[发明专利]防止形成水垢的试剂和防止形成水垢的方法

说明书

发明领域

本发明涉及防止形成水垢的方法和防止形成水垢的试剂。更特别地，本发明涉及防止形成水垢的方法和防止形成水垢的试剂，它可在水体系中，在高碱性条件下(pH≥9)，在高温(大于或等于50℃并小于或等于250℃)下有效地防止形成水垢，且在锅炉内的水体系中，在生产钢的转炉集尘用的水体系中，和在生产纸浆中，在蒸煮器内与在黑液的浓缩步骤中的水体系中，有效地防止形成水垢。 

背景技术

当在水中溶解或悬浮的物质分离或沉淀并在固体表面上硬化时形成水垢。根据水体系的不同，水垢的类型不同，水垢含有各种物质，例如碳酸钙、硫酸钙、亚硫酸钙、磷酸钙、硅酸钙、硅酸镁、氢氧化镁、磷酸锌、氢氧化锌和碱式碳酸锌。水垢固定在下述各种装置的表面上：例如锅炉内的换热、管线和侧壁，在冷却水体系内的设备、垃圾的焚烧炉、在生产钢的转炉集尘用的水体系内的设备、废气脱硫器和海水脱盐装置，并引起各种问题，例如换热效率下降，装置损坏，泵的压力增加，流速下降，生产量下降，操作中断和能量利用率的损失。水垢倾向于在高碱性条件下在高温下形成，且除去所形成的水垢不容易。因此，希望在没有中断操作的情况下连续地防止水垢形成，并提出了防止形成水垢的各种方法。 

例如，作为在生产牛皮纸浆的方法中防止水垢形成的方法，该方法有效地防止在蒸煮器内部结垢现象发生的几率，提出了其中聚马来酸或其盐加入到供应至蒸煮器内的白液或黑液中的方法(专利参考文献1)。作为在生产牛皮纸浆的方法中连续防止固定到蒸煮器内部和在罐周围的管线和装置上的水垢形成的方法，提出了其中丙烯酸和衣康酸的共聚物或其盐加入到蒸煮器的蒸煮液内的方法(专利参考文献 2)。作为在生产牛皮纸浆的方法中连续防止固定到蒸煮器内部和在罐周围的管线和装置上的水垢形成的试剂，提出了含有马来酸、丙烯酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的三元共聚物的抑制水垢固定的试剂(专利参考文献3)。作为在化学纸浆形成方法中改进抑制形成钙盐水垢的方法，提出了其中膦酸衍生物的盐加入到蒸煮器内的方法(专利参考文献4)。 

然而，根据上述方法，为了获得防止水垢形成的有效效果，需要大量的试剂。因此，期望显示出较大效果的防止水垢形成的方法。由于防止水垢形成的处理剂被施加到高碱性的流体中，因此直接添加膦酸是危险的，因为它将生成中和热。为了防止危险，常规地进行的是通过中和膦酸获得的盐，并使用所得中和过的试剂。这一方法的问题在于成本高。当使用单独具有羧基的聚合物，防止形成水垢时，产生的问题是，必须以大的浓度使用该试剂。 

[专利参考文献1]日本专利申请公布No.Heisei 2(1990)-53551 

[专利参考文献2]日本专利申请特开No.Heisei4(1992)-136286 

[专利参考文献3]日本专利No.3194867 

[专利参考文献4]日本专利申请公布(Tokuhyo)No.2004-532945 

发明公开 

本发明的目的是提供防止水垢形成的方法和防止水垢形成的试剂，它可在水体系中，在高碱性条件下(pH≥9)，在高温(大于或等于50℃并小于或等于250℃)下有效地防止形成水垢，且在锅炉内的水体系中，在生产钢的转炉集尘用的水体系中，和在生产纸浆中，在蒸煮器内与在黑液的浓缩步骤中的水体系中，有效地防止形成水垢。 

为实现上述目的，发明人进行了深入研究，结果发现通过使用具有羧基的聚合物或其盐和具有膦酰基的化合物或其盐的结合物，可有效地防止在高碱性条件下、在高温下、在水体系内形成水垢。基于此完成了本发明。 

本发明提供： 

(1)在水体系中在50-250℃和pH≥9的条件下，防止形成水垢的 方法，该方法包括添加具有羧基的聚合物或其盐和具有膦酰基的化合物或其盐的结合物到水体系中； 

(2)上款(1)所述的防止形成水垢的方法，其中具有羧基的聚合物或其盐的重量用量与具有膦酰基的化合物或其盐以重量用量之比为40∶60到95∶5； 

(3)上款(1)和(2)任何一项中所述的防止形成水垢的方法，其中具有膦酰基的化合物是1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸；和 

(4)在水体系中在50-250℃和pH≥9的条件下，防止形成水垢的试剂，所述试剂包括具有羧基的聚合物或其盐和具有膦酰基的化合物或其盐的结合物。 

实施本发明的最优选的实施方案