阻垢劑性能及機(jī)理研究.pdf

1、在冶金、化工、電力、石油和輕工等行業(yè)中，需要大量循環(huán)冷卻水用于換熱。由于循環(huán)使用，不僅可以大量節(jié)約用水，同時可以有效減少排污量。但是，由于蒸發(fā)濃縮作用必然導(dǎo)致至垢離子濃度成倍增加，循環(huán)冷卻水系統(tǒng)會出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢，附著在管道或傳熱面上，造成換熱效率降低，同時易產(chǎn)生垢下腐蝕，產(chǎn)生安全隱患，危及系統(tǒng)的正常運行。添加阻垢劑是防止循環(huán)冷卻水結(jié)垢最重要的方法之一，阻垢劑具有用量少、阻垢效果好，同時還具有抑制腐蝕的作用，因此它廣泛用于水處理中。

2、 在循環(huán)水處理中，如阻垢劑選擇不恰當(dāng)或劑量過低時，達(dá)不到阻垢效果；劑量過高可能產(chǎn)生沉淀，造成藥劑浪費和加劇系統(tǒng)結(jié)垢，而沉淀產(chǎn)生的機(jī)理并不清楚。因此，針對特定水質(zhì)的循環(huán)水，研究如何選用合理的阻垢劑、確定合理的劑量以及探討阻垢劑的沉淀機(jī)理，對指導(dǎo)阻垢劑的使用很有必要。 本文選用水處理行業(yè)中常用的、有代表性的聚磷酸鹽(STPP)、聚羧酸(HPMA)、膦羧酸(PBTCA)以及有機(jī)膦酸鹽(ATMP、EDTMP、HEDPA和PAPEMP)四

3、類阻垢劑，針對轉(zhuǎn)爐循環(huán)水，使用碳酸鈣沉積法，研究不同阻垢劑劑量、性能與水質(zhì)之間的關(guān)系：另外，還對高劑量下阻垢劑沉淀的機(jī)理進(jìn)行研究。同時，采用分子力學(xué)和量子力學(xué)方法建立阻垢劑分子的微觀模型，對阻垢機(jī)理進(jìn)行探討。 研究結(jié)果表明，阻垢劑在較低濃度下，就可以達(dá)到很好的阻垢效果，體現(xiàn)出了低劑量效應(yīng)，其加入量與阻垢性能成線性關(guān)系。同時STPP、ATMP、HEDPA和PBTCA存在高劑量效應(yīng)，當(dāng)加入量增加到一定程度時，鈣離子容易與其反應(yīng)生成沉

4、淀，其化學(xué)計量比為阻垢劑酸的元數(shù)的一半；繼續(xù)增加阻垢劑的用量，沉淀迅速消失，阻垢劑與鈣離子形成了可溶絡(luò)合物。硬度、堿度和溫度升高時，結(jié)垢傾向增大，阻垢性能總體上都有一定的下降。而濁度增加時，結(jié)垢傾向增大，阻垢性能卻有一定的提高，可能是所采用的濁度溶液與阻垢劑之間產(chǎn)生協(xié)同作用。不同的阻垢劑阻垢性能相差很大，聚羧酸(HPMA)的阻垢性能最差。 通過阻垢劑分子微觀模型計算，得到其分子空間結(jié)構(gòu)、電荷分布。計算結(jié)果表明，膦酸類阻垢劑功能團(tuán)