火电厂用阻垢剂的开发及引发剂对其性能影响的研究

发布时间：2020-06-08 17:52

【摘要】：火力发电用水在工业用水领域占有举足轻重的地位,其冷却用水占工业用水总量的70%-80%,而最有效的节水措施便是循环用水技术,本课题的研究目的便是提高系统循环倍数同时降低循环水中的水垢及腐蚀情况。本研究选用MA、SSS、HEMA作为单体,APS为引发剂,叔丁醇为分子调节剂,采用水溶液自由基聚合法进行反应。通过正交试验得出合成最佳条件:MA、SSS和HEMA三种单体的摩尔比为6:1:0.8,分子调节剂叔丁醇实验中占单体总量的10%,反应温度为80℃。引发剂APS一共设置三挡,分别是5%、10%、15%,合成三种共聚物MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%),且均具有较好阻垢性能。经过对共聚物进行表征,研究发现,引发剂用量的增多不会改变共聚物官能团的种类,但会降低共聚物分子量,减小共聚物碳链长度。通过阻垢缓蚀及生物降解等试验对MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)的性能进行表征。通过静态阻垢实验就缓蚀阻垢剂在离子浓缩5倍的水样中进行检验,得出MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)在浓缩倍数为5的水体中仍能有良好的阻垢性能,即能满足循坏倍数为5的火电厂循环水冷却系统的性能要求。通过静态阻垢试验发现,随着APS的增加,分子量的减小,性能逐渐提升,其中MA/SSS/HEMA(APS 15%)性能最为优异,在投加量为6mg/L时,水温80℃时,阻碳酸钙实验中,碳酸钙Ca~(2+)浓度为240mg/L,阻垢率96%;同样条件下,硫酸钙Ca~(2+)浓度为6000mg/L,阻垢率达95%。通过旋转挂片腐蚀实验发现,MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)均具有一定的缓蚀性能,随着APS的减少,分子量的增大,链的增长,性能逐渐提升,其中MA/SSS/HEMA(APS 5%)性能最为优异,缓蚀率可达60%以上,较PASP具有明显性能优势。同时,MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)均具有良好的生物降解性能。通过GPC及SEM等表征手段对MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)的阻垢缓蚀机理及引发剂对其性能的影响进行了初步探讨,得出以下结论:阻垢机理首先是螯合钙离子,增加了钙离子的溶解性;其次是增大垢样间静电斥力,进而阻止垢样颗粒相互凝结长大;最后是嵌入垢样颗粒的内部使其晶格发生畸变,阻碍进一步长大。引发剂的增多会降低共聚物分子量,缩短共聚物碳链长度,使其更易吸附于垢样晶体,阻碍其正常生长,以提高阻垢性能。缓蚀机理主要为腐蚀电流的沉积作用,阴极表面会形成一层具有良好保护作用的沉淀膜,而引发剂少、分子量大、碳链长的共聚物,形成的沉淀膜更为致密,缓蚀效果更好。图39幅,表12个,参考文献125篇。
【图文】：

阻垢率测定装置图

2 实验材料和方法速电压为 20KV,放大倍数为 500-50000），分样本分别粘贴在贴有双面胶的样品台上，使待测下观察垢体表面[109]，通过对比添加药剂前后垢态外表改变的机理。片腐蚀实验道的质量指标之一便是正常工况下的抗腐蚀能态和速度进行评定，以判定共聚物对金属腐蚀有表面观察法、重量法和电化学法[110]。原理是根据金属腐蚀前后重量变化的现象，，定量实验前后质量变化的越小，则共聚物的缓蚀能对共聚物的缓蚀性能予以表征，可根据实际情况象为循环冷却水系统，因旋转挂片可模拟动态法研究共聚物对碳钢材料的缓蚀性能。实验装
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM621

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本文编号：2703427