冷却水用无磷阻垢缓蚀剂的研制.pdf

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化工进展
2009年第28卷增刊
CAIEMIICAL INDUSTRYAND ENGINEERING PROGRESS
冷却水用无磷阻垢蚀剂的研制
胡晓静23,刘振法23,武秀丽123、张利辉23
河北工业大学化工学院,天津300130;2河北省能源研究所,河北石家庄050081:3河北省工业节水工程
技术研究中心,河北石家庄050081)
摘要:针対北方高硬度、高碱度水质的结垢腐蚀惰况,在前期实验基础上,对选定的无磷水处理药剂进行复酛,
通过静态咀垢实验和转挂片腐蚀实验进行配方的姉选,开发出了新型无阻垢缓荆T-5(1(6mg)。该配方无
环保,且阻垢率,缓蚀率均在85%以上
关键词:无磷;阻垢剂;缓蚀剂
目前,在循环冷却水系统中加入阻圻缓蚀剂仍用水,加入所要评定的阻垢剂,在一定的实验温度
然是控制结垢及金属腐蚀的常用方法。阻垢缓蚀剂下,蒸发浓缩至1.5倍,达到pH值升高和钙离子及
种类繁多,通常是一些结构特别化合物的复配,且碳酸氢根离子浓度升高的目的,恒温静置10h后,
要根据金属表面状况、腐蚀介质组成及运行情况等分析测定澄清液中的钙离子含量,以评定阻垢剂的
因素进行种类选抒?
阻垢性能?
北方高硬度、高碱度水质属于极易结垢水质,
阻垢缓蚀剂的静态浓缩阻垢率按式(1)计算。
碳钢在此冷却水环境中,由于表面y-Fe2O3钝化膜、
静态浓缩阻垢率
x100%
垢层的形成减缓了腐蚀?,缓蚀阻垢剂功能重点是
阻垢。结合我们前期工作经验,选取的阻垢缓蚀剂
式中,7为滴定空白试液试验后所消耗的
包括聚羧酸、聚环氧琥珀酸和水溶性季铵盐引三种EDTA标准溶液的体积,mL:巧为滴定空白试液试
组分,组成无磷环保复合型水处理剂。
验前所消耗的EDTA标准溶液的体积,mL:z为
滴定加入水处理剂的试液试验后所消耗的EDTA标
实验部分
准溶液的体积,mL;1.5为浓缩倍数。
1.1实验仪器
1.3.2缓蚀性能的测试一一旋转挂片法?
RCCI系列旋转挂片腐蚀试验仪、恒温水浴
旋转挂片腐蚀实验是在实验室给定条件下,用
锅、电子分析天平(感量0.000g0温度计、电吹试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处
风、1000mL烧杯、500mL容量瓶、A3钢挂片、
理剂的缓蚀性能。实验步骤如下
滴定管、移液管等。
本实验依照IGT215991的旋转挂片失重法
1.2实验试剂
测定水处理剂的缓蚀性能。实验仪器采用J型浸渍
实验用水为石家庄浅层地下水(水质见表1)
腐蚀实验伩。试片为A3碳钢试片(50mm×25mm
无水乙醇、丙開、氢氧化钠、氯化钙、钙指示剂、X2mm),实验水为地下水,实验温度40℃,旋转
EDTA/分析纯等。
速度75rmin,实验时间72h。腐蚀率(amm/a)和缓蚀
率分别由式(2)和式(3)计算。
表1试验水质
腐蚀率
87600
(2)
且xDxT
总硬度
总碱度
CII
T?mr
mg·T1
式中,为实验后试片的质量,g;%为实验前
mg
/mg L
试片的质量,g:A为试片的表面积,28cm2:D为
632
463
142
试片的密度,7.850g(cn;T为试片的实验时间,72h
注:总硬度、Ca“硬度、总碱度均以CaCO计。
缓蚀率=空白试片的腐蚀率一试片的腐蚀漫-1060(3)
空白试片的腐蚀率
1.3实验方法
静态阻垢实验
阻垢缓蚀剂筛选实验
根据实验目的,选定地下水或配制水作为实验
阻垢缓蚀剂各成分不同浓度下的复配,其阻
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垢、缓蚀性能会有很大的差异。因此,本次筛选实缓蚀阻垢剂配方及浓度值,然后再进行旋转挂片腐
验根据选定的3种成分,4个浓度水平,选用L34蚀试验,筛选出阻垢率>85%、碳钢腐蚀率<0.125
正交实验进行复配,得到9个缓蚀阻垢剂配方,根mma的缓蚀阻垢剂配方及浓度,最后确定缓蚀阻
据实际经验,每一个配方在6mgL、8mgL、10垢剂配方
mgL、12mgL、16mgL、20mgL浓度水平下进2.1静态阻垢实验(见表2)
行实验。本次研制的阻垢缓蚀剂功能重点是阻垢,
实验水为石家庄科学院地下水,温度为(80土
因此先进行静态阻垢实验,筛选出阻垢率>85%的1.0)℃;时间为10h;水量为750mL
表2各比例配方在不同浓度下的阻垢性能
単位:%
浓度
T-1
T-3
-4
-3
T-6
T-7
T-9
7109
73.17
71.72
76.63
77.00
78.57
74.15
7.78
81.31
80.75
81.52
8.82
78.05
79.02
80.81
85.17
00
83.57
87.08
82.00
87、20
82.93
88.04
79.00
87.32
34.36
81.77
82.93
87.88
85.17
76.00
由表2可知,9个配方的浓度-阻垢性能大体上90.91%、碳钢缓蚀率88.66%0。
分为两种类型,一类T-1、T-2、T-4、T5、T-6、T-7、
T-9:阻圻率随浓度先是上升,然后下降,阻垢率出3结论
现最大值,阻垢率达85%以上只有T-1(12mg/IL)、
确定出以阻垢为主的聚羧酸、聚环氧琥珀酸和
T-4(16mgIL)、T-5(16mgL)、T~(10mg)、T-9(12水溶性季铵盐三成分组成的缓蚀阻垢剂按L931正
mgL)。二类T-3、T-8:阻垢率随液度的增加而提高交复配。经静态阻垢、挂片腐蚀试验,筛选出了适
阻,阻垢率达85%6以上只有T8(12mgI)。
合高硬度、高碱度水质下的高效、环保的阻垢缓蚀
2.1旋转挂片腐蚀试验(见表3)
剂配方T-5(16mgL):阻垢率90.91%、缓蚀率
实验水为石家庄科学院地下水,实验温度
88.66%%
旋转速度75 r/min,实验时间72h
参考文献
表3旋转挂片腐蚀试验结果
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[2]唐敢峰.循环冷却水阻垢緩蚀剂的研制.腐蚀科学与防护技术
T-1
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失重g
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腐蚀率 fmr-a0.10870.023230.033710071020.036860.1276
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缓蚀率%
63.4290.5088.6676.1087.6057,06<