新型复合缓蚀阻垢剂的构建及性能研究

【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 %。