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复合阻垢剂PASP/POCA的复配及其阻垢性能的实验研究

王秀荣  
【摘要】:随着世界水资源短缺加剧、水污染日益严重和工业生产装置运行周期的延长,对工业水处理技术的要求不断提高,促进了水处理剂的迅速发展。随着人们环保意识的增强,新型绿色阻垢剂已成为国内外竞相研究的热点。 聚天冬氨酸(简称PASP)则是近年来人们发现的一种水处理剂,由于它可以完全生物降解,属绿色化学品。有关聚天冬氨酸的研究在国外已经成为热点。美国、德国等国家已相继建成较大规模的生产装置并成功运转,而国内只有一些少量的报道,且还未能大规模生产,生产成本也较高。膦酰基羧酸共调聚物(简称POCA)是一种含磷的水溶性聚合物,磷含量一般低于3%,具备了绿色水处理剂的概念,并已在国内大量生产,成本较低。本文工作主要围绕PASP 和POCA 两种阻垢剂展开实验研究。主要研究内容如下: 采用静态阻垢实验方法,分别研究了PASP和POCA的阻垢性能。PASP和POCA均属优异的碳酸钙阻垢剂,阻垢剂浓度仅需几毫克/升或十几毫克/升,阻垢率就可达90%以上;随着阻垢剂浓度的增加,阻垢率上升,当阻垢剂浓度达到一定量时,阻垢率不再大幅度上升,逐渐趋于稳定;随着实验温度的升高,阻垢剂的阻垢效果下降;增加实验溶液中Ca2+的浓度,阻垢率下降;PASP主要以三种方式发挥阻垢作用如凝聚分散作用、晶格畸变作用和络合增溶作用,POCA也以类似的三种方式发挥阻垢作用如静电斥力作用、晶格畸变作用和络合增溶作用。 采用正交实验方法,研究了PASP和POCA之间的复配情况。研究出它们在不同实验条件下的最佳复配比例,即研制出一种新型的复合阻垢剂;且实验结果表明,当实验温度为30℃时,PASP和POCA之间表现出协同效应,而当实验温度为60℃时,PASP和POCA之间表现出加和效应;对复合阻垢剂进行了经济性评价,复合阻垢剂可降低单独使用相同质量浓度组分阻垢剂时的成本。 利用动态实验方法,研究了复合阻垢剂对换热面上结垢过程的影响,又研究了复合阻垢剂对实验溶液中某些物化参数变化规律的影响。实验表明,复合阻垢剂的加入可大大减少换热面上的结垢量,阻垢效果显著;复合阻垢剂的使用会影响溶液中离子浓度、pH 值和电导率的变化规律。随着实验运行时间的延长,阻垢实验中钙离子浓度下降较缓,而结垢实验中钙离子浓度下降较快。阻垢实验中溶液的pH 值上升较快,而结垢实验中溶液的pH 值上升较慢。阻垢实验时溶液的


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