论文总字数：18443字

摘 要

本文采用国家标准-静态阻垢法先研究了市售含磷阻垢剂PBTCA和无磷阻垢剂PESA这两种单组分对硫酸钙垢和碳酸钙垢的阻垢性能，再将这两种单组分进行二元复配，得到一种阻垢性能较好的低磷二元复配阻垢剂（PBTCA：PESA=1：4）；市售二元复配阻垢剂阻硫酸钙垢的阻垢率达到了96.51%，阻碳酸钙垢的阻垢率达到了95.32%，结果表明阻垢性能优于单一组分。分别研究了保温时间、保温温度、钙离子浓度这三个因素对二元复配阻垢剂阻硫酸钙垢和阻碳酸钙垢的性能影响，实验结果表明在保温时间6h，保温温度60℃，CaCl₂浓度为35.50mg/L时阻硫酸钙垢效果最佳，在保温时间10h，保温温度80℃，CaCl₂浓度1.34mg/L时阻碳酸钙垢效果最佳。

关键词：复配；阻垢性能测定；性能影响；表征分析

Research on Scale Inhibition Performance of Commercial Scale Inhibitor Binary Compound

Abstract

In this paper, the national standard-static scale inhibition method was used to first study the scale inhibition performance of the two single components of commercially available phosphorus-containing scale inhibitors PBTCA and phosphorus-free scale inhibitors PESA on calcium sulfate scale and calcium carbonate scale.A single component is used for binary compounding to obtain a low-phosphorus binary compound scale inhibitor with better scale inhibition performance (PBTCA: PESA=1: 4); a commercially available binary compound scale inhibitor is calcium sulfate inhibitor The scale inhibition rate of scale reached 96.51%, and the scale inhibition rate of calcium carbonate scale reached 95.32%. The results showed that the scale inhibition performance was better than that of a single component. The effects of the three factors of holding time, holding temperature, and calcium ion concentration on the performance of the binary compound scale inhibitor for inhibiting calcium sulfate scale and calcium carbonate scale were studied respectively. The experimental results showed that the holding time was 6h and the holding temperature was 60℃. When the volume of CaCl₂ is 5ml, the effect of inhibiting calcium sulfate scale is the best. When the holding time is 10h, the holding temperature is 80℃, and the volume of CaCl₂ is 2ml, the effect of inhibiting calcium carbonate scale is the best.

Keywords: Compounding, Scale Inhibition Performance Measurement, Performance Impact, Characterization Analysis

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 阻垢剂的发展历程及趋势 1

1.3 热门市售含磷和无磷阻垢剂的简介 2

1.4 研究的任务及内容 2

1.5 研究的创新点 3

第二章 实验部分 4

2.1 实验仪器和实验试剂 4

2.1.1 实验仪器 4

2.1.2 实验试剂 4

2.2 固含量的测定方法 5

2.3 阻硫酸钙溶液 5

2.3.1 阻硫酸钙溶液的配制 5

2.3.2 阻硫酸钙溶液的数据处理方法 5

2.4 阻碳酸钙溶液 6

2.4.1 阻碳酸钙溶液的配制 6

2.4.2 阻碳酸钙溶液的数据处理方法 6

第三章 市售二元复配阻垢剂配比研究 8

3.1 阻硫酸钙垢的性能测定 8

3.1.1 市售单组分PESA阻垢剂对阻硫酸钙垢的性能测定 8

3.1.2 市售单组分PBTCA阻垢剂对阻硫酸钙垢的性能测定 9

3.1.3 市售二元复配阻垢剂配比的选择 10

3.1.4 市售二元复配阻垢剂不同配比对阻硫酸钙垢的性能测定 11

3.2 阻碳酸钙垢的性能测定 11

3.2.1 市售单组分PESA阻垢剂对阻碳钙垢的性能测定 11

3.2.2 市售单组分PBTCA阻垢剂对阻碳酸钙垢的性能测定 12

3.2.3 市售二元复配阻垢剂配比的选择 13

3.2.4 市售二元复配阻垢剂不同配比对阻碳酸钙垢的性能测定 14

第四章 复配阻垢性能影响因素的研究 15

4.1 阻硫酸钙垢性能的影响 15

4.1.1 保温时间对阻硫酸钙垢性能的影响 15

4.1.2 保温温度对阻硫酸钙垢性能的影响 15

4.1.3 钙离子浓度对阻硫酸钙垢性能的影响 16

4.2 阻碳酸钙垢性能的影响 17

4.2.1 保温时间对阻碳酸钙垢性能的影响 17

4.2.2 保温温度对阻碳酸钙垢性能的影响 18

4.2.3 钙离子浓度对阻碳酸钙垢性能的影响 19

第五章 表征分析 21

5.1 热重分析 21

5.2 红外光谱测定分析 22

5.3 显微镜钙垢分析 23

5.3.1 硫酸钙垢晶体 23

5.3.2 碳酸钙垢晶体 24

第六章 结论与展望 25

6.1 结论 25

6.2 展望 25

致 谢 26

参考文献 27

第一章 绪论

1.1 选题背景

工业用水中循环冷却水的使用占很大的比重，从而在节约冷却水和提高冷却水处理技术成为了我们首先要攻克的目标。冷却水系统包括直流冷却水系统和循环冷却水系统，且循环冷却水系统又包括了开式系统和封闭式系统。直流冷却水系统采用冷却水一次性使用过后直接排放，从节约水资源角度考虑，直接排放对于水资源会造成严重的浪费；封闭式系统排放的冷却水很少^[1]，但是需要大量的设备来支撑，耗费的资金过于高，一般企业不会采用这种封闭式系统。

在开式冷却水循环中，冷却水经过换热后被加热，浓度倍率的增加可以有效地减少补水量和废水量。但是，倍数浓度的增加增加了离子浓度的标度。如果系统的水质不稳定，冷却水中会出现严重的水垢沉积。水中的微溶性物质，如碳酸钙、磷酸钙和硫酸钙，在热交换表面形成悬浮物，并且在低流速下也会出现土壤、腐蚀产物和泥尘。冷却水中含有各种杂质、细菌和藻类，可引起四大问题：金属腐蚀、界面、污染产生和微生物繁殖。特别容易在传热面上积垢，影响正常传热、消耗和能源浪费。严重时，换热器堵塞，系统阻力增大^[2]，降低水泵和冷却塔的效率，增加生产能耗，降低性能。天平在天平下易受腐蚀，导致设备穿孔，危及安全^[3]。这不仅仅给人们的身体造成了危害，还给各国的经济造成了巨大的损失。

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