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一研究背景及目的
四结论
三实验结果与讨论
目录
二实验内容和方法
研究背景及目的
研究背景
腐蚀与结垢是影响工业循环冷却水系统稳定运行最重要的原因之一,必须在系统运行时进行有效的水质稳定处理,即缓蚀、阻垢、杀菌灭藻等。水处理药剂HEDP(羟基亚乙基二膦酸)是当前工业上使用较为广泛的一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂。
研究目的
研究HEDP对碳酸钙垢的阻垢性能,考察各种影响因素对其阻垢性能的影响,确定其最佳使用量和适用条件;
研究HEDP对20#碳钢的缓蚀性能,考察各种影响因素对其缓蚀性能的影响,确定最佳使用量和适用条件;
HEDP简介
化学名称:羟基乙叉二膦酸
羟基亚乙基二膦酸
分子式: C2H8O7P2
相对分子质量:
HEDP是一种有机多元膦酸,其对多种金属离子有良好的络合性能,吸氧、缓蚀、低毒等化学特性以及简单的合成工艺越来越受到重视,是工业上广泛应用的一种阻垢缓蚀剂。在溶液的pH值较高的情况下仍很稳定,不容易发生水解,一般光热条件下不易分解。
P
C
HO
P
OH
O
OH
OH
O
CH3
OH
结构式
HEDP阻
垢机理概述
络合增溶
晶格歪曲
HEDP与碳酸钙晶体中的钙离子络合,形成络合物溶解度大于钙镁盐溶解度,所以碳酸钙不易析出结垢。
①硬垢变成软垢
②干扰了晶粒按一定的方向生长,产生畸变。
HEDP的缓蚀机理
图1 HEDP的缓蚀机理
低浓度
高浓度
研究内容和方法
HEDP的阻垢及其对20G的缓蚀性能研究
实验方法:静态阻垢法
主要实验仪器:高压釜、恒温水浴锅
主要药品:碳酸钠、***化钙、HEDP
考察温度、HEDP浓度、钙离子及碳酸氢根离子浓度、浓缩倍率等因素对阻垢效果的影响
阻垢
研究内容和方法
HEDP的阻垢及其对20G的缓蚀性能研究
缓蚀
实验方法:极化曲线法、交流阻抗法
主要实验仪器:电化学工作站
主要药品:碳酸钠、***钙、HEDP
***化钠、氢氧化钠
考察HEDP浓度、钙离子及***离子浓度、pH值等因素对缓蚀效果的影响
HEDP对20G缓蚀效果
HEDP的阻垢效果
实验结果与讨论
温度和投加量的影响
Ca2+浓度的影响
HCO3-浓度的影响
浓缩倍率的影响
HEDP浓度的影响
介质pH值的影响
Ca2+浓度的影响
Cl-浓度的影响
温度和投加量的影响
图3-1不同温度下,不同浓度的阻垢率变化
由图可以看出,在较低温度(温度≤100℃)的条件下,温度对HEDP的阻垢性能有较大的影响。HEDP浓度在5mg/L以内,阻垢率随着HEDP浓度的升高有一个急剧增加的过程;在阻垢剂HEDP浓度为5mg/L时,HEDP的阻垢效果最好,然后再增加HEDP的投加量,HEDP的阻垢率不会再上升,而是缓慢地下降,然后维持在一种平衡状态。其原因是HEDP用量较少时其主要起增溶的作用,当增加其用量,其阻垢的主要原因是其对晶格的畸变作用与生成疏散的络合物水渣。在较高的温度条件下(温度高100℃),温度对HEDP的阻垢率影响不大,HEDP的阻垢性能随着HEDP加入量的升高而增加。