阻垢剂性能评定方法及新设备开发

对污垢的准确监测是促进阻垢剂产业发展的关键技术.可用于评价阻垢剂性能的方法很多,介绍了有关研究者对传统方法进行的改进,以及提出的一些新方法、新技术.合理选择评定方法,对于了解不同阻垢剂的性能与作用机理、开发更加有效的阻垢剂是非常重要的.文章对现有阻垢剂性能评定方法进行了简要综述,着重介绍了所开发的新装置及应用实例.     

循环冷却水用阻垢剂性能的评定方法

在工业循环冷却水中，结垢是普遍存在的困扰系统正常运行的一大难题。使用阻垢剂已成为目前控制结垢最常用的方法之一。准确、快速地评定阻垢剂的阻垢性能对阻垢剂的开发和合理利用十分重要。文中介绍了几种评定阻垢剂的常用方法：静态阻垢法、极限碳酸盐法、称垢重法、鼓泡法、临界pH法。重点介绍了国外研究的通过监测溶液电导率计算溶液的相对过饱和度来评定阻垢剂阻垢效果的评定方法。     

聚丙烯酸阻垢性能的评定--静态阻垢法

在工业循环冷却水中,结垢是普遍存在的困扰系统正常运行的一大难题。使用阻垢剂已成为目前控制结垢最常用的方法之一。准确、快速地评定阻垢剂的阻垢性能对阻垢剂的开发和合理利用十分重要。通过聚丙烯酸(PAA)对碳酸钙垢的静态阻垢法阻垢实验,结果表明:聚丙烯酸有良好的阻碳酸钙垢效果。     

阻垢剂性能评定方法中的问题与讨论

通过阻垢作用机理的回顾,对目前常用阻垢剂评定方法的特点与局限性进行了讨论,认为静态阻垢法、鼓泡法、极限碳酸盐硬度法、pH位移法和电导法评价的只是阻垢剂的螯合能力和部分分散能力,无法考虑其余分散能力和晶格畸变能力的贡献,因此都只适用于中低硬度系统中阻垢剂性能的评定。最后对能够评定阻垢剂分散能力和晶格畸变能力的方法进行了初步介绍。     

常用阻垢剂阻垢性能的极限碳酸盐硬度法评定

为适应可持续发展这一战略的需要，对于循环冷却水系统而言，就必须尽力提高浓缩倍数、降低排污，以提高水资源利用率。这就需对不同水质及阻垢剂适应范围选合理经济的实验方法。传统实验方法通过测阻垢率进行比较阻垢剂性能的好坏，随着阻垢剂的不断开发，出现了许多新的有效评定阻垢性能的方法。     

火力发电厂冷却水阻垢剂性能的评定方法

阻垢剂发展的关键是掌握准确、有效的评价方法来研究其总体性能以及其分子结构参数对垢形成基本过程的影响。准确、快速评价阻垢剂的性能,以及在有无阻垢剂存在的情况下碳酸钙晶体的生长机理一直是多年来水处理工作者所关心的,本文对火力发电厂冷却水阻垢荆的性能评定方法进行了介绍。     

溶液电导率法快速评定阻垢剂性能的试验研究

建立了一种基于溶液电导率的监测来快速评定阻垢剂性能的方法。在相同水体的条件下，通过对溶液电导率的测定，比较有阻垢剂和无阻垢剂时溶液的过饱和度，找出阻垢剂的最佳投加浓度。     

蒸发浓缩法评定阻垢剂性能时浓缩终点的判断指标

通过对晶体生长过程的分析与实验验证，提出了蒸发浓缩法评定阻垢剂性能时浓缩终点的判断指标：即随着浓缩过程的进行，以总碱度计浓缩倍数停止升高或下降，就认为已达到了浓缩终点，此时的碳酸盐硬度即为该阻垢剂所能维持的极限碳酸盐硬度。     

阻垢剂阻垢机理及性能评定方法研究进展

添加阻垢剂是有效控制循环冷却水系统结垢的常用措施。本工作讨论三种阻垢机理(螯合增溶、吸附分散与晶格畸变)及其研究进展,总结阻垢剂性能评定方法,最后对阻垢剂的研究提出了建议。本工作可为阻垢剂的研发及应用工作提供借鉴。     

快速评价循环冷却水用水质稳定剂作用效果的实验技术

本文对阻垢性能研究与评价方法、阻垢剂对成垢盐沉积抑制作用的研究状况作了探讨,在此基础上提出了一种新的有效的评价阻垢剂阻垢性能的方法一浊度法;选取了五种具有代表性的水处理剂有机膦酸盐类阻垢剂HEDP,ATNP,聚合物类阻垢剂PM,HPMA和绿色阻垢剂PESA,以筛选阻垢剂最常用的评价方法静态法和极限碳酸盐硬度法评价了它们的性能,并与浊度法评价的结论作了比较.XRD实验结果与浊度法结论同时证明了HEDP,ATMP在作用于实验水中对碳酸钙结晶的影响是相似的.结果表明浊度法是一种迅速的,重现性好的,高效的阻垢剂性能评价方法.     

有机膦系抑制方解石阶梯面生长的分子动力学研究

有机膦系化合物是工业冷却水系统中常用阻垢剂,对有机膦酸阻垢剂的阻垢性能及机理进行研究,能为新型阻垢剂开发应用提供合理的理论依据。根据周期性键链（PBC）理论模型,运用分子动力学方法（MD）,模拟了工业冷却水循环过程中5种有机膦阻垢剂与方解石4种阶梯面的相互作用机理。结果表明,有机膦酸分子与方解石（104）4个阶梯面的结合能均为负值,相互作用为放热过程,阻垢剂分子对方解石（104）阶梯面的生长具有良好的抑制作用。通过计算结合能,得出阻垢剂分子的吸附能力由强到弱依次为HDTMP、EDTMP、ATMP、NDP、AMP;同时观察到有机膦酸分子主要吸附在晶面的活性生长点,即阶梯面的终端拐角位置与阶梯拐点位置,占据了晶面上结晶的活性位置,抑制了晶面的进一步生长。根据有机膦酸与阶梯面结合能数据,得到4种终端阶梯面的吸附能力由强到弱依次为CO₃-CO₃、CO₃-Ca、Ca-CO₃、Ca-Ca,即稳定性越强则吸附能力越弱。     

我国阻垢剂的研究进展

介绍了阻垢剂的4种阻垢机理,即螯合增溶作用、凝聚与分散作用、静电斥力作用、晶体畸变作用,综述了天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、共聚物阻垢剂、绿色新型阻垢剂的性能及特点,重点对绿色新型阻垢剂聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸进行了讨论,并展望了阻垢剂的发展方向。     

阻垢剂作用机理研究进展

本文回顾了阻垢剂的发展历程 ,并对阻垢性能研究与评价方法、阻垢剂对成垢盐沉积抑制作用的研究状况以及阻垢作用机理作了综述 ,在此基础上提出了有待进一步研究的几个问题。     

羧甲基葡聚糖的快速沉降法阻垢特性研究

工业循环冷却水中的碳酸钙污垢一直是困扰工业生产者的重要问题,使用快速沉降法（FCP）研究了不同浓度的羧甲基葡聚糖对于碳酸钙污垢的抑制作用。控制溶液中的钙离子浓度为200 mg/L,羧甲基葡聚糖的浓度分别为0.5、1、2和4 mg/L时,对羧甲基葡聚糖的阻垢性能进行分析。结果表明,羧甲基葡聚糖对于减缓碳酸钙的成核过程有明显效果,此外,它也显著降低了碳酸钙成核后晶体的生长速率。当羧甲基葡聚糖的浓度为4 mg/L时,羧甲基葡聚糖对于碳酸钙的成核及晶面生长起到了完全抑制的作用,对于工业应用中碳酸钙的防垢处理,提升换热效率具有借鉴意义。     

循环冷却水系统除碳酸钙污垢的研究进展

循环冷却水浓缩倍数的提升会加剧换热设备的结垢,同时,工业规模循环冷却水系统的循环冷却水量和排污量也严重制约着阻垢剂和除垢方法的选择。将阻垢剂划分为传统化学阻垢剂、基于石化产品的绿色阻垢剂、基于生物提取物的绿色阻垢剂三大类,针对阻垢剂的类型和特点进行了分析总结,介绍了阻垢剂的研究现状并分析了阻垢剂的发展趋势;简述了常用的物理除垢方法及其研究进展,对换热设备的损伤和较低的除垢能力是这类方法难以忽视的问题;阻垢剂和物理方法组合使用的相关研究表明物理方法会显著影响阻垢剂的性能。结合循环水系统除垢的研究现状,对除垢的技术发展进行了总结和展望,提出了对阻垢剂和除垢方法使用的建议以及解决相关问题的新思路。     

PBTCA及马-丙共聚物对碳酸钙垢阻垢机理的动力学研究

用加晶种于过饱和溶液中的方法测定了ＣａＣＯ３晶体结晶生长的动力学中的两种得到了不加阻垢剂及加阻垢剂两种条件下的结晶生长反应速率常数。结果表明,ＰＢＴＣＡ及同济大学测试中心研制的丙烯酸马来酸共聚物（ＡＡ－ＭＡ）能明显地阻止溶液中ＣａＣＯ３在晶种表面的结晶生长,研究发现,阻垢的机理主要是阻垢剂对ＣａＣＯ３晶种表面具有吸附作用,从而抑制了ＣａＣＯ３的结晶生长,这种吸附作用符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ等温吸附特征     

An integrated radiotracer approach for the laboratory evaluation of scale inhibitors performance in geological environments

The applicability of a newly developed radiotracer technique as a reliable laboratory procedure for the evaluation of scale inhibitors performance to prevent mineral precipitation is demonstrated. The performance of two new environmentally friendly inhibitors to prevent calcite and barite scale was evaluated experimentally in connection with a standard phosphonate-type scale inhibitor using the radioactive tracer technology. The radiotracers ⁴⁷Ca and ¹³¹Ba were employed in order to monitor at real-time calcite and barite scale formation, respectively. The results show that the developed radiotracer technique can be established as a novel method for the determination of the minimum inhibitor concentration (MIC) under dynamic, reservoir conditions. In addition, the radioactive tritiated water (HTO) was used as a reference water tracer to identify the inhibitors’ properties, such as adsorption/desorption characteristics, in sandpack-flooding tests. Further issues regarding the implementation of the radiotracer technology for the laboratory evaluation of scale inhibitors performance are also discussed.     

运用恒定组分技术评价化学阻垢剂的阻垢效果

建立了基于单一电导率监测 ,保持碳酸钙溶液析晶过程中 ,溶液中各组分浓度恒定的“恒定组分”实验技术 ,研究了不同种类的非化学配比阻垢剂的阻垢效果和不同浓度的PBTC的阻垢效果。发现不同的阻垢剂或者相同阻垢剂不同剂量所起到的阻垢效果反映在“抑制平台”的长短上。平台期过后 ,晶体的生长与不加阻垢剂的实验无显著的区别。实验图形反映了恒定组分系统具有很高的灵敏度和高度的可重复性。我们认为 ,平台长短反映了阻垢效果 ,可以作为评价阻垢剂效能的指标     

Aspects of additives in precipitation processes: Performance of polycarboxylates in gypsum growth prevention

A compendious survey of various types of additives in relation to their application is presented. Also some new measuring techniques to determine precipitation kinetics, agglomeration and other crystal features, which are subjected to additive adsorption, are briefly discussed. In the field of water treatment and desalination additives are widely used either alone as inhibitors or in combination with dispersants and corrosion inhibitors. To quantify the influence of polycarboxylate inhibitors with variations in their molecular structures on the crystallization of gypsum, suspension growth experiments were performed using the “constant composition” method. Additionally the synergistic effect of either two inhibitors or an inhibitor and a dispersant was determined. The most effective growth retarders at pH 5 appeared to be unsubstituted low-molecular weight polyacrylates. At pH 8, where the performance of polyacrylates is highly reduced owing to their far advanced ionization, introduction of itaconic acid segments into the polymer resulted into an enhanced effectiveness. The combination of polyacrylic acid and polystyrene sulfonic acid gave rise to a synergistic effect.