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膦系阻垢剂对碳酸钙阻垢机理的研究

化学学报 2010年第2期68卷 143-148页

作者：夏明珠雷武戴林宏褚玉婷王风云南京理工大学工业化学研究所南京210094 盐城工学院博雅学院盐城224003

在模拟循环水中,通过静态阻垢实验研究了HEDP,PBTCA,ATMP和EDTMP对碳酸钙的阻垢性能,在相同的加药浓度下(按物质的量浓度计)阻垢性能的强弱顺序为HEDP>PBTCA>ATMP>EDTMP;同时采用分子动力学方法,模拟计算了阻垢剂负二价离子与方解石(104... 详细信息

在模拟循环水中,通过静态阻垢实验研究了HEDP,PBTCA,ATMP和EDTMP对碳酸钙的阻垢性能,在相同的加药浓度下(按物质的量浓度计)阻垢性能的强弱顺序为HEDP>PBTCA>ATMP>EDTMP;同时采用分子动力学方法,模拟计算了阻垢剂负二价离子与方解石(104),(102),(202)和(113)面的相互作用.结果表明:阻垢剂分子中的膦酸基团和羧酸基团与碳酸钙中的Ca2+形成的离子键对吸附起到了主要作用,同时阻垢剂与晶面间存在较弱的范德华力相互作用.阻垢剂与各晶面的结合能强弱顺序为(113)≥(102)≥(202)>(104);分子中的羟基易与垢晶面形成氢键而加强阻垢效果;羧基的位置不同对阻垢作用的影响不同.将静态阻垢的实验结果与分子动力学模拟结果进行了相关性分析,发现阻垢剂在(104)面和(102)面上的吸附对阻垢作用的贡献较大.

关键词：膦酸盐阻垢剂静态阻垢分子动力学模拟线性回归

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HEDP及其取代物对碳酸钙阻垢机理的研究

计算机与应用化学 2011年第4期28卷 485-489页

作者：褚玉婷石文艳吕志敏夏明珠雷武王风云盐城工学院化生学院江苏盐城224051 南京理工大学工业化学研究所江苏南京210094

采用分子动力学方法,模拟计算了阻垢剂HEDP及其取代物与方解石(104),(102),(202),(113)面的相互作用,计算并分析了阻垢剂与方解石(104),(102),(202),(113)面作用的相互作用能,包括结合能,库仑能和范德华作用能。并且分析了方解石(104)... 详细信息

采用分子动力学方法,模拟计算了阻垢剂HEDP及其取代物与方解石(104),(102),(202),(113)面的相互作用,计算并分析了阻垢剂与方解石(104),(102),(202),(113)面作用的相互作用能,包括结合能,库仑能和范德华作用能。并且分析了方解石(104)晶面上的钙离子与阻垢剂中双键氧原子、整个(104)晶面与阻垢剂中所有氧原子之间和整个(104)晶面与整个阻垢剂分子之间的对关联函数,结果表明:阻垢剂分子中的氧原子与碳酸钙的Ca^(2+)形成的离子键对吸附起到了主要作用,同时阻垢剂与晶面间存在较弱的范德华力相互作用,阻垢剂与各晶面的的结合能强弱顺序为(102)>(202)≥(113)≈(104)。苯环的大π键有利于阻垢效果的提高。

关键词：阻垢剂静态阻垢分子动力学模拟

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某电厂湿法烟气脱硫系统的除垢阻垢研究

硅酸盐通报 2015年第6期34卷 1705-1709页

作者：杨震魏冬雪东北电力大学化学工程学院吉林132012

针对火电厂湿法烟气脱硫系统存在易结垢腐蚀的问题,本文探讨高效除垢剂的除垢效果。本研究以EDTA-4Na(乙二胺四乙酸四钠)、EDTMPS(乙二胺四亚甲基磷酸钠)、LAS(十二烷基本磺酸钠)和磷酸二氢钠为添加剂的复配除垢剂和以EDTA-4Na(乙二胺... 详细信息

针对火电厂湿法烟气脱硫系统存在易结垢腐蚀的问题,本文探讨高效除垢剂的除垢效果。本研究以EDTA-4Na(乙二胺四乙酸四钠)、EDTMPS(乙二胺四亚甲基磷酸钠)、LAS(十二烷基本磺酸钠)和磷酸二氢钠为添加剂的复配除垢剂和以EDTA-4Na(乙二胺四乙酸四钠)、EDTMPS(乙二胺四亚甲基磷酸钠)与腐植酸钠为添加剂的复配阻垢剂,来处理湿法烟气脱硫系统中的垢。复配除垢剂对吸收塔中垢的去除率可达90%以上,对GGH换热器中垢的去除率可达50%以上。而通过静态阻垢正交实验结果表明,在阻垢剂的最佳配比下,复配阻垢剂对Ca SO4垢的静态阻垢效率可达80%以上。

关键词：结垢除垢静态阻垢 FGD系统

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稀土永磁材料与聚天冬氨酸协同阻垢研究

水处理技术 2005年第2期31卷 55-57页

作者：刘振法王延吉郭茹辉张利辉张彦河河北工业大学化工学院河北省能源研究所河北石家庄050081 河北省能源研究所

本文将稀土永磁材料与环保型高分子聚合物--聚天冬氨酸相结合,研究其协同阻垢效果。研究了不同温度、磁场强度、水质硬度及加药量下的协同阻垢性能。静态阻垢试验及小型动态阻垢试验结果表明,此两种水处理工艺具有很好的协同增效阻垢作... 详细信息

本文将稀土永磁材料与环保型高分子聚合物--聚天冬氨酸相结合,研究其协同阻垢效果。研究了不同温度、磁场强度、水质硬度及加药量下的协同阻垢性能。静态阻垢试验及小型动态阻垢试验结果表明,此两种水处理工艺具有很好的协同增效阻垢作用,可大大提高聚天冬氨酸的阻垢效果。

关键词：聚天冬氨酸阻垢效果阻垢作用环保型阻垢性能研究高分子聚合物静态阻垢水处理工艺水质

改性木素磺酸盐GCL2的阻垢性能及作用机理研究

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中国造纸学报 2003年第2期18卷 121-125页

作者：楼宏铭邱学青杨东杰欧阳新平华南理工大学化工学院广州510640

研究了改性木素磺酸盐缓蚀阻垢剂GCL2的阻垢性能及作用机理。通过循环冷却水动态模拟实验发现 ,2 5mg/LGCL2的阻垢率为 6 1 6 % ,与常用有机膦缓蚀阻垢剂HEDP接近。静态阻垢实验表明 ,GCL2能够通过与钙离子生成溶于水的络合物 ,增大其... 详细信息

研究了改性木素磺酸盐缓蚀阻垢剂GCL2的阻垢性能及作用机理。通过循环冷却水动态模拟实验发现 ,2 5mg/LGCL2的阻垢率为 6 1 6 % ,与常用有机膦缓蚀阻垢剂HEDP接近。静态阻垢实验表明 ,GCL2能够通过与钙离子生成溶于水的络合物 ,增大其溶解度。研究还发现 ,GCL2对碳酸钙颗粒具有很好的分散作用 ,能使形成的碳酸钙晶核高度分散 ,减少相互碰撞形成晶体的机会。X射线衍射表明 ,GCL2能够使碳酸钙在形成晶体的过程中发生晶格畸变 ,使生成的碳酸钙晶体变得疏松。

关键词：碳酸钙改性缓蚀阻垢剂阻垢性能木素磺酸盐阻垢率分散作用 GCL 静态阻垢循环冷却水

聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸的改性及其阻垢性能的研究

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聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸的改性及其阻垢性能的研究

作者：陈风江河北工业大学

学位级别：硕士

工业管道的结垢和腐蚀是工业生产中不得不面临的严重问题,如在工业循环冷却水系统和海水淡化过程,以及多级闪蒸、膜蒸馏、反渗透等工艺中,由于盐水过度浓缩,钙离子、镁离子和氯离子的浓度增加,在弱碱性条件下容易形成钙垢(碳酸钙、硫酸... 详细信息

工业管道的结垢和腐蚀是工业生产中不得不面临的严重问题,如在工业循环冷却水系统和海水淡化过程,以及多级闪蒸、膜蒸馏、反渗透等工艺中,由于盐水过度浓缩,钙离子、镁离子和氯离子的浓度增加,在弱碱性条件下容易形成钙垢(碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙)。生成的钙垢主要沉积在管道设备上或附着在膜的表面,难以清洗,造成管道或膜的堵塞,降低了传热传质的效率。同时,在设备运行过程中还会出现管道和仪器的腐蚀,甚至严重腐蚀后必须定期更换设备。钙垢和腐蚀的存在造成了巨大的经济损失,严重影响了工业的生产效率。本论文主要内容是改性合成聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸,并对其化学结构进行了表征,探讨了其对常见钙垢的阻垢效果及对碳钢的缓蚀效率的影响。主要研究内容如下:(1)通过马来酸酐开环的方法制备了聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA),使用精氨酸、组氨酸以及氨基磺酸在40℃的碱性条件下对合成的PASP进行了改性,得到改性后的聚天冬氨酸衍生物His-SA-PASP和Arg-SA-PASP。通过核磁与红外表征,表明成功地合成了His-SA-PASP和Arg-SA-PASP。将顺丁烯二酸酐开环制备环氧琥珀酸(ESA),以氢氧化钙为引发剂进行了环氧琥珀酸的聚合,得到聚环氧琥珀酸(PESA),用精氨酸对聚环氧琥珀酸进行改性,通过接枝精氨酸得到Arg-PESA。(2)使用Materials Studio 8.0(MS)软件对His-SA-PASP和Arg-SA-PASP进行了分子动力学模拟,使用Gauss 6.0对改性的聚合物分子进行了结构优化。通过模拟计算证明了His-SA-PASP和Arg-SA-PASP与碳酸钙和硫酸钙之间存在相互作用的可能性。通过静态阻垢法测定了这两种改性聚合物分子的阻垢效率。通过扫描电镜(SEM)对添加/不添加His-SA-PASP和Arg-SA-PASP得到的碳酸钙和硫酸钙的晶体形貌进行了分析。通过XRD分析了添加/不添加阻垢剂分子得到的碳酸钙和硫酸钙晶体。通过X射线电子能谱仪(XPS)对得到的碳酸钙垢进行了分析。通过测定Q235碳钢表面的腐蚀情况研究了His-SA-PASP和Arg-SA-PASP的缓蚀效果,得到了添加不同聚合物分子后碳钢表面腐蚀的极化曲线和交流阻抗谱图,使用SEM对碳钢表面的形貌进行了分析。实验结果表明,His-SA-PASP和Arg-SA-PASP对钙垢具有良好的阻垢性能,对碳钢的腐蚀具有较好的缓蚀效果。(3)使用MS对Arg-PESA和碳酸钙相互作用体系进行了分子动力学模拟,负的相互作用能表明了阻垢剂分子与碳酸钙之间的相互作用。通过静态阻垢实验测定了Arg-PESA对碳酸钙和磷酸钙的阻垢效率。使用扫描电镜对生成的碳酸钙垢晶体形貌进行了分析。XRD分析表明了Arg-PESA的添加,使得碳酸钙垢由文石晶型转变为球霰石结构,这证明了Arg-PESA和碳酸钙垢之间存在相互作用。利用电化学工作站(CHI600E)测定了Arg-PESA对碳钢表面的缓蚀效果,利用极化曲线和交流阻抗谱图对Arg-PESA的缓蚀效率进行了分析。通过SEM和原子力显微镜(AFM)对添加/不添加Arg-PESA条件下碳钢表面形貌进行了分析。实验结果表明Arg-PESA的添加对碳酸钙和磷酸钙表现出良好的阻垢效果,对碳钢表面的腐蚀有较好的抑制效果。

关键词：改性聚合物分子静态阻垢缓蚀电化学阻垢机理

MA-SAS-HEMA三元共聚物的合成及其阻垢性能

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西安工程大学学报 2023年第4期37卷 74-81页

作者：余嵘段妍文王媛许杨张弛西安工程大学城市规划与市政工程学院陕西西安710048

为了解决传统含磷阻垢剂对水体产生污染的问题,以马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为合成单体,通过水溶液自由基聚合法制备了不含磷的MA-SAS-HEMA共聚物阻垢剂,并对其结构及热稳定性进行红外光谱、凝胶渗透色... 详细信息

为了解决传统含磷阻垢剂对水体产生污染的问题,以马来酸酐(MA)、烯丙基磺酸钠(SAS)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为合成单体,通过水溶液自由基聚合法制备了不含磷的MA-SAS-HEMA共聚物阻垢剂,并对其结构及热稳定性进行红外光谱、凝胶渗透色谱及热重分析表征。采用静态阻垢法探讨共聚物的阻垢性能,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对投加MA-SAS-HEMA共聚物前后产生的碳酸钙、硫酸钙晶体进行分析,探究MA-SAS-HEMA共聚物阻垢机理。静态阻垢结果表明:低质量浓度MA-SAS-HEMA共聚物的阻垢效果良好,且对温度有较高的适应性,在高碱度、高硬度水中阻垢性能稳定。XRD与SEM结果表明:加入MA-SAS-HEMA共聚物后垢样结构明显疏松,阻垢效果良好;碳酸钙晶型发生改变,方解石特征峰显著降低,出现亚稳态球霰石和文石特征峰,硫酸钙晶型未发生改变但结晶度大幅度降低。MA-SAS-HEMA共聚物中羧酸基团对钙垢晶体具有晶格畸变和吸附分散作用,磺酸基和酯基与羧酸基团协同增效,进一步提高了阻垢性能。

关键词：马来酸酐共聚物阻垢剂静态阻垢碳酸钙阻垢机理

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试论缓蚀阻垢剂的筛选及工业应用

中国石油和化工标准与质量 2018年第10期38卷 76-77页

作者：王树学中油辽河工程有限公司辽宁盘锦124010

科技的迅猛发展,工业生产应用的多元化,使得冷却循环水的处理工作成为提升环境资源的重要途径。针对循环水的水质特点,开发研究出效果更加适宜的缓蚀阻垢处理剂,将经济效益与环境效益相统一,是筛选缓蚀阻垢剂的首要前提。本文从实际出发... 详细信息

科技的迅猛发展,工业生产应用的多元化,使得冷却循环水的处理工作成为提升环境资源的重要途径。针对循环水的水质特点,开发研究出效果更加适宜的缓蚀阻垢处理剂,将经济效益与环境效益相统一,是筛选缓蚀阻垢剂的首要前提。本文从实际出发,从缓蚀阻垢剂的发展历程及使用的主要问题着手,对制剂的筛选方法与未来发展方向做出简单的阐述。

关键词：复配方案静态阻垢绿色环保

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循环水系统缓蚀阻垢剂开发及应用研究

中国资源综合利用 2019年第3期37卷 151-153,156页

作者：郭学华张倩于泳开滦煤化工研发中心河北唐山063611 河北省煤基材料与化学品工程技术研究中心河北唐山063018 唐山开滦化工科技有限公司河北唐山063020

通过分析循环式系统水质及运行情况,本研究设计缓蚀阻垢剂配方并进行了静态阻垢、静态缓蚀和动态模拟试验,筛选出了最优的缓蚀阻垢剂,并制定了缓蚀阻垢剂投加使用方案。

关键词：缓蚀阻垢剂静态阻垢静态缓蚀投加方案