[发明专利]一种评价水处理剂阻碳酸钙垢效果的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价水处理剂阻碳酸钙垢效果的方法。

背景技术

在工业循环水系统中，随着冷却水浓缩倍数的提高，冷却水系统的结垢问题显得异常突出。防止结垢的有效手段之一就是使用高效安全的阻垢剂，然而市场上的阻垢剂种类繁多，实际应用过程中影响阻垢效果的因素也比较复杂，给水处理剂的筛选工作带来很大困难，作为冷却水主要用户之一的石油化工行业迫切希望能提供简单、快速、有效的评价水处理剂性能的手段。

循环水系统内形成的水垢主要是碳酸钙。实验室常用的评价水处理剂阻碳酸钙垢效果的方法有静态阻垢法、极限碳酸盐法、鼓泡法和动态模拟实验法。

静态阻垢实验法和极限碳酸盐法都需要分析试验前后溶液的钙离子浓度，钙离子浓度的分析方法为化学滴定法，操作繁琐且偶然误差大，分析结果的重复性不理想。

为了模拟冷却水在换热设备中受热和凉水塔中曝气的两个过程，在温度升高的条件下，向试验溶液中鼓入一定流量的空气，以带走其中的二氧化碳，使试验溶液迅速达到其自然平衡pH，测定试验溶液中钙离子的稳定浓度，评定水处理剂的阻垢效果，这就是化工行业标准中水处理药剂阻垢性能评定方法一“鼓泡法”。

动态模拟试验法是在实验室条件下，用常压水蒸汽或者热水加热换热器，模拟生产现场的流速、水质、金属材料、换热强度和冷却水进出口温度等主要参数进行试验，试验结束后，计算污垢沉积率。这种方法最能反映实际水系统结垢性能和水处理剂的阻垢性能。动态模拟试验法由于试验仪器庞大，试验工作量大，试验周期长，试验水量大，不适合水处理剂的筛选复配试验，适合水处理方案的最终验证。

水处理工作者在综合评价、改进上述方法的基础上，提出了pH位移法和电导法等评定方法。pH位移法通过测定试样在成垢过程前后pH的变化来评定阻垢剂的阻垢性能。pH位移法适用于低浓度下(0-3mg/L)评定阻垢剂的性能。电导法评定阻垢剂的阻垢性能的原理是当过饱和溶液中有沉淀析出时，溶液中可导电的离子大幅减少，其电导率值会发生突变，由突变点可以计算出碳酸钙的过饱和度值，过饱和度值愈大，阻垢剂阻垢效果愈佳。

pH位移法和电导法仍需要进行滴定，并且需要在滴定过程中连续测量溶液的pH或电导率，直至pH或电导率发生突变。一方面pH位移法和电导法的操作仍比较复杂，另一方面pH位移法和电导法需要根据循环水系统的实际情况确定滴定溶液和被滴定溶液的浓度，难以准确反映循环水系统的结垢情况。另外，电导法必须保证试验容器的绝对清洁，否则就不能准确地测定电导率的突变点。

综上所述，现有的评价水处理剂阻垢性能的方法操作都比较复杂，不能满足快速筛选水处理剂配方的要求。另外，阻垢剂的阻垢效果与循环水水质、加入的其他水处理剂以及循环水中溶质的浓缩过程均有关，上述部分的评价方法在准确反映循环水系统真实结垢情况方面还有待于进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单、快速、有效的评价水处理剂阻碳酸钙垢效果的方法。

一种评价水处理剂阻碳酸钙垢效果的方法，包括：

(1)用电导率仪测量试验水样的电导率；

(2)将试验水样和对比水样浓缩到相同的浓缩倍数，然后在与步骤(1)相同的测量温度下，分别测量试验水样和对比水样的电导率；

(3)根据下式计算水处理剂的阻碳酸钙垢率；

其中，N为浓缩倍数，电导率₀为试验水样浓缩前的电导率，电导率₁为对比水样浓缩后的电导率；电导率₂为试验水样浓缩后的电导率；试验水样与对比水样的区别仅在于，试验水样中加入了水处理剂，对比水样未加入水处理剂，所述的水处理剂为阻垢剂或者含有阻垢剂的复合水处理剂。

试验水样中的阻垢剂浓度可以根据现场实际加入的浓度确定，一般情况下，试验水样中的阻垢剂的浓度为1mg/L～30mg/L，试验水样中的复合水处理的剂浓度为50mg/L～150mg/L。

步骤(1)的测量温度可以根据现场循环水处理系统的运行温度确定。步骤(1)的测量温度可以为20-45℃。

步骤(2)中，优选采用边加热蒸发，并补水的浓缩方法。蒸发温度优选为70-95℃。

本发明可以使用极限碳酸钙硬度仪或者恒温水浴对试验水样和对比水样进行浓缩。

浓缩倍数可以一般根据现场工况要求来确定，其一般为2-6。

所述的含有阻垢剂的复合水处理剂中，还含有缓蚀剂和/或阻垢分散剂。