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金属表面PDA/PTFE超疏水涂层抑垢与耐腐蚀性能

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化工进展 2023年第8期42卷 4315-4321页

作者：王鑫王兵兵杨威徐志明东北电力大学能源与动力工程学院吉林吉林132012 东北电力大学化学工程学院吉林吉林132012

超疏水涂层具有极广的应用前景,然而在金属表面制备稳定的超疏水涂层具有一定挑战。为提高涂层稳定性,本文通过简单浸泡法在不锈钢表面形成稳定的聚多巴胺(PDA)中间涂层,随后采用电泳沉积法在PDA修饰后的表面制备聚四氟乙烯(PTFE)超疏... 详细信息

超疏水涂层具有极广的应用前景,然而在金属表面制备稳定的超疏水涂层具有一定挑战。为提高涂层稳定性,本文通过简单浸泡法在不锈钢表面形成稳定的聚多巴胺(PDA)中间涂层,随后采用电泳沉积法在PDA修饰后的表面制备聚四氟乙烯(PTFE)超疏水涂层。测试中采用场发射扫描电镜、接触角测试仪及电化学测试仪进行PDA/PTFE涂层分析和表征。制备的PDA/PTFE涂层表面呈现凸起结构,提高电沉积制备时间与溶液中水含量,涂层表面水接触角呈现先增加后降低的变化趋势,制备涂层中最大水接触角为160.2°±1.3°,相应涂层的表面能为5.57mN/m。胶带剥离与砂纸磨损试验表明,PDA/PTFE涂层具有较好的稳定性。污垢沉积试验表明,浸泡在50℃、70℃与90℃碳酸钙过饱和溶液12h后,与不锈钢相比,涂层抑垢率分别为64.71%、72.22%与81.25%。电化学测试表明,PDA/PTFE超疏水涂层具有较好的耐腐蚀性能,与不锈钢相比,涂层缓蚀率为95.1%。

关键词： PDA/PTFE超疏水涂层电沉积稳定性抑垢耐腐蚀

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换流阀均压电极电吸附抑垢方法研究

工业水处理 2022年第12期42卷 148-153页

作者：刘倩乔武宁焦秀英马元社西安西电电力系统有限公司陕西西安710075

换流阀冷却系统均压电极结垢会造成管路堵塞、泄漏等问题,给换流阀的稳定运行带来较大的隐患,严重时甚至会导致直流闭锁停运。目前换流站主要采取人工定期取出电极清除表面结垢物的方法来解决该问题。由于换流站电极数量众多,除垢工作... 详细信息

换流阀冷却系统均压电极结垢会造成管路堵塞、泄漏等问题,给换流阀的稳定运行带来较大的隐患,严重时甚至会导致直流闭锁停运。目前换流站主要采取人工定期取出电极清除表面结垢物的方法来解决该问题。由于换流站电极数量众多,除垢工作任务繁重。为了减轻换流阀维护工作量并缓解均压电极结垢现象,提出了一种基于电吸附原理的换流阀均压电极抑垢方法,设计了一种电吸附抑垢装置,将其接入换流阀内冷水系统模拟实验平台,对该方法的可行性进行实验验证,并进一步研究该抑垢装置的电极板电流密度和入口水流速度对抑垢效果的影响。研究结果显示,模拟实验平台接入抑垢装置后,与无抑垢装置相比,相同时间内单只均压电极的结垢量从0.5-0.7 mg减少到0.1 mg以下,表明电吸附抑垢法可以减缓换流阀均压电极结垢的进程。此外,当抑垢装置电极板电流密度为5-50 A/m^(2)时,该装置的抑垢效率随电极板电流密度的增加而先增大后减小;当入口流量为8-14 L/min时,装置抑垢效率随水流速度的增加而减小。

关键词：换流阀均压电极抑垢电吸附

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凝汽器管内插转子的热力与抑垢性能研究

工程热物理学报 2020年第7期41卷 1712-1718页

作者：朱晓磊徐嘉叶张磊孟继安上海发电设备成套设计研究院有限责任公司上海200240 清华大学航天航空学院北京100084

针对凝汽器背压高和管内结垢问题,研发了具有自清洁能力的管内扰流物。为研究凝汽器管内置扰流物(内插转子)的综合性能,搭建了流动及抑垢实验台,建立了MRF数值模型。通过数值和实验方法,分析了内插转子的管内流动、换热及抑垢特性。结... 详细信息

针对凝汽器背压高和管内结垢问题,研发了具有自清洁能力的管内扰流物。为研究凝汽器管内置扰流物(内插转子)的综合性能,搭建了流动及抑垢实验台,建立了MRF数值模型。通过数值和实验方法,分析了内插转子的管内流动、换热及抑垢特性。结果表明,与传统转子相比,新型转子在阻力降低1/2的同时,增强换热10%~15%。其中空的结构形式对中心区域扰动较弱,能防止阻力增加过大。而对壁面附面层的层流底层的扰动,可增加壁面处的温度梯度有利于强化换热。内插转子可使污垢长期处于诱导期,避免管内污垢过快附着和增长。应用于某300 MW机组凝汽器,测算数据表明具有较高的运行稳定性和可靠性,在不同的负荷下均能提高真空度,起到节能降耗的效果。

关键词：凝汽器管流动与换热抑垢真空度节能

脉冲磁场对CaCO_(3)水溶液的抑垢研究

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化工自动化及仪表 2022年第5期49卷 599-603页

作者：李珂珂邢淑清刘永珍麻永林陈重毅内蒙古科技大学材料与冶金学院

基于自行设计的抑垢实验装置,研究在不同电流和占空比的作用下对碳酸钙溶液抑垢效果的影响。利用扫描电镜和铜片挂片实验对碳酸钙晶体的微观形貌、晶型及抑垢率进行分析,同时检测碳酸钙溶液的 pH 值,从而得出脉冲磁场抑垢的最佳实验条... 详细信息

基于自行设计的抑垢实验装置,研究在不同电流和占空比的作用下对碳酸钙溶液抑垢效果的影响。利用扫描电镜和铜片挂片实验对碳酸钙晶体的微观形貌、晶型及抑垢率进行分析,同时检测碳酸钙溶液的 pH 值,从而得出脉冲磁场抑垢的最佳实验条件。结果表明,在脉冲磁场的作用下,pH 值呈现出高、低两种趋势,通过晶体的微观形貌及抑垢率可以看出,脉冲磁场处理后碳酸钙晶体体积明显减小、分布相对松散,且会降低碳酸钙溶液的结垢速率,同时当施加的频率为 1.25 kHz、电流 2 A 时,抑垢率可达69.0%。

关键词：脉冲磁场碳酸钙抑垢微观形貌

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磁场抑垢除垢性能及作用机理研究进展

热能动力工程 2018年第10期33卷 1-7页

作者：陈小砖李硕盛伟任晓利河南理工大学机械与动力工程学院

对管道流过的溶液施加磁场达到抑垢除垢的目的是绿色水处理技术的发展方向，其优点是节能环保、易操作、维护费用低。介绍了两种磁场水处理设备，总结了近年来国内外在探索磁场除垢抑垢作用规律方面取得的成果，给出磁场抑垢除垢作用机... 详细信息

对管道流过的溶液施加磁场达到抑垢除垢的目的是绿色水处理技术的发展方向，其优点是节能环保、易操作、维护费用低。介绍了两种磁场水处理设备，总结了近年来国内外在探索磁场除垢抑垢作用规律方面取得的成果，给出磁场抑垢除垢作用机理主要的四种观点，详细讨论了磁场除垢抑垢研究中存在的主要问题，指出磁场除垢抑垢研究领域今后的研究重点和研究方法，以期为后续科学研究提供参考。

关键词：磁场除垢抑垢电磁场水垢

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磁化水抑垢的研究

化工环保 2000年第5期20卷 6-11页

作者：刘有昌蔡伟民哈尔滨医科大学化学教研室黑龙江哈尔滨150006 哈尔滨工业大学环境科学与工程系黑龙江哈尔滨150001

通过静态试验研究了 Ca2 +、Mg2 +的总浓度、碱度、p H、SO2 - 4对磁化水抑垢效果的影响 ,得出了应用磁化水抑垢的适宜条件 ,为磁水器的实际应用提供了依据。

关键词：磁化水水垢抑垢水处理

循环冷却水系统高压静电离子棒抑垢缓蚀的试验研究

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工业水处理 2011年第9期31卷 58-60页

作者：沈炳耘刘文超荀华潘慧鲍磊郭晓宇内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051

循环冷却水系统的结垢与腐蚀一直是火电厂需要解决的主要问题。针对这一现状,简要介绍了高压静电离子棒的工作原理,通过试验对高压静电离子棒的抑垢、缓蚀性能进行研究。试验结果表明:高压静电离子棒具有较好的抑垢与缓蚀作用,在循环冷... 详细信息

循环冷却水系统的结垢与腐蚀一直是火电厂需要解决的主要问题。针对这一现状,简要介绍了高压静电离子棒的工作原理,通过试验对高压静电离子棒的抑垢、缓蚀性能进行研究。试验结果表明:高压静电离子棒具有较好的抑垢与缓蚀作用,在循环冷却水流量较低时,静电离子棒的抑垢效果相对较好。

关键词：循环冷却水静电离子棒抑垢缓蚀

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循环冷却水系统静电离子棒抑垢除垢实验研究

环境科学与技术 2009年第12期32卷 151-153页

作者：侯静沈炳耘内蒙古工业大学能源与动力工程学院内蒙古呼和浩特010051

介绍了离子棒静电水处理器的抑垢、除垢机理,在电厂循环冷却水系统模拟试验台上通过空白试验、加载试验、挂片试验对该装置的抑垢、阻垢性能进行了测试和研究,试验结果表明,该设备具有较好的抑垢、阻垢作用,能有效提高循环冷却水的浓缩... 详细信息

介绍了离子棒静电水处理器的抑垢、除垢机理,在电厂循环冷却水系统模拟试验台上通过空白试验、加载试验、挂片试验对该装置的抑垢、阻垢性能进行了测试和研究,试验结果表明,该设备具有较好的抑垢、阻垢作用,能有效提高循环冷却水的浓缩倍率。

关键词：循环冷却水静电离子棒抑垢除垢

磁场/氧化石墨烯—碳纳米管协同作用于循环水的吸附和抑垢研究

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磁场/氧化石墨烯—碳纳米管协同作用于循环水的吸附和抑垢研究

作者：裴烈飞兰州理工大学

学位级别：硕士

随着工业化程度的提升,工业用水量随之增加。含有重金属及有机物废水的排放已对人类赖以生存的淡水资源造成了严重的污染。为了充分、高效利用有限的淡水资源减少废水的排放量,国家倡导企业通过不断改进生产技术以达到绿色生产、资源循... 详细信息

随着工业化程度的提升,工业用水量随之增加。含有重金属及有机物废水的排放已对人类赖以生存的淡水资源造成了严重的污染。为了充分、高效利用有限的淡水资源减少废水的排放量,国家倡导企业通过不断改进生产技术以达到绿色生产、资源循环利用的目的。在此背景条件下工业循环水不直接使用自来水,而是对生产过程中产生的有害废水进行净化处理,去除其中的悬浮颗粒,降低污染物浓度之后引入到循环水系统。这些经净化处理的废水中仍然含有一些成垢离子、重金属离子及有机物。这些污染物在高温条件下极易与水中溶解的O和CO共同作用形成水垢,腐蚀管道从而降低了换热效率和循环水流量,使得产量下降次品量上升。针对此问题,本论文将纳米吸附材料和水的磁化处理技术同时作用于循环水系统,吸附剂吸附重金属和有机物的同时磁场抑制水垢生成,二者协同作用能够有效提高水处理效率,缩短了循环水的处理流程。本文所使用的吸附材料为经氨基和巯基修饰的氧化石墨烯/碳纳米管复合材料(NH-SH-GO/MWCNTs),氧化石墨烯和碳纳米管作为新兴纳米材料中的代表,具有其他材料不可比拟的比表面积和表面活化能是良好的吸附材料。同时氧化石墨烯和碳纳米管也存在着纳米材料共有的分散性差、易团聚的缺点。为此,将氧化石墨烯和碳纳米管超声复合之后在其表面添加了氨基和巯基。因此,不仅解决了材料易团聚的问题,而且进一步增大材料的活性吸附位点提高了材料的吸附性能。吸附材料制备完成之后对材料进行TEM、SEM、XRD、FT-IR、XPS、TGA表征。证明氧化石墨烯制备和碳纳米管纯化成功,氨基和巯基很好的负载到材料的表面。吸附抑垢阶段模拟工业循环水系统,配制含有Pb、Ca、苯酚的冷却水。同时外加磁场,以不同磁场强度、吸附质不同初始浓度、不同温度、不同时间作为单一因素变量进行实验,检测不同时刻吸附量、pH、粘度、电导率、表面张力。最后对吸附材料进行脱附-再吸附实验。经过对实验数据的统计和分析得到,在不同磁场强度单因素变化实验中最佳磁场强度为0.54T。对Pb的吸附量较大,平衡吸附量分别为120.90mg/g。对苯酚的吸附量较低仅有27.36mg/g。磁场强度继续增大至0.7T时吸附量又会减小,说明低磁场强度有利于对Pb和苯酚吸附。外加磁场时,循环水的活化能升高,表明水分子和离子变为活跃状态所需的能量变大;pH降低使得平衡向着CaCO溶解的方向移动;当磁场强度达到0.7T时分子内能相对变化量和自由水比例的相对变化量急剧减小,表明缔合的水合离子的数量快速增多,减少了成垢离子间有效碰撞的机会从而减少了水垢的生成量。磁场与吸附材料协同作用时高磁场强度能够有效起到阻垢的作用。NH-SH-GO/MWCNTs对Pb和苯酚具有良好的吸附效果。实验中发现实验条件的不同对吸附剂平衡吸附量的影响较大:Pb和苯酚的起始浓度变大吸附量随之上升,二者起始浓度达到90mg/L平衡吸附量分别为142.42mg/g、48.34mg/L;随着温度升高Pb和苯酚平衡平衡吸附量升高,当温度为313K时,平衡吸附量分别达到了131.27mg/g,35.79mg/g。动力学拟合结果得到吸附过程更符合准二级动力学方程,吸附量在60分钟之后不再变化即达到吸附平衡。吸附速率的控制步骤为表面吸附阶段。对吸附等温线结果拟合后得到反应更符合Freundlich模型,说明吸附反应为发生在非均质表面上进行多分子层吸附。由热力学分析结果得到?G0,?S>0表明吸附反应为自发而吸热的过程。经过5次脱附-再吸附实验得到对Pb的吸附量与首次吸附相比降低了59.86%,对苯酚的吸附量降低了76.37%。证明材料可循环使用具有工程应用价值。

关键词：氧化石墨烯碳纳米管磁处理吸附抑垢动力学热力学