加酸配方试验报告

循环冷却水加酸水处理 药剂性能实验报告

2010-4-26

循环冷却水加酸水处理 缓蚀阻垢剂性能实验报告

1、前言

该缓蚀阻垢剂由具有多官能团的共聚物及高性能的缓蚀剂等几种药剂复配而成。适用于高硬度、碱度水质。在加酸条件下，浓缩倍数可维持在5倍以上。

本配方经过缓蚀、阻垢性能评定，结果表明：完全能够满足三塔循环水系统的实际运行需要。

2、静态腐蚀试验

采用循环冷却水处理用阻垢缓蚀剂性能评定标准SH2604.12-2001。 2.1、仪器设备

旋转挂片腐蚀试验仪 2000mL普通烧杯 2.2、实验条件

实验用水根据现场补充水配制而成。

表1 补充水水质

PH 浊度 FTU 0.3 钙硬 总碱度 硫酸根 氯离子 总铁 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 247 186 80 90 0.01 电导 µｓ/cm 677 SiO2 mg/L 5.4 7.6 试验温度：控制温度在40.0±1℃； 旋转速度：试片旋转速度为75转/分；

试验时间：从试片挂入温度为40.0±1℃的试验中起计算时间，共72小时试验结束；

试片：采用标准Ⅰ型碳钢试片，且试片不经预膜处理； 2.3、试验步骤

准备好腐蚀试片，处理并称重，调整好腐蚀测试仪。取补充水，用容量瓶准确量取2000mL分装于烧杯中，按要求加入水处理剂，搅拌均匀后放置于旋转挂片试验仪60±1℃的恒温水浴中，保持液位不变。浓缩至补充水的5倍，调整水

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温到40±1℃，之后将试片固定在腐蚀测试仪的挂片器上，试验计时开始。在此浓缩和试验过程中，滴加硫酸，使PH值始终保持在8.0±0.2范围内。试验计时后，为保持液位不变，需不定时补充去离子水。72小时后，取出试片，处理后称重、计算。 2.4、结果

2.41、腐蚀速率计算公式

F=C.△W/ A..T…………………………………..（1） 式中： C——计算常数，以mm/a为单位，C＝8.76×107； △W——试片的腐蚀失重（g）； A——试片的表面积（cm2）； ——试片的密度（Kg/m3）； T——试验时间（h）。

2.42、缓蚀率计算公式

以“%”表示的缓蚀率X2按式（2）计算：

X2X0X1100……………………………………………………….（2） X0式中：X0——试片空白试验的腐蚀率，mm/a；

X1——试片的腐蚀率，mm/a。

试验结果见表2

表2 腐蚀试验结果

挂片 1# 2# 3# 4# 平均 空白 药剂浓度 70 mg/L 70 mg/L 70 mg/L 70 mg/L ＼ 腐蚀速率mm/a 0.0204 0.0219 0.0209 0.0201 0.0208 0.3451 缓蚀率% 94.09 93.65 93.94 94.18 93.97 \\

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由实验结果可看出，，具有良好的缓蚀性能，其腐蚀速率远远低于石化规定的模拟实验评价标准。

表3 石化模拟实验评价标准

项目 指标 平均腐蚀速率0—0.028 mm/a 腐蚀控制 平均腐蚀速率0.028—0.056 mm/a 平均腐蚀速率0.056—0.070 mm/a 评价级别 很好 好 可以允许 3、静态阻垢试验

采用碳酸钙沉积法《冷却水分析试验方法》401-1993。 3.1、仪器

多孔恒温水浴锅 刻度烧杯：1000mL 容量瓶：500mL 移液管：10，15mL 3.2、试验用水

同上 3.3、试验过程

在1000mL的烧杯中，准确的加入阻垢剂，然后量取1000g配置水加入到烧杯中。

将烧杯置入已升温的恒温水浴中进行80℃温度蒸发浓缩。浓缩过程中，滴加硫酸，使PH值保持在8.0±0.2范围内。当试液蒸发到浓缩倍数为5倍时，取出烧杯，将试液转移到500mL的容量瓶中，摇晃均匀，加盖，继续置于80℃的水浴中，从计时开始恒温静置10h。

静置10h后，关闭电源，根据分析时间的要求，可进行自然冷却或放入冷水中快速冷却至室温。过滤后分析水样中钙离子的浓度。

试验中应同时进行不加阻垢剂而其他步骤相同的空白试验加以对比。 3.4、试验结果

将试液试验前后Ca2+浓度与不加阻垢剂的空白试验中Ca2+浓度做对比，计

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算阻垢剂用量相应的阻垢率。

Ca12Ca22阻垢率: r 22Ca0Ca2式中：Ca02——试液实验前实测的Ca2+浓度再乘以浓缩倍数而得到的理论的Ca2+浓度；

Ca12——加阻垢剂的试液中，试验后的Ca2+浓度；

Ca22——不加阻垢剂的试液（空白）在相同的实验条件下的Ca2+浓

度。

表4 阻垢试验结果

样品 空白 1# 2# 3# 平均 Ca02 Ca12、Ca22 阻垢率 % 95.30 96.45 95.92 95.89 1235 mg/L 1235 mg/L 1235 mg/L 1235 mg/L 107 mg/L 1182 mg/L 1195mg/L 1189mg/L 由实验结果可以看出，阻垢缓蚀剂具有良好阻垢性能。

4、动态模拟试验评定

4.1、动态模拟试验方法

动态模拟试验按照中石化《冷却水分析和实验方法》之407-1993标准方法进行，该试验模拟生产装置冷换设备的运行情况，对水稳药剂进行性能评定。试验装置为化工部大连光明研究所WBM-Ⅱ型循环水动态模拟试验装置。试验时间、温度、流量等均执行中石化试验标准要求执行，具体如下： 试验时间：20天；

换热管： 材质：20＃国产优质碳素钢；

规格：Φ19×2×820mm，管外壁镀铬保护；

试片： 材质：20＃国产优质碳素钢；

规格：Ⅰ型标准试片；

加热介质：常压饱和蒸汽99±1℃；

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冷却水流速：1米/秒； 冷却水进口温度：32±0.5℃；

试前、试后均按照方法要求对试管、试片进行试后处理。 动模试验用水同上。 4.2、试验方案：

试验过程中控制浓缩倍数均在5.0～5.5；投加水稳剂浓度70毫克/升。两套动模装置平行运行，运行中控制循环水总磷范围均为5～7mg/L。 4.3动模试验

4.3.1动模试验运行数据

表5 动模试验运行数据

项目 PH 总磷 浊度mg/L 碱度*mg/L 钙硬*mg/L 硫酸根mg/L 氯离子mg/L SiO2 mg/L 浓缩倍数 总硬mg/L 电导µｓ/cm 最小值 7.8 6.05 0 87 830.85 379.55 272.26 25.81 3.82 1260.41 2600 最大值 8.2 7.62 10.44 205 1398 663.32 334.65 45.29 5.81 1690.59 3250 平均值 8.0 5.65 5.92 109 1275 495.79 319.05 34.08 5.11 1531.4 2890 *以碳酸钙计。 4.3.2、试验结果

试验结束后取出挂片、换热管，按照中石化《冷却水分析和实验方法》之规定进行试后处理，称重，计算平均腐蚀率，结果见表6：

表6 碳钢换热管、试片试验结果

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项 目 编号 腐蚀率 mm/a 粘附速率mcm 极限污垢热阻×10m2h℃/kJ -4 腐蚀外貌及特征 碳钢 换热管 1# 2# 平均值 1# 2# 0.038 0.028 0.033 0.0195 0.0209 0.0190 0.0211 0.020 9.35 7.74 8.55 / / / / 0.30 0.28 0.29 / / / / 垢物为灰白色 垢物为灰白色 光洁无蚀痕 光洁无蚀痕 光洁无蚀痕 光洁无蚀痕 碳钢 试片 3# 4# 平均值

表7 中石化动模试验评价标准

项 目 腐蚀控制 指 标 平均腐蚀速率：0～0.028 mm/a 平均腐蚀速率：0.028～0.056 mm/a 平均腐蚀速率：0.056～0.070 mm/a 粘附速率： 0～6 mcm 极限污垢热阻：（0～0.24）×10粘附控制 粘附速率： 6～15 mcm 极限污垢热阻：（0.24～0.48）×10粘附速率： 15～20 mcm 极限污垢热阻：（0.48～0.72）×10

由表6数据可见：碳钢换热管腐蚀率、粘附速率及极限污垢热阻达到中石化中型模拟试验指标要求。

试后刨管观察：换热管内垢物为灰白色，较薄，管壁无点蚀坑，表明缓蚀效果良好。 5、结论

-4 -4 -4 评价级别 很好 好 可以允许 很好 mh℃/kJ 2mh℃/kJ 2好 mh℃/kJ 2可以允许 第6页

经过静态腐蚀试验、静态阻垢试验、动态模拟试验评定，结果可知：缓蚀阻垢剂在加酸、浓缩倍数达到5倍条件下时，缓蚀阻垢性能良好，可以应用于工业循环水现场。

附：缓蚀阻垢剂正常运行控制指标。

表8 水质控制指标

项 目 pH 总碱 （以CaCO3计） 钙硬（以CaCO3计） 钙硬+总碱（以CaCO3计）≤ 总磷 CL- ≤ SO4= ≤ 浓缩倍数 ≥ 浊度 ≤ 总铁 ≤ 生物粘泥 ≤ 油含量 ≤ COD ≤ 异氧菌 ≤ 铁细菌 ≤ 硫酸盐还原菌 ≤ 2010-4-26

单 位 / mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l / mg/l mg/l ml/M3 mg/l mg/l 个/ml 个/ml 个/ml 指 标 7.8～8.5 80～200 1100～1400 1200～1600 5.0～7.0 700 1000 5.0 20 1.0 3 10 10 1×105 100 50

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