李冬伊:天然型缓蚀阻垢剂的制备及其协同性能研究论文

李冬伊:天然型缓蚀阻垢剂的制备及其协同性能研究论文

本文主要研究内容

作者李冬伊(2019)在《天然型缓蚀阻垢剂的制备及其协同性能研究》一文中研究指出:在化工领域,许多反应需要有冷却水循环系统来保证正常的反应温度和化工生产的正常进行。冷却水循环系统以热交换器为基础设备,一般材质为碳钢、铜等金属材料,在长时间的运行过程中,往往会出现结垢和金属管道腐蚀等问题。工业上,为了防止和减缓上述问题的发生,通常采用加入阻垢、缓蚀剂的方法来解决,多数的阻垢、缓蚀剂有很好的阻垢和缓蚀效果,但后期会产生二次污染。近年来,随着环保意识的增强,开发环境友好型阻垢、缓蚀剂成为一种必然趋势。植物中含有大量的有机化合物,可以作为潜在的阻垢、缓蚀剂。作为天然产物,它们来源广、无毒、可生物降解,提取成本低,具有较大的应用前景。本文从多种植物(如甘薯、山药、胡萝卜茎叶、白萝卜茎叶等)中提取有效成分,采用静态阻垢法评价其阻垢性能,并采用旋转挂片法、失重法和电化学法,辅以扫描电镜(SEM)、吸附热力学和理论计算等手段考察其缓蚀性能及其协同效应,最后通过中试动态模拟试验探讨了其在工业应用中的可行性。主要研究内容及结果如下:(1)以水和乙醇等作为萃取剂,采用浸提、超声、索氏提取等方法对甘薯生产淀粉的废水、山药、胡萝卜茎叶及白萝卜茎叶进行提取,分别得到甘薯生产淀粉废水提取物(IBWE)、山药水提取物(DOWE)和乙醇提取物(DOWE)、胡萝卜茎叶水提取物(DSLWE)和乙醇提取物(DSLEE)、白萝卜茎叶水提取物(RSLWE)和乙醇提取物(RSLEE),然后探讨了其阻垢和缓蚀性能及协同效应。(2)采用静态阻垢法对提取物的阻垢性能进行了评价。测试分析表明几种提取物均具有良好的阻垢性能。其中,DOWE的浓度为0.18 g/L时对CaSO4的阻垢效率达到100%。DSLWE的浓度为0.12 g/L时阻CaSO4垢效率达到100%。RSLWE的浓度为0.40g/L时对CaCO3和CaSO4的阻垢效率均能达到100%,RSLEE的浓度为0.40 g/L对CaCO3和CaSO4的阻垢效率均能达到95%以上。利用SEM和XRD研究了提取物对垢形貌和结晶性的影响,加入提取物后垢的晶格发生畸变,变得细小而有利于分散。(3)采用旋转挂片法、失重法和电化学法考察了提取物在不同温度下的缓蚀性能。结果表明,45℃下RSLWE的浓度为1.50 g/L时,在盐溶液中的缓蚀效率达到82.62%。25℃下DOWE的浓度为0.40 g/L时,在硫酸中的缓蚀效率达到92.19%。RSLEE的浓度为1.0 g/L时,在盐酸中的缓蚀效率达到96.28%。在35℃下DSLWE的浓度为1.0 g/L时,在硫酸中的缓蚀效率达到达到95.19%。电化学结果表明提取物是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。根据热力学参数可知提取物是以物理和化学两种方式吸附在碳钢的表面形成保护膜,减缓碳钢的腐蚀。理论计算了提取物中的有机成分对抑制作用贡献的大小。(4)采用正交试验的方法,讨论了优化后的白萝卜茎叶提取物与聚天冬氨酸/4-甲氨基吡啶(PASP/4-AMPY)、聚环氧琥珀酸(PESA)和硫酸锌(ZnSO4)(Comp-1)在盐溶液中的协同性能。结果表明在Comp-1的最佳浓度配比为:40mg/L:40mg/L:15 mg/L:4mg/L,其缓蚀效率可达到95.21%。未加提取物的对比实验(Comp-2)的缓蚀效率只有77%。在85℃下Comp-1的缓蚀效率仍可达到90%,而Comp-2只有60%。分析结果表明提取物与其他三种物质间的协同增效作用非常明显,同时其耐高温性也得到提高。(5)利用WKMZ-Ⅱ型装置对复合型缓蚀阻垢剂进行动态模拟实验。在控制3倍的浓缩倍率下,周期15天时,Comp-1和Comp-2的年腐蚀速率别为0.041 mm/a和0.096mm/a,污垢热阻为0.966×10-4m2.K/W和2.356×10-4m2.K/W。Comp-1的年腐蚀速率和污垢热阻均能达到国家标准(<0.075 mm/a,<3.44×10-44 m2.K/W)。(6)采用好氧生物降解法评价了Comp-1和Comp-2的生物降解性。实验结果表明Comp-1和Comp-2具有优秀的生物降解性能,其降解率分别为83%和81%。

Abstract

zai hua gong ling yu ,hu duo fan ying xu yao you leng que shui xun huan ji tong lai bao zheng zheng chang de fan ying wen du he hua gong sheng chan de zheng chang jin hang 。leng que shui xun huan ji tong yi re jiao huan qi wei ji chu she bei ,yi ban cai zhi wei tan gang 、tong deng jin shu cai liao ,zai chang shi jian de yun hang guo cheng zhong ,wang wang hui chu xian jie gou he jin shu guan dao fu shi deng wen ti 。gong ye shang ,wei le fang zhi he jian huan shang shu wen ti de fa sheng ,tong chang cai yong jia ru zu gou 、huan shi ji de fang fa lai jie jue ,duo shu de zu gou 、huan shi ji you hen hao de zu gou he huan shi xiao guo ,dan hou ji hui chan sheng er ci wu ran 。jin nian lai ,sui zhao huan bao yi shi de zeng jiang ,kai fa huan jing you hao xing zu gou 、huan shi ji cheng wei yi chong bi ran qu shi 。zhi wu zhong han you da liang de you ji hua ge wu ,ke yi zuo wei qian zai de zu gou 、huan shi ji 。zuo wei tian ran chan wu ,ta men lai yuan an 、mo du 、ke sheng wu jiang jie ,di qu cheng ben di ,ju you jiao da de ying yong qian jing 。ben wen cong duo chong zhi wu (ru gan shu 、shan yao 、hu luo bo jing xie 、bai luo bo jing xie deng )zhong di qu you xiao cheng fen ,cai yong jing tai zu gou fa ping jia ji zu gou xing neng ,bing cai yong xuan zhuai gua pian fa 、shi chong fa he dian hua xue fa ,fu yi sao miao dian jing (SEM)、xi fu re li xue he li lun ji suan deng shou duan kao cha ji huan shi xing neng ji ji xie tong xiao ying ,zui hou tong guo zhong shi dong tai mo ni shi yan tan tao le ji zai gong ye ying yong zhong de ke hang xing 。zhu yao yan jiu nei rong ji jie guo ru xia :(1)yi shui he yi chun deng zuo wei cui qu ji ,cai yong jin di 、chao sheng 、suo shi di qu deng fang fa dui gan shu sheng chan dian fen de fei shui 、shan yao 、hu luo bo jing xie ji bai luo bo jing xie jin hang di qu ,fen bie de dao gan shu sheng chan dian fen fei shui di qu wu (IBWE)、shan yao shui di qu wu (DOWE)he yi chun di qu wu (DOWE)、hu luo bo jing xie shui di qu wu (DSLWE)he yi chun di qu wu (DSLEE)、bai luo bo jing xie shui di qu wu (RSLWE)he yi chun di qu wu (RSLEE),ran hou tan tao le ji zu gou he huan shi xing neng ji xie tong xiao ying 。(2)cai yong jing tai zu gou fa dui di qu wu de zu gou xing neng jin hang le ping jia 。ce shi fen xi biao ming ji chong di qu wu jun ju you liang hao de zu gou xing neng 。ji zhong ,DOWEde nong du wei 0.18 g/Lshi dui CaSO4de zu gou xiao lv da dao 100%。DSLWEde nong du wei 0.12 g/Lshi zu CaSO4gou xiao lv da dao 100%。RSLWEde nong du wei 0.40g/Lshi dui CaCO3he CaSO4de zu gou xiao lv jun neng da dao 100%,RSLEEde nong du wei 0.40 g/Ldui CaCO3he CaSO4de zu gou xiao lv jun neng da dao 95%yi shang 。li yong SEMhe XRDyan jiu le di qu wu dui gou xing mao he jie jing xing de ying xiang ,jia ru di qu wu hou gou de jing ge fa sheng ji bian ,bian de xi xiao er you li yu fen san 。(3)cai yong xuan zhuai gua pian fa 、shi chong fa he dian hua xue fa kao cha le di qu wu zai bu tong wen du xia de huan shi xing neng 。jie guo biao ming ,45℃xia RSLWEde nong du wei 1.50 g/Lshi ,zai yan rong ye zhong de huan shi xiao lv da dao 82.62%。25℃xia DOWEde nong du wei 0.40 g/Lshi ,zai liu suan zhong de huan shi xiao lv da dao 92.19%。RSLEEde nong du wei 1.0 g/Lshi ,zai yan suan zhong de huan shi xiao lv da dao 96.28%。zai 35℃xia DSLWEde nong du wei 1.0 g/Lshi ,zai liu suan zhong de huan shi xiao lv da dao da dao 95.19%。dian hua xue jie guo biao ming di qu wu shi yi yi zhi yin ji wei zhu de hun ge xing huan shi ji 。gen ju re li xue can shu ke zhi di qu wu shi yi wu li he hua xue liang chong fang shi xi fu zai tan gang de biao mian xing cheng bao hu mo ,jian huan tan gang de fu shi 。li lun ji suan le di qu wu zhong de you ji cheng fen dui yi zhi zuo yong gong suo de da xiao 。(4)cai yong zheng jiao shi yan de fang fa ,tao lun le you hua hou de bai luo bo jing xie di qu wu yu ju tian dong an suan /4-jia an ji bi ding (PASP/4-AMPY)、ju huan yang hu po suan (PESA)he liu suan xin (ZnSO4)(Comp-1)zai yan rong ye zhong de xie tong xing neng 。jie guo biao ming zai Comp-1de zui jia nong du pei bi wei :40mg/L:40mg/L:15 mg/L:4mg/L,ji huan shi xiao lv ke da dao 95.21%。wei jia di qu wu de dui bi shi yan (Comp-2)de huan shi xiao lv zhi you 77%。zai 85℃xia Comp-1de huan shi xiao lv reng ke da dao 90%,er Comp-2zhi you 60%。fen xi jie guo biao ming di qu wu yu ji ta san chong wu zhi jian de xie tong zeng xiao zuo yong fei chang ming xian ,tong shi ji nai gao wen xing ye de dao di gao 。(5)li yong WKMZ-Ⅱxing zhuang zhi dui fu ge xing huan shi zu gou ji jin hang dong tai mo ni shi yan 。zai kong zhi 3bei de nong su bei lv xia ,zhou ji 15tian shi ,Comp-1he Comp-2de nian fu shi su lv bie wei 0.041 mm/ahe 0.096mm/a,wu gou re zu wei 0.966×10-4m2.K/Whe 2.356×10-4m2.K/W。Comp-1de nian fu shi su lv he wu gou re zu jun neng da dao guo jia biao zhun (<0.075 mm/a,<3.44×10-44 m2.K/W)。(6)cai yong hao yang sheng wu jiang jie fa ping jia le Comp-1he Comp-2de sheng wu jiang jie xing 。shi yan jie guo biao ming Comp-1he Comp-2ju you you xiu de sheng wu jiang jie xing neng ,ji jiang jie lv fen bie wei 83%he 81%。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自河南大学的李冬伊,发表于刊物河南大学2019-09-20论文,是一篇关于水处理剂论文,植物提取物论文,阻垢剂论文,缓蚀剂论文,动态模拟论文,生物降解论文,河南大学2019-09-20论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自河南大学2019-09-20论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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