5 12.5 gpm 19.438.8 AA/AMPS 8.25 opm 38.858.1 TMGHCl 0.8 opm 43.653.3_IO ppm 1 53.3_「62.9_表I对于不同实验的临界磷酸盐浓度的汇总进行后续实验组以确定在第一组中观察到的效果是来自磷酸钙结垢的减少还是来自溶液PH的变化。除了重复对照与TMG HCl的操作，通过将pH调节为与IOppm的TMGHCl相同来准备第三个实验。水化学与实验程序与实施例I中所用的过程相同。该结果证明了 TMG HCl控制磷酸钙结垢(集聚)的开始并以相同方式減少其生长的效果。 I结垢开始(NTU>0.3 )时 I结垢破坏(NTU>2.0 )时 的磷酸盐浓度的磷酸盐浓度 对照Oppm 24.343.6HCl38.853.3 TMG HCl I0_2pm [53.3I 62.9_表2对于不同实验的临界磷酸盐浓度的汇总对于IOppm的三甲基甘氨酸的磷酸盐测试进行测试以确定在IOppm的TMG HCl的存在下结垢开始时存在的磷酸盐类型。进行该实验至加入53. 3ppm的磷酸盐以提供6. 96的pH和O. 74的浊度。由显示95%的总磷酸盐测得为正磷酸盐的数据确证了 TMG作为磷酸钙结垢抑制剂的效果。该数据表明发生了结垢，但三甲基甘氨酸抑制了其生长。 磷酸盐类型过滤的未过滤的 全部54. 5ppm 55. 5ppm无机52. 552. 5 正52.053.0表3通过过滤和未过滤方法测得的磷酸盐水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·H·莫里斯三世，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：