【摘要】：火力發(fā)電用水在工業(yè)用水領(lǐng)域占有舉足輕重的地位,其冷卻用水占工業(yè)用水總量的70%-80%,而最有效的節(jié)水措施便是循環(huán)用水技術(shù),本課題的研究目的便是提高系統(tǒng)循環(huán)倍數(shù)同時(shí)降低循環(huán)水中的水垢及腐蝕情況。本研究選用MA、SSS、HEMA作為單體,APS為引發(fā)劑,叔丁醇為分子調(diào)節(jié)劑,采用水溶液自由基聚合法進(jìn)行反應(yīng)。通過(guò)正交試驗(yàn)得出合成最佳條件:MA、SSS和HEMA三種單體的摩爾比為6:1:0.8,分子調(diào)節(jié)劑叔丁醇實(shí)驗(yàn)中占單體總量的10%,反應(yīng)溫度為80℃。引發(fā)劑APS一共設(shè)置三擋,分別是5%、10%、15%,合成三種共聚物MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%),且均具有較好阻垢性能。經(jīng)過(guò)對(duì)共聚物進(jìn)行表征,研究發(fā)現(xiàn),引發(fā)劑用量的增多不會(huì)改變共聚物官能團(tuán)的種類(lèi),但會(huì)降低共聚物分子量,減小共聚物碳鏈長(zhǎng)度。通過(guò)阻垢緩蝕及生物降解等試驗(yàn)對(duì)MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)的性能進(jìn)行表征。通過(guò)靜態(tài)阻垢實(shí)驗(yàn)就緩蝕阻垢劑在離子濃縮5倍的水樣中進(jìn)行檢驗(yàn),得出MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)在濃縮倍數(shù)為5的水體中仍能有良好的阻垢性能,即能滿足循壞倍數(shù)為5的火電廠循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的性能要求。通過(guò)靜態(tài)阻垢試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著APS的增加,分子量的減小,性能逐漸提升,其中MA/SSS/HEMA(APS 15%)性能最為優(yōu)異,在投加量為6mg/L時(shí),水溫80℃時(shí),阻碳酸鈣實(shí)驗(yàn)中,碳酸鈣Ca~(2+)濃度為240mg/L,阻垢率96%;同樣條件下,硫酸鈣Ca~(2+)濃度為6000mg/L,阻垢率達(dá)95%。通過(guò)旋轉(zhuǎn)掛片腐蝕實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)均具有一定的緩蝕性能,隨著APS的減少,分子量的增大,鏈的增長(zhǎng),性能逐漸提升,其中MA/SSS/HEMA(APS 5%)性能最為優(yōu)異,緩蝕率可達(dá)60%以上,較PASP具有明顯性能優(yōu)勢(shì)。同時(shí),MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)均具有良好的生物降解性能。通過(guò)GPC及SEM等表征手段對(duì)MA/SSS/HEMA(APS 5%、10%、15%)的阻垢緩蝕機(jī)理及引發(fā)劑對(duì)其性能的影響進(jìn)行了初步探討,得出以下結(jié)論:阻垢機(jī)理首先是螯合鈣離子,增加了鈣離子的溶解性;其次是增大垢樣間靜電斥力,進(jìn)而阻止垢樣顆粒相互凝結(jié)長(zhǎng)大;最后是嵌入垢樣顆粒的內(nèi)部使其晶格發(fā)生畸變,阻礙進(jìn)一步長(zhǎng)大。引發(fā)劑的增多會(huì)降低共聚物分子量,縮短共聚物碳鏈長(zhǎng)度,使其更易吸附于垢樣晶體,阻礙其正常生長(zhǎng),以提高阻垢性能。緩蝕機(jī)理主要為腐蝕電流的沉積作用,陰極表面會(huì)形成一層具有良好保護(hù)作用的沉淀膜,而引發(fā)劑少、分子量大、碳鏈長(zhǎng)的共聚物,形成的沉淀膜更為致密,緩蝕效果更好。圖39幅,表12個(gè),參考文獻(xiàn)125篇。
【圖文】：

阻垢率測(cè)定裝置圖

2 實(shí)驗(yàn)材料和方法速電壓為 20KV,放大倍數(shù)為 500-50000），分樣本分別粘貼在貼有雙面膠的樣品臺(tái)上，使待測(cè)下觀察垢體表面[109]，通過(guò)對(duì)比添加藥劑前后垢態(tài)外表改變的機(jī)理。片腐蝕實(shí)驗(yàn)道的質(zhì)量指標(biāo)之一便是正常工況下的抗腐蝕能態(tài)和速度進(jìn)行評(píng)定，以判定共聚物對(duì)金屬腐蝕有表面觀察法、重量法和電化學(xué)法[110]。原理是根據(jù)金屬腐蝕前后重量變化的現(xiàn)象，，定量實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量變化的越小，則共聚物的緩蝕能對(duì)共聚物的緩蝕性能予以表征，可根據(jù)實(shí)際情況象為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，因旋轉(zhuǎn)掛片可模擬動(dòng)態(tài)法研究共聚物對(duì)碳鋼材料的緩蝕性能。實(shí)驗(yàn)裝
【學(xué)位授予單位】：西安工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM621

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本文編號(hào)：2703427