新型复合缓蚀阻垢剂的构建及性能研究

论文摘要

为了节约水资源,提高循环冷却水的重复利用率,抑制循环冷却水腐蚀和结垢倾向,本课题针对中低硬度型水质条件的循环水,采用静态阻垢法,对羟基乙叉二膦酸（HEDP）、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA）、聚马来酸酐（HPMA）和2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸（AMPS）的阻垢性能和阻垢协同效应进行了研究,得到了阻垢性能优良的复合配方;采用旋转挂片失重法,研究了对羟基乙叉二膦酸（HEDP）、膦酰基羟基乙酸（HPAA）和乙酸锌的缓蚀性能和缓蚀协同效应,获得了三组分适宜的浓度水平。在此基础上,确定了正交试验的因素、水平及正交试验方案,通过正交试验对配方各组分浓度进行优化,筛选出了高效、环保、经济的复合配方。考察了冷却水的pH值和硬度等因素对复合药剂缓蚀阻垢性能的影响,为其工业应用奠定了良好的基础。研究结果表明,HPMA与HEDP、AMPS与PBTCA、HPMA与PBTCA组成的二元配方具有较好的阻碳酸钙垢协同效应,而AMPS对HEDP和HPMA则都无阻碳酸钙垢协同效应。HEDP、HPMA与PBTCA组成的三元体系具有较好的阻垢协同效应,当三者之间的配比为1:1:1（均为10 mg/L）时,最高阻垢率达到98.4%。乙酸锌、HEDP、HPAA共同使用时,缓蚀效果良好,三者之间有显著的缓蚀协同效应。通过对复合配方的优化,筛选出的水质稳定剂配方组成为HPAA 30 mg/L、HEDP 20 mg/L、乙酸锌1.5 mg/L、HPMA 12.5 mg/L、PBTCA 7.5 mg/L,药剂总浓度为71.5 mg/L。该配方腐蚀率为0.0731 mm/a,缓蚀率为98.03 %,阻垢率为96.01 %。通过焦化废水回配试验得出,每升实验水中回配水的体积最大为300 mL,即回配比例为30 %时,阻垢率为87 %,缓蚀率为90 %。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 当前冷却循环水系统面临的问题
• 1.1.1 工业循环冷却水的分类及其水质要求
• 1.1.2 腐蚀与缓蚀
• 1.1.3 结垢与阻垢
• 1.2 冷却循环水处理技术的发展历程
• 1.2.1 缓释剂
• 1.2.2 阻垢分散剂
• 1.2.3 缓蚀阻垢剂在国内的发展情况
• 1.3 冷却循环水处理剂
• 1.3.1 缓蚀剂
• 1.3.2 阻垢分散剂
• 1.4 缓蚀阻垢剂之间的协同作用
• 1.4.1 缓蚀阻垢剂的复配增效
• 1.4.2 缓蚀阻垢剂的复合配方类型
• 1.4.3 复配水处理药剂应满足的条件
• 1.5 本课题研究的主要内容
• 第二章 试验设备与方法
• 2.1 水质的分析方法
• 2.1.1 硬度的测定
• 2.1.2 碱度的测定
• 2.2 缓蚀性能的测定（挂片失重法）
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 试验装置
• 2.2.3 试验条件
• 2.2.4 试验步骤
• 2.2.5 试验结果及计算
• 2.3 阻垢率的测定方法（静态阻垢法）
• 2.3.1 试剂
• 2.3.2 试验装置
• 2.3.3 试验条件和步骤
• 2.3.4 试验结果分析
• 第三章 缓蚀阻垢剂性能及协同效应研究
• 3.1 试验用水的性质
• 3.2 缓蚀阻垢剂配方的筛选
• 3.2.1 HEDP
• 3.2.2 乙酸锌
• 3.2.3 HPMA
• 3.2.4 HPAA
• 3.2.5 PBTCA
• 3.3 缓蚀剂之间协同效应研究
• 3.3.1 乙酸锌与HEDP 的缓蚀协同性
• 3.3.2 HPAA 与乙酸锌的缓蚀协同性
• 3.3.3 HPAA 与HEDP 的缓蚀协同性
• 3.3.4 HEDP、HPAA 与乙酸锌的缓蚀协同性
• 3.4 阻垢剂之间协同效应研究
• 3.4.1 单一组分的阻垢性能
• 3.4.2 HEDP 与AMPS 的阻垢性能
• 3.4.3 AMPS 与HPMA 的阻垢性能
• 3.4.4 HEDP 与HPMA 的阻垢性能
• 3.4.5 AMPS 与PBTCA 的阻垢性能
• 3.4.6 PBTCA 与HPMA 的阻垢性能
• 3.5 缓蚀阻垢配方的优化
• 3.5.1 缓蚀配方优化
• 3.5.2 阻垢配方优化
• 3.5.3 缓蚀阻垢配方各组分浓度的选定
• 3.5.4 缓蚀阻垢配方结果分析
• 3.6 影响阻垢性能的因素
• 3.6.1 硬度对阻垢效果的影响
• 3.6.2 pH 值对阻垢效果的影响
• 3.7 本章小结
• 第四章 焦化废水回配实验
• 4.1 试验意义及实验用水的性质
• 4.2 试验结果及讨论
• 4.2.1 阻垢性能分析
• 4.2.2 缓蚀性能分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士研究生期间发表论文
• 详细摘要