极极限碳酸盐法评价阻垢剂性能的研究

极极限碳酸盐法评价阻垢剂性能的研究
作者：张立娟
来源：《中国化工贸易·上旬刊》2019年第02期
摘要：本文以某电厂循环冷却水阻垢剂性能评价为例，根据该厂循环水补水水质变化较大特点，为确保循环水阻垢剂能够有效防止循环水系统结垢，采取极限碳酸盐法来评价该厂阻垢剂性能，此方法对其它电厂有一定的借鉴作用。

关键词：阻垢剂;试验;限碳酸盐
1 前言
所谓极限碳酸盐硬度是指循环冷却水中所允许的最大碳酸盐硬度值，超过这个值，就会产生结垢，常采用这个指标控制CaCO3的结垢。

对于地表水作为循环水补充水由于离子含量变化较大，采取传统的浓缩倍率已不能有控制断循环水水质，其实防止循环水结垢核心就是防止碳酸氢盐硬度转换为碳酸盐，故循环水碳酸盐硬度才是保证循环水水质及节能重要途径。

如可计算出极限碳酸盐硬度是通过特定循环水水质及阻垢缓蚀剂的特性动态试验得出来的。

2.性能试验
2.1 试验仪器
电子天平，AB206-N电子天平;Sension 156 pH计;恒温水浴;常规分析玻璃仪器。

2.2 试验步骤
本试验取某电厂循环水补水作为试验用水。

取试验用水3000mL，加入一定量的待评定阻垢剂，搅拌均匀，将其中的1000 mL移入2000 mL烧杯中，其余100 0mL置于储液瓶中，备用。

将上述2000mL 烧杯置于恒温水浴中，控制恒温水浴的温度为试验温度（45℃）。

达到指定温度后，在烧杯上标注液位刻度。

由于蒸发，烧杯中液量会不断减少，应不断补水以维持烧杯内液位的稳定。

蒸发试验过程中定时取样分析，以监测试液中各种组分的变化情况。

2.3 数据处理
极限碳酸盐法是在循环水补充水中添加阻垢缓蚀剂，测定不同时间、不同浓缩状态时的钙离子和氯离子浓度，按下列经验公式计算其相应的φ和ΔB值。

式中φ=定义为浓缩倍率，当ΔB=0时，φ值为稳定浓缩倍率;当ΔB=0.2时，φ值为最高浓缩倍率;η=。

当ΔB=0.2时，相应的碳酸盐硬度为极限碳酸盐硬度。

2.4 试验结果
2.4.1 空白极限碳酸盐试验
试验用水采用现场运行的补水，在不投加阻垢剂的条件下缓慢浓缩，并且不同时间、不同浓度条件下取样，分析测定Ca2+浓度，Cl-浓度和碱度。

实验结果如下：当氯离子浓度为71.90 mg/L，钙离子浓度为50.10 mg/L时相应的浓缩倍率为1.29，此时ΔA=0.2，极限碳酸盐硬度（碱度）为2.53mmol/L。

因此在本次试验水质条件下，不投加阻垢缓蚀剂的情况下，当循环水系统浓缩倍率大于1.29或循环水全碱度大于2.53m mol/L时，水中就容易出现结垢的现象。

2.4.2 补水计10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L阻垢缓蚀剂的极限碳酸盐试验
试验用水采用现场循环水的补水，在投加不同药剂量的条件下缓慢浓缩，并且不同时间、不同浓度条件下取样，分析测定Ca2+浓度，A2-浓度和碱度。

但是由于试验周期较长，考虑水中微生物滋生，取样次数频繁造成药剂损失以及药剂分解等因素，最终当ΔB=0.2时，测定水中的药剂的实际浓度为9 mg/L。

以浓缩倍率为横坐标，ΔA为纵坐标进行公式模拟，如图1-4所示。

2.5 试验数据分析
①以补水计10mg/L投加阻垢缓蚀剂时，ΔB=0.2时相应的最大浓缩倍率为3.05，此时测得的极限碳酸盐碱度为353.19 mg/L（以CaCO3计）药剂的实际浓度为9 mg/L;当浓缩倍率
K>3.05时，相对应的ΔA>0.2;当浓缩倍率K3.44时，相对应的ΔA>0.2;水中的碳酸盐硬度高于极限碳酸盐硬度而导致碳酸钙晶体的析出，出现结垢现象。

当浓缩倍率K
3 结论
极限碳酸盐试验表明：随着药剂浓度的增加对应于ΔA=0.2时的浓缩倍率逐渐增加，当加药量为35 mg/L时，浓缩倍率可以达到4.40，当加药量减低到9 mg/L时，浓缩别率相应减小到3.05。

作者简介：
张立娟（1971- ），女，江苏，技师，江苏阚山发电有限公司化学技术检验，主要从事超超临界机组防腐处理技术研究。