磁场、静电场与磺酸基改性聚环氧琥珀酸协同阻垢机理研究

基本信息
批准号:21376062
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:刘振法
学科分类:
依托单位:河北省科学院能源研究所
批准年份:2013
结题年份:2017
起止时间:2014-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高玉华,李海花,闫美芳,何蕊,杨维之,张延亮,白雪
关键词:
静电场碳酸钙磁场聚环氧琥珀酸水处理
结项摘要

Based on the requirements of greening of the scale inhibition and dispersion agents used in circulating cooling water and developing a new environmentally friendly integrated technology for water treatment,a new kind of biodegradable and environmentally friendly sulfonic group modified polyepoxysuccinic acid with excellent scale inhibition and dispersibility is synthesized by introducing sulfonic group into the polyepoxysuccinic acid chains in the aqueous solution in order to solve the disadvantages of poor dispersion. The mechanism of chelating calcium ion,the synergistic effect of magnetic field, electrostatic field and sulfonic group modified polyepoxysuccinic acid on the crystallization and the crystal form of CaCO3 and dispersing mechanism are studied. The synergistic scale inhibition performance of magnetic field, electrostatic field and sulfonic group modified polyepoxysuccinic acid is investigated by the static and dynamic experiments.The chelating ability of sulfonic group modified polyepoxysuccinic acid on calcium ion will be increased and its dosage will be reduced by the synergism of magnetic field ,electrostate field and sulfonic group modified polyepoxysuccinic acid. The accomplishment of this project will provide scientific support, which will be beneficial to the development of a new water treatment technique that integrating chemical with physical water treatment method. The new water treatment technique will contribute to the water saving in industry and the green water treatment technology.

基于循环冷却水处理用阻垢分散剂的绿色化和开发环境友好的水处理集成新技术要求,采用水相合成法将磺酸基引入到聚环氧琥珀酸分子中,制备具有优良阻垢分散性能和可生物降解的环境友好型阻垢剂--磺酸基改性聚环氧琥珀酸,解决聚环氧琥珀酸分散性差的缺点。探讨磁场、静电场和磺酸基改性聚环氧琥珀酸协同作用时对钙离子的螯合作用机理、对碳酸钙结晶过程及晶型的影响规律和分散机理,利用静态和动态试验法研究磁场、静电场和磺酸基改性聚环氧琥珀酸的协同阻垢性能。通过三者的协同作用,进一步提高磺酸基改性聚环氧琥珀酸对钙离子的螯合能力,降低磺酸基改性聚环氧琥珀酸的用量。项目的完成将为开发环境友好和低运行成本的物理化学水处理集成新技术提供科学支撑,为我国的工业节水和水处理工艺的绿色化做出贡献。

项目摘要

针对目前环境友好型阻垢分散剂聚环氧琥珀酸(PESA)的阻垢性能与有机膦类阻垢剂、丙烯酸类和马来酸类等难降解的共聚物存在一定的差距,实际应用时用量较大、运行成本高的现状,将环氧琥珀酸(ESA)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚,合成出了磺酸基改性聚环氧琥珀酸ESA/AMPS。将ESA与衣康酸(IA)和AMPS共聚,合成出了磺酸基改性聚环氧琥珀酸ESA/IA/AMPS。测定了磺酸基改性聚环氧琥珀酸的阻垢性能、分散性能和生物降解性能。..采用静态阻垢试验,研究了不同磁场强度、静电电压、水流速、药剂浓度等条件下,磁场、静电和ESA/AMPS共聚物三者协同作用对Ca2+的螯合性能和作用机理。结果表明:在加药量为2mg/L时,静电场、磁场和ESA/AMPS共聚物三者共同作用对CaCO3的协同螯合性能比单独使用ESA/AMPS共聚物可提高19%。对静态阻垢试验得到的CaCO3垢样进行了SEM和XRD分析,结果表明:空白垢样中以方解石为主,ESA/AMPS共聚物的加入可使大部分的方解石和文石变为球霰石。静电、磁场和ESA/AMPS共聚物三者协同作用时,垢样由方解石和球霰石组成,且晶体形貌和含量与单独使用ESA/AMPS共聚物时都很相似。共聚物的加入,会使CaCO3的晶形扭曲,而且晶体颗粒变小。..采用动态试验,研究了磁场、静电和ESA/IA/AMPS共聚物三者协同作用时的阻垢效果及对成垢物CaCO3晶体的影响和作用机理。结果表明:在药剂浓度为1.0mg/L时,静电场、磁场与ESA/IA/AMPS共聚物三者协同作用的阻垢率可达到100%,比单独使用ESA/IA/AMPS共聚物的阻垢率提高了17.1%。对动态阻垢试验得到的CaCO3垢样进行了SEM和XRD分析,结果表明:空白垢样由方解石和少量的针状文石组成。经磁化、静电处理后,方解石明显减少,文石增多。加药后产生的垢样为长针状的文石。磁化或静电与药剂协同阻垢作用产生的垢样全部为文石,垢样长度变短且更加分散。..项目成果将为开发环境友好的磁场、静电场和磺酸基改性聚环氧琥珀酸协同水处理新技术提供理论指导,为我国的工业节水和水处理工艺的绿色化做出贡献。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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