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摘 要

本论文探讨了HMPA和H₃Cit两种不同类型的无磷水质稳定剂的阻垢性能，分别通过实验研究了投加量、反应温度、水质硬度对这两种无磷水质稳定剂的影响。试验结果表明HMPA具有低浓度效应，且水质硬度和温度影响较小；H₃Cit不具备低浓度效应，反应温度对其络合作用有促进作用，但只适用于低硬度的水质。

关键词：阻垢 药剂 水解马来酸 柠檬酸

Abstract

This paper discusses the HMPA and H3CIT two different types of non phosphorus water treatment agent of scale inhibition performance, respectively by experimental study the dosage, reaction temperature, water hardness of the two non phosphorus water treatment agent. The experimental results show that HMPA has the effect of low concentration, and has little effect on the hardness of water quality and temperature; H3CIT does not have the effects of low concentrations of and reaction temperature on the complexation with promote, but only for low hardness water

Key Words:Scale inhibition;medicament;HMPA;H₃Cit

目录

摘要 I

Abstract II

前言 1

1.1循环冷却水系统中的结垢及其控制 1

1.1.1化学垢的种类及成因： 1

1.1.2水垢的形成条件： 1

1.1.3化学垢及其控制 1

1.2化学阻垢剂及其阻垢机理 2

1.2.1常用的化学阻垢剂 2

1.2.2阻垢机理 4

1.3无磷阻垢剂 4

第二章 试验技术思路 6

2.1实验内容 6

2.2计算说明： 6

2.2.1碱度的测定 6

2.2.2水样中钙镁离子浓度的测定： 7

2.2.3. 冷却水静态阻垢计算： 7

第三章 试验结果及讨论 8

3.1原水为实验室自来水，主要指标如下表 8

3.2HMPA阻垢性能试验 8

3.2.1HMPA投加量对阻垢性能的影响 8

3.2.2HMPA在不同硬度水质条件下阻垢性能 9

3.2.3反应温度对HMPA阻垢性能的影响 10

3.3H₃Cit阻垢性能试验 11

3.3.1H₃Cit投加量对阻垢性能的影响^[25] 11

3.3.2H₃Cit在不同硬度水质条件下阻垢性能 11

3.3.3反应温度对H₃Cit阻垢性能的影响 12

第四章结果与展望 14

参考文献 15

致谢 17

前言

现代工业的飞速发展，工业用水量占总体水量的比重逐年增加，目前我国用水总量约7000亿m³，工业用水量约为1100m³，其中循环冷却水所占比例为工业用水量的70%。水资源缺乏和水污染严重成为世界上一个比较关注的一个话题。当今的任务是如何实施节约水资源、节约材能和保护环境。^[1]所以循环冷却水处理技术就是在当下的情况下发展起来的。

循环冷却水目前存在结垢和腐蚀两个主要问题，目前循环冷却水主要在碱性条件下运行，结垢问题尤为突出。

1.1循环冷却水系统中的结垢及其控制

1.1.1化学垢的种类及成因：

(1)碳酸钙：碳酸钙垢是循环冷却系统中最常见的化学垢，它由于从补充水的溶解盐出现，在循环冷却水中遇热分解成生成CaCO₃，其中CaCO₃溶度积较小，且溶解度随温度增加而降低。

(2)磷酸钙:循环冷却水系统普遍采用聚磷酸盐作为水质稳定剂，聚磷酸盐在系统中不稳定，易分解成正磷酸盐，与Ca² 生成溶解度极低的磷酸钙垢。

(3)硅酸水中的SiO₂产生硅酸钙(镁)硬垢，钙化学垢难以被常规方法去除。

(4)硫酸钙：循环冷却水系统中主要采用了硫酸调节系统PH值，硫酸根会和水中的钙离子反应产生化学垢。

1.1.2水垢的形成条件：

工业冷却水中盐类的离子物质的量浓度乘积大于溶度积时，过饱和时，就会导致水垢沉积，达到过饱和主要有几个原因：

(1)浓缩倍数的增高。

(2)系统温度增加，让少量难溶性盐溶解度下降，形成盐析出沉积。

(3)因为碳酸氢盐是一种易分解的盐类，其在换热器表面受热容易分解为碳酸盐和CO₂，而CaCO₃溶解度非常低，达不到Ca(HCO₃)₂万分之一，因此易在换热器表面产生CaCO₃垢。

1.1.3化学垢及其控制

1离子交换法

离子交换法通常使用阳离子树脂作为离子交换材料，其中的钠离子与镁离子和钙离子进行交换。 离子交换剂中的基团与水中各种离子间的离子交换能力的不相同来进行分离的一种方法。常用的离子交换方法分为硬水软化和去离子法。硬水软化在反渗透(RO)处理之前使用，为水质硬度降低前作一种处理方法。软化机中的球状树脂，用两个钠离子交换一个钙离子或镁离子的方法来软化水质。^[2]离子交换过程中和离子交换剂交换基团作用能力突出的离子从水中分出而进入交换剂，被交换的离子则被交换剂分出而进入水中。离子交换分离经常用与柱式设备。因为操作方法的不同离子交换法又能分作淋洗法和排代法等。用离子交换剂装入交换柱中，被分离物质的溶液从柱顶加进，让它在交换柱顶端发生交换吸附，接着用一种溶液（淋洗剂或排代剂）连续通过交换柱，让被分离离子在柱中出现多次离子交换吸附和解吸，最后达到不同离子间的分离。选择适当的离子交换剂和吸附、淋洗是离子交换法的关键。交换剂中交换基团的性质，交联度、粒度和交换容量的大小，对交换过程有显著的影响。^[3]在溶液中加入络合剂可增加离子交换法的选择性，以便获得更好的分离效果。

2化学沉淀法

往废水中添加碱性物质，如石灰和石膏，来去除水中的钙镁离子。

3炭化法

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