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有机膦酸盐阻垢性能对比研究
摘要
本文旨在研究不同种类有机膦酸盐阻垢剂的阻垢性能，共测试了四种有机膦酸盐阻垢剂，包括HEDP、ATMP、DTPMP、PBTCA。研究采用四种不同方法进行，其中包括溶解度测试、钙碳酸盐结垢预防实验、锅炉水减垢实验以及给水管道腐蚀测试。研究结果表明，四种有机膦酸盐阻垢剂均具有一定的阻垢效果，其中以DTPMP的阻垢效果最为显著，可将钙碳酸盐结垢的量降低80%以上，同时对锅炉水减垢效果较好，均能达到90%以上的脱垢率。此外，四种有机膦酸盐阻垢剂均能对给水管道的腐蚀产生一定的抑制作用。
关键词：有机膦酸盐；阻垢性能；阻垢剂；钙碳酸盐；减垢；腐蚀抑制
Abstract
Thispaperaimstostudytheanti-scalepropertiesofdifferenttypesoforganicphosphonatescaleinhibitors.Fourkindsoforganicphosphonatescaleinhibitorsweretested,includingHEDP,ATMP,DTPMP,andPBTCA.Thestudywascarriedoutusingfourdifferentmethods,includingsolubilitytesting,calciumcarbonatescalingpreventionexperiments,boilerwaterscalereductionexperiments,andcorrosiontestingofwatersupplypipelines.Theresultsshowedthatallfourorganicphosphonatescaleinhibitorshadcertainanti-scaleeffects,amongwhichDTPMPhadthemostsignificantanti-scaleeffect,reducingtheamountofcalciumcarbonatescalebymorethan80%,andhadgoodboilerwaterscalereductioneffects,bothofwhichcouldreachmorethan90%descalingrate.Inaddition,allfourorganicphosphonatescaleinhibitorshadacertaininhibitoryeffectonthecorrosionofwatersupplypipelines.
Keywords:organicphosphonate;anti-scaleproperties;scaleinhibitor;calciumcarbonate;descaling;corrosioninhibition
引言
在工业生产和民用水处理中，由于水中的不纯物质（如钙离子、镁离子等）含量较高，常会形成一定量的水垢。水垢的形成除了阶段性对设备使用产生不利影响外，更长时间使用可造成重大的损失和影响工艺的连续性。因此，研究防止和抑制水垢的形成及生成对于设备的保护以及生产的顺利进行至关重要。
防止形成水垢的其中一种方法便是在设备中加入阻垢剂。有机膦酸盐是一类广泛应用于各种工业水系统的化学水处理剂，因具有优异的阻垢和螯合能力而备受关注。本研究旨在探究不同种类有机膦酸盐阻垢剂的阻垢性能，为工业生产和民用水处理提供一定的参考。
实验
实验材料
HEDP、ATMP、DTPMP以及PBTCA等四种有机膦酸盐阻垢剂，四羟乙基四氢呋喃（THF），钙盐和碳酸盐溶液，氧化钠溶液，氯化铁溶液，氢氧化钠溶液，硫酸溶液，甲醇溶液等。
实验方法
1.溶解度测试
分别将四种有机膦酸盐阻垢剂加入到THF溶液中，搅拌至完全溶解并静放一定时间后，取样离心去渣，用紫外分光光度法测定其溶液的光度值，计算出溶液的浓度。实验条件为25℃。
2.钙碳酸盐结垢预防实验
将不同浓度的四种有机膦酸盐阻垢剂加入到50mL的钙盐和碳酸盐溶液中，经过一定时间后离心沉淀，将沉淀称定重量，计算出钙的沉淀量。实验条件为25℃，pH值为8.3。
3.锅炉水减垢实验
将不同浓度的四种有机膦酸盐阻垢剂加入到锅炉水中，经过一定时间后，进行减垢实验。每次加入不同浓度的四种有机膦酸盐阻垢剂后，短时间内开关串接，在减垢后逐渐调整水质以维持锅炉水的稳定性，观察实验后减垢效果。实验条件为80℃，pH值为8.8。
4.给水管道腐蚀测试
将不同浓度的四种有机膦酸盐阻垢剂加入到不同镀铬碳钢试样的给水管道中，经过一定时间后，将试样取出进行腐蚀率测试。实验条件为40℃，pH值为7.5。
结果与讨论
1.溶解度测试
实验结果表明，四种有机膦酸盐均能在THF中溶解，而且其溶解度均随着溶液中阻垢剂浓度