[發(fā)明專利]結(jié)垢趨勢(shì)和阻垢效果評(píng)價(jià)裝置及其評(píng)價(jià)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810036992.8
• 申請(qǐng)日: 2008-05-06
• 公開（公告）號(hào): CN101576550A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳譽(yù)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳譽(yù)
• 主分類號(hào): G01N33/00
• 分類號(hào): G01N33/00
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司
• 代理人: 陳 亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種液體介質(zhì)結(jié)垢趨勢(shì)和阻垢效果的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)方法，尤其是一種用于評(píng)價(jià)水處理、石油開采、海水淡化、石油加工和化工生產(chǎn)中多種液體介質(zhì)結(jié)垢趨勢(shì)，以及各種物理和化學(xué)阻垢措施阻垢性能的評(píng)價(jià)裝置及其評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)

在水處理、石油開采、海水淡化、石油加工和化工生產(chǎn)中存在大量因管道內(nèi)壁和換熱表面上沉積有機(jī)和/或無機(jī)垢而導(dǎo)致的液體輸送能耗增大，輸送能力下降及換熱效率下降的問題，所造成的經(jīng)濟(jì)損失非常顯著。為此，在不同行業(yè)中針對(duì)各自的介質(zhì)特點(diǎn)分別采取了投加阻垢劑、防蠟劑、瀝青質(zhì)分散劑等化學(xué)改性處理手段，以及電子、強(qiáng)磁、超聲波、電磁等物理處理手段來消除或減輕污垢對(duì)流體輸送及換熱造成的不利影響。在此背景下，建立可靠和簡(jiǎn)便的實(shí)驗(yàn)室結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)和阻垢性能評(píng)價(jià)手段，對(duì)于客觀評(píng)估可能出現(xiàn)的結(jié)垢問題、優(yōu)選合適的阻垢藥劑及其加量以及適宜的物理阻垢手段具有重要的實(shí)際意義。

目前國(guó)內(nèi)外在無機(jī)垢預(yù)測(cè)和阻垢性能評(píng)價(jià)中所用的實(shí)驗(yàn)室方法可分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩類。

靜態(tài)法的原理一般為通過測(cè)定水樣老化一段時(shí)間前后溶液中鈣鎂離子的損失量來表征水樣的結(jié)垢趨勢(shì)，以空白水樣與化學(xué)改性或物理處理后水樣中鈣鎂離子損失量的相對(duì)大小來反映化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，其優(yōu)點(diǎn)為不需要復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，缺點(diǎn)是不能反映從晶體析出到在壁面上沉積的全過程，特別是只能反映阻垢劑的鰲合作用，而不能反映出其分散和晶格畸變作用，且測(cè)試結(jié)果受水樣和藥劑中雜質(zhì)含量、水樣老化過程和分析手段的影響大，重復(fù)性不好。

動(dòng)態(tài)法的原理一般為用泵使水樣以恒定流量循環(huán)或一次性通過測(cè)試管段，通過測(cè)試管道壁面熱阻和管道兩端壓力差的增大幅度來表征水樣的結(jié)垢趨勢(shì)，以空白水樣與化學(xué)改性或物理處理水樣對(duì)應(yīng)的管道壁面熱阻或壓力差增大幅度的相對(duì)大小來反映化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，其優(yōu)點(diǎn)是比靜態(tài)法能更可靠地反映出水樣的結(jié)垢趨勢(shì)以及化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，缺點(diǎn)為實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，難以廣泛應(yīng)用。

此外，還有人提出了基于電導(dǎo)率和pH變化的測(cè)定方法，其原理為析晶過程中水溶液的組分含量、pH和電導(dǎo)率會(huì)發(fā)生變化，通過監(jiān)測(cè)和比較這些變化的速率可以表征出水樣的結(jié)垢趨勢(shì)及化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，其優(yōu)點(diǎn)為檢測(cè)周期短，缺點(diǎn)是不能反映出阻垢劑的分散作用，應(yīng)用范圍受限制。

目前國(guó)內(nèi)外在有機(jī)垢預(yù)測(cè)和阻垢性能評(píng)價(jià)中所用的實(shí)驗(yàn)室方法也可分為靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法兩類。

靜態(tài)法的原理為通過測(cè)定試樣在老化過程中吸光度的變化計(jì)算沉積物的析出量、測(cè)試析出顆粒物的粒徑大小或直接稱量容器底部的沉積物量來表征試樣的結(jié)垢趨勢(shì)，以空白試樣與化學(xué)改性或物理處理后試樣對(duì)應(yīng)的沉積物析出和沉積量、析出顆粒物的粒徑的相對(duì)大小反映化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，其優(yōu)點(diǎn)是所需的試樣量小，試驗(yàn)周期短，缺點(diǎn)是不能直接反映出沉積物的實(shí)際結(jié)垢情況，顆粒物粒徑測(cè)定中需要采用昂貴的檢測(cè)儀器。

動(dòng)態(tài)法的原理為采用泵循環(huán)方式或旋轉(zhuǎn)剪切方式使試樣與換熱表面接觸，通過稱量換熱表面上的結(jié)垢量來表征試樣的結(jié)垢趨勢(shì)，以空白試樣與化學(xué)改性或物理處理試樣對(duì)應(yīng)的結(jié)垢量的相對(duì)大小來反映化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能。此外，也有人提出了通過測(cè)定試樣通過換熱管段壓力降的增大速率來反映試樣結(jié)垢趨勢(shì)，以空白試樣與化學(xué)改性或物理處理試樣對(duì)應(yīng)的換熱管段壓力降的增大速率的相對(duì)大小來反映化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能的方法。動(dòng)態(tài)法的優(yōu)點(diǎn)是能可靠地反映出試樣的結(jié)垢趨勢(shì)，以及化學(xué)藥劑和物理方法的阻垢性能，缺點(diǎn)為所需的試樣量大，測(cè)試周期長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種適合無機(jī)垢和有機(jī)垢預(yù)測(cè)和阻垢效果評(píng)價(jià)的簡(jiǎn)易評(píng)價(jià)裝置及其測(cè)試方法，在不損害評(píng)價(jià)結(jié)果可靠性的前提下，盡可能降低其復(fù)雜程度，減小應(yīng)用上的限制。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是一種結(jié)垢趨勢(shì)和阻垢效果評(píng)價(jià)裝置，包括液體提供容器、液體接收和計(jì)量容器以及至少一毛細(xì)管。液體提供容器提供試樣液體；液體接收和計(jì)量容器接收并測(cè)量試樣液體的體積和/或重量；毛細(xì)管進(jìn)口端連通該液體提供容器，出口端連通該液體接收和計(jì)量容器，以在一恒定壓差下從該液體提供容器向該液體接收和計(jì)量容器輸送液體。

在上述的結(jié)垢趨勢(shì)和阻垢效果評(píng)價(jià)裝置中，還包括一恒定壓差維持裝置，用以使所述液體提供容器內(nèi)試樣液面下某處的第一壓力恒等于所述液體接收和計(jì)量容器的第二壓力，其中該第一壓力小于所述至少一毛細(xì)管的進(jìn)口端處的第三壓力，從而在所述至少一毛細(xì)管的兩端之間維持一等于第三壓力與第一壓力之差的恒定壓差。