[發明專利]一種適用于循環冷卻水系統的阻垢劑性能評價裝置及方法

有效

• 申請號: 201210178531.0
• 申請日: 2012-06-01
• 公開（公告）號: CN102680350A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 任洪強;申戰輝;許柯;耿金菊;任鑫坤
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G01N5/04
• 分類號: G01N5/04;G01N31/22
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域

本發明屬于阻垢劑性能評價技術領域，具體地說，涉及一種適用于循環冷卻水系統的阻垢劑性能評價裝置及方法。

背景技術

結垢問題是循環冷卻水系統的主要問題之一。在循環冷卻水系統中，水中有很多致垢離子，如Ca²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-和SO₄^2-。在循環冷卻水系統運行過程中，這些無機離子會被濃縮2～8倍，這樣致垢離子會結晶生長并附著于設備表面形成礦化垢層，嚴重影響循環冷卻水系統的換熱效率，甚至導致整個系統的癱瘓。向循環冷卻水系統中添加阻垢劑是解決結垢問題的有效途徑。市場上的阻垢劑種類繁多，關于綠色環保型緩蝕劑的開發和應用也得到了廣泛關注。然而，如何準確、有效、快速地評價阻垢劑的阻垢性能不僅可以為新藥劑的開發提供理論依據和評價方法，也可以為不同工況條件下藥劑的選用提供有效手段。

目前，阻垢劑的性能評價方法主要有靜態法和動態法。

靜態阻垢劑評價方法主要包括沉積法、鼓泡發、濁度法、臨界pH法、pH位移法和電導率法。其中，碳酸鈣沉積法是目前國內外最常用的一種傳統方法，而且已有國家標準出臺（GB/T?16632-2008）。它主要是通過配制鈣離子和碳酸氫根離子與阻垢劑的混合溶液，在加熱條件下促成垢的形成，然后通過測量溶液中剩余的鈣離子的量來評價阻垢劑的阻垢性能。試液中鈣離子剩余濃度越大，阻垢性能越好。鼓泡法是通過向配制的試液中鼓空氣加速垢的形成，也是通過測試試液中穩定的鈣離子的濃度來評價阻垢劑的性能。玻璃電極法、濁度法、電導率法、pH電位法和臨界pH法都只能反映阻垢劑的螯合作用，穩定鈣離子的能力，并不能反映阻垢劑的分散作用和晶格畸變作用。在循環冷卻水實際工況條件下，結垢過程不僅包括由游離的鈣離子變成碳酸鈣的結晶過程，而且也包括晶體在設備表面的附著和生長過程。靜態阻垢性能評價方法只能評價前者，而不能有效的反映阻垢劑對后一過程的作用和影響。而動態評價方法能較好的評價阻垢劑對后一過程的作用。

動態法是在實驗室給定的條件下，模擬生產現場的工況條件，包括流速、流態、溫度、水質、金屬材質、換熱強度等。是一種較為理想的中和測試方法。能很好的反映實際工況條件下的阻垢劑性能。但是，該方法的測試時間較長（通常在10天以上），而且設備復雜、價格昂貴，不能簡單快捷的獲得實現阻垢劑的實驗效果。

祝酈偉于2008年公開了反滲透阻垢劑的阻垢性能評價方法（CN101256180A），建立了動態全循環系統，通過往系統中間隔加入成垢離子溶液，然后記錄系統運行過程中的各項參數從而得到阻垢劑的阻垢性能。此發明僅用于反滲透系統，不能反映循環冷卻水系統的情況。

發明內容

發明要解決的技術問題

本發明的目的在于克服傳統的靜態法中不能反映阻垢劑的分散作用和晶格畸變作用，以及動態法設備復雜、測試時間長的缺點，提供了一種適用于循環冷卻水系統的阻垢劑性能評價裝置及方法，本發明用電動攪拌來實現試液在金屬試片表面形成一定的流速，并進行恒溫加熱，以模擬循環冷卻水的工況條件，本發明通過對試液中穩定鈣離子濃度和試片的增重來綜合評價阻垢劑的阻垢性能，有機結合了傳統靜態方法和動態方法的優勢，該方法既能反映阻垢劑的螯合作用，又能反映阻垢劑的分散作用和晶格畸變作用。

技術方案

為達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

本發明的一種適用于循環冷卻水系統的阻垢劑性能評價裝置，包括開孔容器、攪拌器、試片、冷凝件和恒溫加熱裝置，其中：所述的開孔容器置于恒溫加熱裝置中，該開孔容器上設有攪拌器固定孔，用于安裝固定攪拌器；該開孔容器上設有冷凝件固定孔，用于安裝固定冷凝件；該開孔容器上設有一個或一個以上的試片孔，用于安裝固定試片。

更進一步地，所述的開孔容器上設有第一試片孔、第二試片孔和第三試片孔，上述的第一試片孔、第二試片孔、第三試片孔與冷凝件固定孔均勻分布于攪拌器固定孔的四周。

更進一步地，所述的冷凝件為玻璃管，該玻璃管一端與開孔容器內的空氣相連通，另一端與外界大氣相連通，其外徑為3～6mm，其長度為30～40?cm，用于冷凝水蒸氣。

更進一步地，所述的試片為不銹鋼試片，該不銹鋼試片懸于開孔容器內部的試液中。

本發明的一種適用于循環冷卻水系統的阻垢劑性能的評價方法，其步驟為：

1）準備試片：

將試片置于丙酮中進行超聲波清洗，清洗后放置于真空干燥器中干燥，備用；