[发明专利]一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于阻垢剂性能评价技术领域，具体地说，涉及一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置及方法。

背景技术

结垢问题是循环冷却水系统的主要问题之一。在循环冷却水系统中，水中有很多致垢离子，如Ca²⁺、Mg²⁺、CO₃^2-和SO₄^2-。在循环冷却水系统运行过程中，这些无机离子会被浓缩2～8倍，这样致垢离子会结晶生长并附着于设备表面形成矿化垢层，严重影响循环冷却水系统的换热效率，甚至导致整个系统的瘫痪。向循环冷却水系统中添加阻垢剂是解决结垢问题的有效途径。市场上的阻垢剂种类繁多，关于绿色环保型缓蚀剂的开发和应用也得到了广泛关注。然而，如何准确、有效、快速地评价阻垢剂的阻垢性能不仅可以为新药剂的开发提供理论依据和评价方法，也可以为不同工况条件下药剂的选用提供有效手段。

目前，阻垢剂的性能评价方法主要有静态法和动态法。

静态阻垢剂评价方法主要包括沉积法、鼓泡发、浊度法、临界pH法、pH位移法和电导率法。其中，碳酸钙沉积法是目前国内外最常用的一种传统方法，而且已有国家标准出台（GB/T 16632-2008）。它主要是通过配制钙离子和碳酸氢根离子与阻垢剂的混合溶液，在加热条件下促成垢的形成，然后通过测量溶液中剩余的钙离子的量来评价阻垢剂的阻垢性能。试液中钙离子剩余浓度越大，阻垢性能越好。鼓泡法是通过向配制的试液中鼓空气加速垢的形成，也是通过测试试液中稳定的钙离子的浓度来评价阻垢剂的性能。玻璃电极法、浊度法、电导率法、pH电位法和临界pH法都只能反映阻垢剂的螯合作用，稳定钙离子的能力，并不能反映阻垢剂的分散作用和晶格畸变作用。在循环冷却水实际工况条件下，结垢过程不仅包括由游离的钙离子变成碳酸钙的结晶过程，而且也包括晶体在设备表面的附着和生长过程。静态阻垢性能评价方法只能评价前者，而不能有效的反映阻垢剂对后一过程的作用和影响。而动态评价方法能较好的评价阻垢剂对后一过程的作用。

动态法是在实验室给定的条件下，模拟生产现场的工况条件，包括流速、流态、温度、水质、金属材质、换热强度等。是一种较为理想的中和测试方法。能很好的反映实际工况条件下的阻垢剂性能。但是，该方法的测试时间较长（通常在10天以上），而且设备复杂、价格昂贵，不能简单快捷的获得实现阻垢剂的实验效果。

祝郦伟于2008年公开了反渗透阻垢剂的阻垢性能评价方法（CN101256180A），建立了动态全循环系统，通过往系统中间隔加入成垢离子溶液，然后记录系统运行过程中的各项参数从而得到阻垢剂的阻垢性能。此发明仅用于反渗透系统，不能反映循环冷却水系统的情况。

发明内容

发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服传统的静态法中不能反映阻垢剂的分散作用和晶格畸变作用，以及动态法设备复杂、测试时间长的缺点，提供了一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置及方法，本发明用电动搅拌来实现试液在金属试片表面形成一定的流速，并进行恒温加热，以模拟循环冷却水的工况条件，本发明通过对试液中稳定钙离子浓度和试片的增重来综合评价阻垢剂的阻垢性能，有机结合了传统静态方法和动态方法的优势，该方法既能反映阻垢剂的螯合作用，又能反映阻垢剂的分散作用和晶格畸变作用。

技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置，包括开孔容器、搅拌器、试片、冷凝件和恒温加热装置，其中：所述的开孔容器置于恒温加热装置中，该开孔容器上设有搅拌器固定孔，用于安装固定搅拌器；该开孔容器上设有冷凝件固定孔，用于安装固定冷凝件；该开孔容器上设有一个或一个以上的试片孔，用于安装固定试片。

更进一步地，所述的开孔容器上设有第一试片孔、第二试片孔和第三试片孔，上述的第一试片孔、第二试片孔、第三试片孔与冷凝件固定孔均匀分布于搅拌器固定孔的四周。

更进一步地，所述的冷凝件为玻璃管，该玻璃管一端与开孔容器内的空气相连通，另一端与外界大气相连通，其外径为3～6mm，其长度为30～40 cm，用于冷凝水蒸气。

更进一步地，所述的试片为不锈钢试片，该不锈钢试片悬于开孔容器内部的试液中。

本发明的一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能的评价方法，其步骤为：

1）准备试片：

将试片置于丙酮中进行超声波清洗，清洗后放置于真空干燥器中干燥，备用；