张小霓[1]2004年在《电导率法评定阻垢剂及碳酸钙结晶动力学研究》文中研究指明在用水量极大的工业循环冷却水系统中，结垢是一个长期存在，影响系统安全运行的主要问题之一。水垢一般是由具有反常溶解度的难溶盐或微溶盐组成。在循环冷却水系统中，最常见的难溶盐或微溶盐有碳酸钙、硫酸钙、磷酸锌及硅酸镁等。当这些盐类呈过饱和状态时，在一定条件下，就可能在换热器表面以水垢的形式析出。其中，碳酸钙是循环水系统中最常见、危害最大的水垢。通常我们主要讨论碳酸钙垢的抑制问题。目前，添加阻垢剂的方法已经成为国内外循环冷却水系统中控制结垢的主要手段。因此，阻垢剂的开发与合理利用是循环冷却水处理的关键问题。能否准确、快速地评定阻垢剂的阻垢性能以及对碳酸钙结晶动力学的研究就显得十分重要。 论文首先概述了国内外常用的评定阻垢剂阻垢性能的方法，比较了几种方法的优缺点。并对碳酸钙结晶的机理进行了阐述。 本试验研究了一种新型的评定阻垢剂阻垢性能的方法，这种方法是一种基于对溶液电导率的监测来评定阻垢剂阻垢性能的方法。试验是在恒温、密闭的条件下，通过对碳酸钙过饱和溶液电导率的测定，找出电导率开始下降的点，即溶液中开始析出沉淀的点，计算有阻垢剂和无阻垢剂时碳酸钙的临界过饱和度值来比较阻垢剂的阻垢性能。临界过饱和度值越大，阻垢剂的阻垢性能越好。通过阻垢剂的浓度和相对过饱和度值的关系图可以找出理想的阻垢剂以及合适的剂量。试验表明，电导率监测法具有试验仪器简单、操作方便、快速、准确、精度高等优点，可以比较不同阻垢剂和相同阻垢剂在不同浓度下的阻垢效果。 在碳酸钙结垢的动力学研究中，通过测定五种不同过饱和度的碳酸钙溶液的电导率随时间的变化来获得动力学的试验数据。本试验把碳酸钙结晶析出的过程分为两个阶段进行研究：晶核生长和晶粒长大。试验表明，晶核生长和晶粒长大的速率可以用一级反应速率方程来表示，并可以求出反应的速率常数和活化能。在阻垢剂和温度对碳酸钙结晶影响的试验研究中表明，温度、阻垢剂对碳酸钙结垢的反应速率产生影响。反应温度升高，晶核生长、晶粒长大的速率常数增大。在一定的过饱和度范围内，加入一定浓度的阻垢剂可以延长反应的诱导期，并抑制碳酸钙晶体的生长。从整个结晶过程来看，温度和阻垢剂对晶核生长的反应速率产生较大影响，对晶粒长大反应速率影响较小。原因是晶粒长大的速率常数很小，过饱和溶液中一旦有晶核生成，就开始进入不可逆的晶粒长大过程，即溶液中晶粒长大的条件是有晶核的存在，而温度、阻垢剂对之影响甚微。试验过程中，晶核生长和晶粒长大的反应级数并不因为温度的改变和阻垢剂的加入而发生改变。
何寿林, 王伟, 黄奠坤, 刘振宇[2]2008年在《应用钙离子选择性电极对NaCl盐溶液中CaCO_3结晶动力学研究》文中研究说明利用钙离子选择性电极监测钙离子浓度变化,研究了NaCl饱和盐水中碳酸钙结晶动力学,考察了温度和阻垢剂对碳酸钙结晶的影响。研究结果表明:碳酸钙结晶速度为2.4级反应。温度和阻垢剂对碳酸钙结晶速率及其常数存在影响,温度越高,过饱和度越大,碳酸钙结晶速率常数越大,结晶速率越快。阻垢剂的加入,碳酸钙结晶过程受到抑制,其结晶速率常数明显减小。
韩淑彬, 梁恒[3]2015年在《溶液电导率法对碳酸钙阻垢剂阻垢性能评价研究》文中进行了进一步梳理本文利用电导率实验原理,测定不同阻垢剂各浓度下Ca CO3的相对过饱和度;然后根据其与各阻垢剂浓度之间的关系来评价阻垢剂性能优劣。并将电导率法与静态法评价阻垢剂性能的试验结果进行比较,以验证电导率法评定阻垢剂结果的可靠性。
秦继平[4]2015年在《新型叁元共聚物阻垢剂性能评价及应用研究》文中指出在循环冷却水系统中,因水分蒸发浓缩,浓缩倍率的提高,水中很容易产生结垢和腐蚀现象,工业上通常采用投加缓蚀阻垢药剂来抑制和缓解这一现象。而目前所使用的阻垢剂主要是含磷聚合物和羧酸盐聚合物阻垢剂,含磷聚合物易水解,水中磷含量过高会引起水体富营养化;羧酸类聚合物不易被生物降解,对环境产生影响。所以本文研究了一种无毒、无磷、易生物降解的新型叁元共聚物β-CD-MA-SSS的阻垢性能及其它性能,并对武钢生产废水进行阻垢性能评价,为其工业应用提供数据支撑。通过对新型叁元共聚物β-CD-MA-SSS的静态阻垢实验发现,聚合物β-CD-MA-SSS具有很好的阻碳酸钙性能,当聚合物投加量为20mg/L时,对碳酸钙的阻垢率达到84.36%,在低硬度低碱度的冷却水中能更好地发挥阻垢作用;对硫酸钙的阻垢效果一般,当聚合物投加量为10mg/L时,对硫酸钙的阻垢率为27.78%,当聚合物投加量为超过20mg/L时,会出现致垢现象;在低浓度磷酸根离子条件下,对磷酸钙阻垢性能优异。对钙镁离子同时存在的混合溶液阻垢实验结果表明,钙镁离子比为3:1,且钙离子浓度为150mg/L,镁离子浓度为50mg/L,共聚物β-CD-MA-SSS投加量为25mg/L时,对混合液的阻垢率能达到90.97%。另外,聚合物对氧化铁也具有一定的分散性,当投加量为30mg/L时,透光率可达到67.1%,还具有较好的抗盐性,能在盐度较高的环境中使用。对武钢废水的阻垢实验表明,最佳投药量为30mg/L,阻垢率可达到83.85%,对实际废水表现出良好的阻垢效果。综合阻垢效果、环境影响和经济效益等因素,该新型共聚物阻垢剂具有一定的推广意义。
张海春[5]2008年在《低温多效蒸馏海水淡化专用阻垢剂的合成及性能研究》文中研究指明结垢是困扰热法海水淡化装置运行的主要问题之一。在国内外运行的大型低温多效蒸馏海水淡化装置中,普遍采用加入阻垢剂的方法来防止换热器表面的结垢。目前在热法海水淡化中得到应用的阻垢剂主要是磷酸盐和聚合物两大类。磷酸盐类主要应用在90℃以下的低温蒸馏装置且应用并不广泛,有机聚合物类特别是聚羧酸类由于其良好的阻垢效果和热稳定性,在热法海水淡化中得到了广泛的应用。以过硫酸钾为引发剂,在水相体系中合成了以丙烯酸、马来酸酐和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体的叁元聚合物阻垢剂PAMA,正交实验的结果表明,最佳合成条件为n(AA) :n(AMPS)= 2 :1,过硫酸钾占单体质量比为15%,异丙醇占单体质量比为3%,反应时间为4h,n(MA) :n(AMPS)=6 :1,反应温度为90℃。红外光谱表明合成的聚合物含羧酸盐、磺酸基的特有吸收峰, C-N吸收峰。黏度法测定了最佳条件下合成聚合物的分子量为4511。热重分析的结果表明该聚合物在372.5℃时开始分解。?采用国标GB/T16632-1996初步研究了PAMA聚合物阻垢剂对碳酸钙的阻垢效果,其中PAMA的用量、钙离子浓度、碱度和温度均对阻垢率有较大的影响。随着PAMA用量的增大,阻垢率呈增大的趋势。随钙离子浓度、碱度的增大和温度的升高,阻垢率均呈下降的趋势。恒温时间对阻垢率的影响较小。而海水浓缩法实验结果表明,随着PAMA用量的增大,阻垢率也呈增大的趋势。温度、恒温时间对阻垢率的影响较大,浓缩倍数的影响则较小。随着温度的升高,时间的延长,浓缩倍数的提高,阻垢率均呈下降的趋势。分散氧化铁实验中,随着PAMA用量的增大,透过率呈下降趋势,分散能力变强。随着Fe2+浓度的增大,透过率先减小后增大。随着温度的升高,透过率呈增大的趋势。对于聚合物阻垢剂PAMA来说,采用两种方法评价的阻垢效果是令人满意的,它是一种较好的阻垢剂。国标法作为评价方法存在不足,评价方法还需进一步完善。作为单一组分的阻垢剂,PAMA具有较好的阻垢效果,但是相比于商品化的阻垢剂还有一定距离,有必要进行复配研究,提高其阻垢性能,进而实现商品化的生产。将制备的阻垢剂PAMA与国外的阻垢剂BelgardEV2035、BelgardEV2050进行了复配,考察了其复配效果及经济性。PAMA与BelgardEV2035、BelgardEV2050的复配均存在协同效应。从分子量角度对复配结果进行对比分析可知,分子量是影响阻垢效果的重要因素之一,两种不同分子量大小的阻垢剂复配存在协同效应;从官能团的角度对复配结果进行对比分析可知,膦酰基的引入提高了阻碳酸钙的能力,羧基、膦酰基和磺酸基的复配存在一定的协同效应。但是,引入膦酰基会带来环保问题,降低其在阻垢剂分子中所占比例或寻找可替代的相近功能的无磷基团取代膦酰基是今后阻垢剂合成中的一个重要方向。复配阻垢剂的经济性表明通过复配在提高合成阻垢剂阻垢效果的同时,也显着降低了单一使用阻垢剂BelgardEV2035、BelgardEV2050的成本。制备了空白和加入阻垢剂的垢样,借助扫描电子显微镜,对阻垢机理进行了初步探索。扫描电镜的分析结果表明,PAMA及其复配物对于碳酸钙垢的阻垢机理是晶格畸变作用。其机理可以通过几何匹配理论、表面能理论和分子量、官能团来解释。其中PAMA与BelgardEV2050的复配阻垢剂不仅使晶体发生了畸变,而且还使晶体类型发生了转变,其阻垢作用的机理还有待进一步探讨。采用自由基聚合的方法合成的叁元聚合物阻垢剂PAMA,具有较好阻碳酸钙能力和较强的分散氧化铁能力,与国外阻垢剂的复配也表现出良好的协同效应和经济性,是一种新型高效无磷阻垢剂。本研究为PAMA在低温多效蒸馏海水淡化中的应用提供了实验基础,在进一步完善合成条件、评价方法及复配技术的基础上,有望会在低温多效蒸馏海水淡化中得到应用。
参考文献：
[1]. 电导率法评定阻垢剂及碳酸钙结晶动力学研究[D]. 张小霓. 武汉大学. 2004
[2]. 应用钙离子选择性电极对NaCl盐溶液中CaCO_3结晶动力学研究[J]. 何寿林, 王伟, 黄奠坤, 刘振宇. 盐业与化工. 2008
[3]. 溶液电导率法对碳酸钙阻垢剂阻垢性能评价研究[J]. 韩淑彬, 梁恒. 石化技术. 2015
[4]. 新型叁元共聚物阻垢剂性能评价及应用研究[D]. 秦继平. 武汉理工大学. 2015
[5]. 低温多效蒸馏海水淡化专用阻垢剂的合成及性能研究[D]. 张海春. 中国海洋大学. 2008
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