冷却水用无磷阻垢缓蚀剂的研制.docVIP

———————————————————————————————————————————————冷却水用无磷阻垢缓蚀剂的研制 化 工 进 展 2009年第28卷增刊 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·231· 胡晓静1,2,3，刘振法2,3，武秀丽1,2,3，张利辉2,3 技术研究中心，河北 石家庄 050081） （1 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 摘 要：针对北方高硬度、高碱度水质的结垢腐蚀情况，在前期实验基础上，对选定的无磷水处理药剂进行复配，通过静态阻垢实验和旋转挂片腐蚀实验进行配方的筛选，开发出了新型无磷阻垢缓蚀剂T-5(16mg/L)。该配方无磷环保，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垢缓蚀剂仍然是控制结垢及金属腐蚀的常用方法。阻垢缓蚀剂种类繁多，通常是一些结构特别化合物的复配，且要根据金属表面状况、腐蚀介质组成及运行情况等因素进行种类选择[1]。 北方高硬度、高碱度水质属于极易结垢水质，碳钢在此冷却水环境中，由于表面γ-Fe2O3钝化膜、垢层的形成减缓了腐蚀[2]，缓蚀阻垢剂功能重点是阻垢。结合我们前期工作经验，选取的阻垢缓蚀剂包括聚羧酸、聚环氧琥珀酸和水溶性季铵盐[3-5]三种组分，组成无磷环保复合型水处理剂。 用水，加入所要评定的阻垢剂，在一定的实验温度下，蒸发浓缩至1.5倍，达到pH值升高和钙离子及碳酸氢根离子浓度升高的目的，恒温静置10h后，分析测定澄清液中的钙离子含量，以评定阻垢剂的阻垢性能[6]。 阻垢缓蚀剂的静态浓缩阻垢率按式（1）计算。 静态浓缩阻垢率= V2?V0 ×100% （1） 1.5V1?V0 1 实验部分 1.1 实验仪器 RCC—I系列旋转挂片腐蚀试验仪、恒温水浴锅、电子分析天平（感量0.00001g）、温度计、电吹风、1000 mL烧杯、500 mL容量瓶、A3钢挂片、滴定管、移液管等。 1.2 实验试剂 实验用水为石家庄浅层地下水（水质见表1）,无水乙醇、丙酮、氢氧化钠、氯化钙、钙指示剂、EDTA/分析纯等。 表1 试验水质 总硬度 － 式中，V0为滴定空白试液试验后所消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；V1为滴定空白试液试验前所消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；V2为滴定加入水处理剂的试液试验后所消耗的EDTA标准溶液的体积，mL；1.5为浓缩倍数。 1.3.2 缓蚀性能的测试——旋转挂片法[6-7] 旋转挂片腐蚀实验是在实验室给定条件下，用试片的质量损失计算出腐蚀率和缓蚀率来评定水处理剂的缓蚀性能。实验步骤如下。 本实验依照HG/T 2159—91的旋转挂片失重法测定水处理剂的缓蚀性能。实验仪器采用ZJ型浸渍腐蚀实验仪。试片为A3碳钢试片（50 mm×25 mm×2 mm），实验水为地下水，实验温度40℃，旋转速度75r/min，实验时间72 h。腐蚀率(mm/a)和缓蚀率分别由式(2)和式(3)计算。 腐蚀率= 87 600×(W0?W) （2） A×D×T /mg·L1 式中，W为实验后试片的质量，g；W0为实验前试片的质量，g；A为试片的表面积，28 cm2；D为 632 463 352 142 154 3 ；T为试片的实验时间，72 h。 试片的密度，7.850 g/cm2+ /mg·L1 － [Ca2+] 总碱度 － [SO42] －－ [Cl] － /mg·L1 /mg·L1 /mg·L1 － 注：总硬度、Ca硬度、总碱度均以CaCO3计。 1.3 实验方法 1.3.1 静态阻垢实验 根据实验目的，选定地下水或配制水作为实验 缓蚀率＝ 空白试片的腐蚀率－试片的腐蚀率 ×100％（3） 空白试片的腐蚀率 2 阻垢缓蚀剂筛选实验 阻垢缓蚀剂各成分不同浓度下的复配，其阻 ·232·化 工 进 展 2009年第28卷 垢、缓蚀性能会有很大的差异。因此，本次筛选实验根据选定的3种成分，4个浓度水平，选用L934正交实验进行复配，得到9个缓蚀阻垢剂配方，根据实际经验，每一个配方在6 mg/L、8 mg/L、10 m