本發(fā)明涉及一種預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的防護(hù)方法及其所用藥劑。

背景技術(shù)：

1、為應(yīng)對日益加劇的水資源短缺挑戰(zhàn)，沿海地區(qū)的火力發(fā)電廠等工業(yè)用水大戶積極采納海水替代淡水的策略，將其作為解決沿海城市嚴(yán)重缺水問題的關(guān)鍵政策，大力推進(jìn)海水直接或循環(huán)利用等海水綜合利用技術(shù)的應(yīng)用。海水綜合利用技術(shù)在緩解水資源短缺方面取得了顯著成效，然而，該技術(shù)也面臨海水冷卻系統(tǒng)中海洋污損生物附著生長的問題，這一問題主要源于海水中存在的以雙殼類軟體生物為主的海洋污損生物，它們以攝食浮游生物、藻類和吸收水中的有機(jī)物質(zhì)為生存手段，在海水中漂浮，一旦遇到適宜的環(huán)境條件，便會在硬質(zhì)表面上附著并繁殖。

2、海水冷卻系統(tǒng)所處的運行環(huán)境特別適宜海洋污損生物的附著與繁殖。加之環(huán)境污染的加劇、水體濁度的增加以及富營養(yǎng)化現(xiàn)象，這些條件進(jìn)一步促進(jìn)了污損生物的生長。若缺乏科學(xué)的處理措施，將可能對系統(tǒng)造成嚴(yán)重的破壞。其主要影響包括：首先當(dāng)海洋污損生物大量附著繁殖時，可能會導(dǎo)致管道堵塞，進(jìn)而降低水通量；其次對于依賴海水進(jìn)行熱交換的系統(tǒng)而言，水通量的減少將影響熱交換效率，導(dǎo)致進(jìn)出水端的溫差降低，極端情況下，嚴(yán)重的堵塞甚至可能引發(fā)非計劃性的停機(jī)事故；還有就是污損生物附著點分泌的黏液對金屬具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，并且能夠加速腐蝕過程，這對系統(tǒng)的安全運行構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

3、為了解決海洋污損生物在系統(tǒng)附著滋生帶來的問題，主要采用機(jī)械法、物理法、防污涂料法、化學(xué)法和生物法等解決方法。其中，化學(xué)法和涂料法屬于預(yù)防措施，而機(jī)械法和物理法則用于去除已附著的污損?；瘜W(xué)法作為消除海洋污損生物附著的主要手段，通過通入氯氣、電解海水制氯或直接投加化學(xué)藥劑等方式進(jìn)行。這些易溶于水的化學(xué)藥劑能夠有效防止海洋污損生物在海水管路系統(tǒng)中的附著和滋生。然而，這些藥劑在海水中均勻分布，只有與海水冷卻系統(tǒng)表面接觸的部分才能發(fā)揮防附著作用，因此，在水中余氯含量超過0.5mg/l甚至更高的大劑量使用時能達(dá)到一定的效果，但不僅造成了藥劑的極大浪費，還可能引發(fā)二次環(huán)境污染。國家海水排放標(biāo)準(zhǔn)《海水冷卻水排放要求gb/t39361-2020》對排放海水中余氯含量提出了不高于0.1mg/l的限制。這對那些采用含氯的氧化性化學(xué)藥劑以防止海洋污損生物附著的單位提出了新要求，他們必須面臨在確保殺滅效果的同時，又要滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的雙重挑戰(zhàn)。尤其是在滿足余氯排放標(biāo)準(zhǔn)的情況下，防海洋污損生物附著的效果可能會受到影響，這是一個需要重點關(guān)注的新風(fēng)險。

4、為應(yīng)對海洋污損生物在系統(tǒng)中附著及繁殖所引發(fā)的問題，目前主要采取的措施包括機(jī)械法、物理法、防污涂料法、化學(xué)法以及生物法等。在這些方法中，化學(xué)法和涂料法主要起到預(yù)防作用，而機(jī)械法和物理法則用于清除已經(jīng)附著的污損生物。化學(xué)法作為主要手段，通過注入氯氣、電解海水產(chǎn)生氯或直接施用化學(xué)藥劑等方式實施。這些化學(xué)藥劑通常易溶解于水，能有效抑制海洋污損生物在海水管路系統(tǒng)中的附著和生長。然而，由于這些藥劑在海水中分布均勻，僅與系統(tǒng)表面接觸的部分能夠發(fā)揮其防附著作用，比如當(dāng)水中余氯含量超過0.5mg/l甚至更高時，可以達(dá)到一定的效果，但這種方法不僅導(dǎo)致了藥劑的大量浪費，還可能引起二次環(huán)境污染。根據(jù)海水排放標(biāo)準(zhǔn)《海水冷卻水排放要求gb/t39361-2020》的技術(shù)要求，排放海水中余氯含量不得超過0.1mg/l。這一標(biāo)準(zhǔn)對使用含氯的氧化性化學(xué)藥劑以防止海洋污損生物附著的單位提出了新的挑戰(zhàn)，他們在確保使用化學(xué)藥劑有效防止海洋污損生物附著滋生，以保證系統(tǒng)安全運行的同時，同時亦需承擔(dān)社會責(zé)任，確保符合排放標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)盡到社會責(zé)任滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，這雙重要求構(gòu)成了一個需要特別關(guān)注的新風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的防護(hù)方法及其所用藥劑，該方法及其所用藥劑能有效阻止海洋污損生物在海水冷卻系統(tǒng)上的附著與滋生，從而避免引發(fā)海水冷卻系統(tǒng)的堵塞問題，確保海水冷卻系統(tǒng)安全運行。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的防護(hù)方法，其特征在于包括如下步驟：

3、1)準(zhǔn)備新型多管微通道乳化設(shè)備；

4、2)準(zhǔn)備預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的原料試劑；

5、3)制備預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的所用藥劑：開啟新型多管微通道乳化設(shè)備中的加熱器和超聲波探頭；

6、原料試劑中的乳化助劑和水，攪拌均勻，得到連續(xù)相溶液，通過新型多管微通道乳化設(shè)備的第一支管2、第一泵1輸入到主管道12內(nèi)，流速每小時5-20升，溫度為40-50℃(通過加熱器調(diào)節(jié)溫度)；

7、原料試劑中的(c14-c30)長脂肪鏈烷基胺、滲透劑和穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比7:2：1配成混合液a組分分散相溶液，攪拌均勻，通過新型多管微通道乳化設(shè)備的第二支管7、第二泵8、第二支管7上第一小孔6輸入到主管道12內(nèi)；流速為每小時0.5-2升；

8、原料試劑中的(c6-c12)短脂肪鏈烷基胺、剩余的滲透劑和剩余的穩(wěn)定劑組成的b組分分散相溶液，攪拌均勻，通過第三支管10、第三泵9(高壓計量泵)、第三支管10上的第二小孔11輸入到主管道12內(nèi)；流速每小時0.5-2升；

9、每個超聲波探頭的頻率為40khz、功率為30w超聲波對主管道12超聲輻射作用，主管道12內(nèi)壓力1-2mpa，原料試劑(混合物)在主管道12中流動5-30分鐘；連續(xù)相溶液和a組分分散相溶液形成微米級乳液；連續(xù)相溶液和b組分分散相溶液形成納米級乳液，經(jīng)主管道12的出口13排出，得到預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的所用藥劑；經(jīng)納米顆粒檢測儀測定，包含兩種主要乳液微粒，一種為80-160納米，另一種為5-50微米；所用藥劑具有均勻，穩(wěn)定，性能優(yōu)異的特點；

10、4)將預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的所用藥劑注入到海水冷卻系統(tǒng)的管道中，使海水中的所用藥劑濃度含量為1-5mg/l(即所用藥劑的應(yīng)用到海水冷卻系統(tǒng)中)，每周1-7次、每次加藥時長1-12h(加藥為加所用藥劑)。

11、一種實現(xiàn)上述方法的預(yù)防海洋污損生物附著于海水冷卻系統(tǒng)的原料試劑，其特征在于主要由烷基胺、滲透劑、乳化助劑、穩(wěn)定劑和水組成(這些物料通過新型多管微通道乳化設(shè)備制備成具有微米和納米結(jié)構(gòu)的乳液)；各物料所占質(zhì)量百分比為：烷基胺5-25％、滲透劑1-5％、乳化助劑0.1-2％、穩(wěn)定劑1-5％，水63％-92.9％；

12、所述的烷基胺主要由含有(c14-c30)長脂肪鏈烷基胺和(c6-c12)短脂肪鏈烷基胺組成，其中(c14-c30)長脂肪鏈烷基胺的質(zhì)量比占20-60％，(c6-c14)短脂肪鏈烷基胺的質(zhì)量比占40-80％。

13、所述的(c14-c30)長脂肪鏈烷基胺包括n-油基-1,3-丙撐二胺、n-十四烷基-1,3-丙撐二胺、n1-十六基-1,3-丙二胺、n-十八烷基-1,3-丙二胺、n-二十二烷基丙烷-1,3-二胺等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物。

14、所述的(c6-c12)短脂肪鏈烷基胺包括n-椰油基-1,3-丙撐二胺、n-十二烷基-1,3-丙撐二胺、n-(3-氨基丙基)-n-十二烷基-1,3-丙二胺等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物。

15、所述的滲透劑由飽和或者不飽和碳鏈脂肪胺聚氧乙烯醚等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物組成。

16、所述的滲透劑包括十八胺聚氧乙烯醚、油胺聚氧乙烯醚、十二胺聚氧乙烯醚、十四烷基聚氧乙烯醚、十六烷基聚氧乙烯醚椰油胺聚氧乙烯醚等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物。

17、所述的乳化助劑包括十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基苯磺酸銨等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物。

18、所述的穩(wěn)定劑包括二甘醇、二丙二醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-(甲氨基)乙醇等中的任意一種或兩種以上按任意配比的混合物。

19、長期研究表明，烷基胺能輕易吸附在金屬表面形成薄膜，它不僅具備卓越的殺菌滅藻和抑制微生物滋生的功能，還能有效剝離生物黏泥，同時具有一定的緩蝕作用，并可進(jìn)行生物降解。通過利用烷基胺的這些特性，我們可以有效防止生物黏泥等有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)在海水冷卻系統(tǒng)表面的沉積，從而剝奪細(xì)菌藻類滋生的環(huán)境，防止海洋污損生物在海水冷卻系統(tǒng)上的附著生長。從經(jīng)濟(jì)角度考慮，我們可以將烷基胺制備成微溶于海水的乳液。由于乳液藥劑在海水中的非均勻分布和乳液表面張力的作用，使得與海水接觸的物體表面藥劑濃度較高，從而降低了藥劑的使用濃度，減少了烷基胺的使用量。同時，研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳液同時具備納米和微米結(jié)構(gòu)時，其在防止海洋污損生物附著方面會展現(xiàn)出更卓越的功能。然而，若僅采用常規(guī)的乳化方法，即簡單地將各種物料混合后進(jìn)行高速剪切，將難以形成不同粒徑大小的乳化液，也就無法實現(xiàn)兩種不同粒徑乳液在防止海洋污損生物附著方面的協(xié)調(diào)增效功能。

20、本發(fā)明的有益效果在于：1、當(dāng)烷基胺乳液同時擁有納米和微米結(jié)構(gòu)時，它能更有效地防止海洋污損生物的附著，從而成功解決了海洋污損生物在海水冷卻系統(tǒng)中的滋生和附著問題。該方法及其藥劑能有效阻止海洋污損生物在海水冷卻系統(tǒng)上的附著與滋生，從而避免引發(fā)海水冷卻系統(tǒng)的堵塞問題，確保海水冷卻系統(tǒng)安全運行。本發(fā)明的海水排放完全符合《gb?8978-1996污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的相關(guān)排放限值，特別是針對海水冷卻系統(tǒng)中，由于加入含氯藥劑以防止海洋污損生物附著而導(dǎo)致的排水水中余氯超標(biāo)，無法滿足《gb/t?39361-2020海水冷卻水的排放標(biāo)準(zhǔn)》的問題，本發(fā)明提供了解決方案，確保了海水冷卻系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運行，同時實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)與環(huán)保的雙重目標(biāo)。

21、2、本發(fā)明通過一種能夠同時形成兩種不同大小乳液結(jié)構(gòu)的新型多管微通道乳化設(shè)備(或稱新型多組分乳液形成裝置)制備出具有微納結(jié)構(gòu)的乳液，這不僅降低了成本，還極大地促進(jìn)了工業(yè)化生產(chǎn)的效率。