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摘 要

冷却水是大多数工业企业生产中十分重要的工艺条件，尤其是在石油,化工，火力发电和冶金等行业。但是在冷却水高度重复使用时，由于水中盐类的浓度增大，循环冷却水系统将面临最严重的两个问题：腐蚀和结垢。本实验针对高硬中碱水质，且冷却水系统在碱性条件下运行，通过补充水水质特点，采用的水质稳定剂为PBTCA,HEDP和ATMP进行复配，分析探讨全有机配方在高硬中碱水质条件下的缓蚀及阻垢性能。此类缓蚀阻垢剂化学稳定性好，耐高温性能好，缓蚀效率高，与其他药剂复配使用具有协同效应，适应当今社会对环境的要求。

关键词：循环冷却水 缓蚀 阻垢 PBTCA HEDP ATMP 全有机配方

Experimental Study on Corrosion Inhibition and Scale Inhibition of all Organic Formulations in Water with High Hard Base

Abstract

The cooling water is a very important process condition in the production of most industrial enterprises , especially in petroleum , chemical , thermal power generation and metallurgy . However , due to the increase of the concentration of salt in water , the circulating cooling water system will face the most serious problems : corrosion and scaling . The water quality stabilizer adopted in this experiment is compounded by PBTCA , HEDP and ATMP . The corrosion inhibition and scale inhibition performance of the whole organic formulation under the condition of high hardness and alkali water quality are discussed . The corrosion and scale inhibitor is chemically stable . Good quality, good high temperature resistance, high corrosion inhibition efficiency, combined with other agents have synergistic effect, adapt to the environmental requirements of the society today.

Key word：recirculating cooling water; corrosion inhibition; scale inhibition; PBTCA;HEDP;ATMP;All-organic formula

目录

第一章 文献综述 4

1.1 前言 4

1.2 工业循环冷却水处理的发展状况 2

1.2.1循环冷却水发展历史 2

1.2.2我国的冷却水技术发展现状 3

1.2.2 国外工业循环冷却水技术的发展状况 3

1.3 循环冷却水处理的水处理剂及其机理 4

1.3.1 循环冷却水水处理药剂 4

1.3.2 循环冷却水水处理机理 5

1.4 水处理中缓蚀阻垢剂的复配与协同 6

1.5 研究背景，研究目的及研究内容 7

1.5.1 研究背景 7

1.5.2研究目的 7

1.5.3课题的研究内容 7

第二章 实验方法 8

2.1 实验仪器与试验药品 8

2.2 水质分析方法 9

2.2.1 试验辅助溶液配制 9

2.2.2 水质中镁离子浓度的测定 10

2.2.3 水质中钙离子浓度测定 11

2.2.4 碱度的测定 11

2.3 缓蚀性能的测定（挂片失重法） 12

2.3.1 失重法测定腐蚀速率及缓蚀率 12

2.3.2 冷却水旋转挂片腐蚀评定步骤 13

2.4 阻垢性能的测定 14

2.4.1 冷却水静态阻垢原理 14

2.4.2 阻垢率的测定 14

第三章 缓蚀阻垢剂的性能及复配 15

3.1 试验用水的水质 15

3.2单配方有机缓蚀阻垢剂的性能 16

3.2.1 缓蚀阻垢剂的筛选 16

3.2.2 单一配方的缓蚀性能 16

3.2.3 单配方的阻垢性能影响因素 19

3.3 缓蚀阻垢剂的复配 21

3.3.1 PBTCA与HEDP的复配缓蚀实验 22

3.3.2 PBTCA与ATMP的复配缓蚀实验 22

3.3.4 全有机复配配方的阻垢性能测定 23

3.4 影响全有机配方阻垢性能的条件 24

3.4.1 硬度对阻垢性能的影响 25

3.4.2 pH值对阻垢性能的影响 25

第四章 结论 26

参考文献 27

致 谢 29

第一章 文献综述

前言

1977年, 联合国就向全世界发出警告: 水资源不久将成为继石油危机之后的另一个更为严重的全球性危机[^[1]]。我国淡水资源总量居世界第六位，但是我国的人均水资源只相当于世界人均的四分之一，排在世界第88位[^[2]]。我国工业系统水资源利用的最突出问题是耗水量高,污染严重， 重复使用率低。冷却水通过管道进入换热器中多次循环使用，管道也会腐蚀[^[3]]。工业上的冷却水都是不断循环使用的，冷却水不断的蒸发浓缩，所以冷却水中含盐量增加，这就造成循环冷却水系统发生了腐蚀和阻垢等水质问题，从而阻碍工艺流程的运作，造成企业的成本增加。腐蚀已经成为了具有世界意义的问题[^[4]]。在当前的二十一世纪工业循环冷却水处理领域，我们通常采取加入化学水处理剂这种方法来预防和阻止结垢和腐蚀等问题。常见的有机缓蚀阻垢剂有PBTCA,HEDP和ATMP等，有机膦酸在上个世纪中期才被开发出来并投入使用的一种循环水处理药剂，此类水处理药剂兼具缓蚀与阻垢两种性能，在高温条件下也有较好的性能，只加入微量就有较好的作用且不易分解，如与其它的药剂复合使用会有更好的效果，因此有机膦酸药剂具有广泛的应用市场。而在倡导既要绿水青山，又要金山银山，健康可持续发展的今天，我们必须要走的就是绿色化学的道路。本文就是基于中国国内水处理药剂现状，将环保便宜的有机膦系缓蚀阻垢剂来进行复配，在降低药品投加量的同时，提高了缓蚀垢效果，提高了经济社会效益。

工业循环冷却水处理的发展状况

1.2.1循环冷却水发展历史

工业循环冷却水技术起源于上个世纪初人们开发使用循环水处理药剂。从四十年代至今，循环冷却水处理缓蚀剂、阻垢剂和药剂配方经过了七十余年的发展，循环冷却水处理剂快速发展,经历了以下6个阶段：

表 1-1水处理药剂的发展历程

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