Rendimiento de inhibición de escala de PBTC y HEDP en escala de CaCO3

A través de la prueba de inhibición de incrustaciones estáticas, estudiamos el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP en incrustaciones de carbonato de calcio en condiciones de baja temperatura (2 °C-15 °C).

Los resultados muestran que el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP en incrustaciones de carbonato de calcio es bueno a 2 °C-15 °C. El ion calcio inicial + alcalinidad tiene una gran influencia en el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP. Cuando el ion calcio + alcalinidad aumentó de (500 + 600) mg/L a (800 + 800) mg/L, las tasas de inhibición de escala de PBTC y HEDP disminuyeron de 100% a 65% y 60%, respectivamente. La presencia de PO43-, Zn2+ y turbidez tiene poco efecto sobre el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP.

Palabras clave: PBTC, HEDP, baja temperatura, inhibición de incrustaciones, incrustaciones de carbonato de calcio.

El sistema de preenfriamiento de aire es una parte importante de la unidad de separación de aire. Se utiliza principalmente para reducir la temperatura del aire comprimido a alta temperatura. Los sistemas de prerrefrigeración por aire suelen utilizar agua de refrigeración en circulación como medio de intercambio de calor. El flujo de proceso de un dispositivo es el siguiente.

El agua de refrigeración circulante se divide en dos recorridos. Un camino es ingresar al centro de la torre de enfriamiento de aire para intercambiar calor con el aire de alta temperatura en la sección inferior. El aire se enfría inicialmente. El agua circulante fluye desde la parte inferior de la torre al sistema de agua de refrigeración circulante después del intercambio de calor. El agua circulante de la otra vía entra primero en la torre de enfriamiento de agua y contacta directamente con el nitrógeno contaminado para intercambiar calor.

La temperatura del agua desciende a 12 °C-15 °C. Luego intercambie calor a través del enfriador de la máquina de hielo. La temperatura del agua continúa descendiendo a 5 °C-8 °C. Finalmente, el agua enfriada fluye a través de la parte superior de la torre de enfriamiento de aire e intercambia calor con el aire para regresar al sistema de agua de enfriamiento en circulación.

En el proceso de aplicación real, se encontraron graves incrustaciones en el lado del agua circulante del intercambiador de calor de la máquina de hielo. El material de ensuciamiento es principalmente carbonato de calcio. En el tratamiento del agua de refrigeración en circulación, el método más simple y eficaz es agregar un inhibidor de incrustaciones al agua de refrigeración en circulación para evitar el ensuciamiento del sistema.

PBTC y HEDP tienen una excelente capacidad quelante para Ca2+, Mg2+, Cu2+, Zn2+ y similares. Estos dos agentes de tratamiento de agua ejercen un efecto de inhibición de incrustaciones por distorsión de la red y solubilización compleja. En particular, PBTC contiene tanto un grupo de ácido fosfónico como un grupo de ácido carboxílico. Presenta un excelente rendimiento de inhibición de incrustaciones en condiciones de agua de alta temperatura, alta dureza y pH alto.

PBTC y HEDP tienen funciones de inhibición de incrustaciones e inhibición de corrosión. El efecto de inhibición de las incrustaciones se puede lograr utilizando una pequeña dosis. Son los inhibidores de corrosión e incrustaciones más utilizados en el tratamiento del agua de refrigeración en circulación. Si el rendimiento de inhibición de incrustaciones es excelente o no, es particularmente importante a bajas temperaturas.

Con el fin de encontrar la razón del ensuciamiento por baja temperatura en el lado del agua en circulación del intercambiador de calor de la máquina de hielo. Los investigadores de IRO probaron el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP a bajas temperaturas.

1. Parte del experimento

1.1 Materiales e instrumentos

HEDP (contenido de sólidos 50%), PBTC (contenido de sólidos 50%), agua desionizada, cloruro de calcio anhidro, bicarbonato de sodio, matraz, incubadora bioquímica, enfriador de máquina de hielo, taza medidora, vaso de precipitados.

1.2 Métodos experimentales

Agregue una cierta cantidad de cloruro de calcio anhidro y bicarbonato de sodio al agua desionizada o al agua del grifo. Revuelva bien. Se obtiene el agua experimental. Tome 200 ml de agua experimental y colóquelo en un matraz triangular. Agregue una cierta concentración de PBTC o HEDP. Agítelo bien y colóquelo en una incubadora bioquímica. Manténgalo a temperatura constante durante un cierto período de tiempo. filtrar. Se midieron los iones calcio en la solución. Y calcule la tasa de inhibición de incrustaciones.

1.3 Métodos de análisis

La medición de Ca2+ se realizó mediante titulación complexométrica con EDTA, con referencia a GB6986-1986.

2. Resultados y debate

2.1 El efecto de la temperatura sobre la inhibición de incrustaciones

El agua circulante pasa a través de la torre de enfriamiento de agua para el intercambio de calor. La temperatura desciende a 12 °C-15 °C. Después de que el enfriador de la máquina de hielo intercambia el agua en circulación, la temperatura continúa descendiendo a 6 °C-8 °C.

Con este fin, se investigó el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP sobre carbonato de calcio a diferentes temperaturas. Los investigadores utilizaron agua desionizada para dispensar agua. La concentración másica inicial de Ca2 + fue 496.5 mg/L. La alcalinidad es de 600 mg/L. El tiempo de prueba fue de 2h. Se agregaron PBTC y HEDP a una concentración de 4 mg / L. Las temperaturas de prueba fueron 2 °C, 8 °C, 15 °C, 30 °C, 45 °C, 60 °C. Los resultados se muestran en la Figura 1.

Podemos ver en la Figura 1. Se agregaron muestras de agua a PBTCA o HEDP para mantener una buena inhibición de incrustaciones a 2-60 °C. La concentración másica de Ca2+ está cerca del valor inicial. La tasa de deposición de Ca2+ es inferior al 1%.

El Ca2+ en la muestra de agua en blanco disminuyó al aumentar la temperatura de prueba. Especialmente cuando la temperatura de prueba es superior a 30 °C. La caída de Ca2+ es muy obvia. Esto se debe a que el aumento de temperatura hace que el Ca (HCO3)2 se descomponga térmicamente en CaCO3. La solubilidad del CaCO3 disminuye al aumentar la temperatura. Por lo tanto, se deposita más CaCO3 en condiciones de alta temperatura. Esto da como resultado una disminución de Ca2+.

En resumen, PBTCA y HEDP tienen un buen desempeño para resistir las incrustaciones de carbonato de calcio y se ven menos afectados por la temperatura.

2.2 El efecto de la concentración de masa del inhibidor de incrustaciones sobre la inhibición de incrustaciones

Los investigadores utilizaron agua desionizada para dispensar agua. La concentración inicial de Ca2+ fue 494.2 mg/L. La alcalinidad es de 600 mg/L. La temperatura de prueba fue de 8 °C. El tiempo de prueba fue de 4h. Se probó el efecto de inhibición de incrustaciones de la concentración de masa de PBTC y HEDP sobre carbonato de calcio. Los resultados se muestran en la Figura 2.

Podemos ver en la Figura 2. Bajo la calidad del agua experimental, con el aumento de la concentración del inhibidor de incrustaciones, la tasa de inhibición de incrustaciones de PBTC aumentó gradualmente de 93.9% a 100%. La tasa de inhibición de incrustaciones de HEDP aumentó del 93.9% al 100%. Esto indica que la concentración de masa de PBTCA y HEDP tiene cierta influencia en el efecto de inhibición de incrustaciones del carbonato de calcio a bajas temperaturas. El aumento de la concentración de masa del inhibidor de incrustaciones es beneficioso para aumentar la tasa de inhibición de incrustaciones.

2.3 Efecto del tiempo de prueba sobre la inhibición de incrustaciones

Los investigadores utilizaron agua desionizada para dispensar agua. La concentración másica inicial de Ca2+ fue 476.2 mg/L. La alcalinidad es de 600 mg/L. La temperatura de prueba es de 8 °C. Se agregaron PBTCA y HEDP a una concentración de 4 mg/L. Pruebe el efecto del tiempo de prueba sobre el efecto de inhibición de incrustaciones.

Los resultados mostraron que el tiempo de prueba se extendió de 2 a 20 horas. La tasa de inhibición de incrustaciones de PBTCA se ha mantenido al 100%. La tasa de inhibición de incrustaciones de HEDP se reduce ligeramente. Pero ambos son superiores al 97.0%. Puede verse que el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP es mejor en esta condición de prueba. Básicamente no se ve afectado por el tiempo de prueba.

2.4 Efecto del ion calcio inicial + alcalinidad sobre la inhibición de incrustaciones

El agua circulante ingresa a la torre de enfriamiento de agua y actualmente se pone en contacto con el nitrógeno de aguas residuales de temperatura más baja. Parte del agua se evapora durante el contacto gas-líquido. Los iones de calcio y la alcalinidad se concentran aún más.

Los investigadores utilizaron agua desionizada para dispensar agua. La temperatura de prueba fue de 8 °C. El tiempo de prueba fue de 4 h. Se agregaron tanto PBTCA como HEDP a una concentración de 4 mg/L. El ion calcio inicial + alcalinidad fue (500 + 600) mg/L, (800 + 800) mg/L, (1000 + 1000) mg/L. Investigar el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP sobre el carbonato de calcio en diferentes condiciones de iones de calcio + alcalinidad. Los resultados se muestran en la Figura 3.

Podemos ver en la Figura 3. Cuando el ion de calcio inicial + alcalinidad es (500 + 600) mg / L, la tasa de inhibición de incrustaciones de carbonato de calcio tanto de PBTCA como de HEDP es del 100%. Cuando el ion calcio inicial y la alcalinidad aumentan gradualmente, la tasa de inhibición de incrustaciones muestra una tendencia a la baja. Cuando se aumentó el ion calcio + alcalinidad a (800 + 800) mg/L, las tasas de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP se redujeron a 65% y 60%, respectivamente.

En circunstancias normales, los inhibidores de las incrustaciones organofosforadas actúan por quelación de Ca2+ y distorsión de la red de CaCO3. También hay un efecto de límite de solubilidad. Es decir, unos pocos miligramos por litro de fármaco pueden estabilizar varios cientos de miligramos por litro de Ca2+. Cuando el ion calcio + alcalinidad en el agua circulante es alto hasta cierto punto, se excede la capacidad de PBTC y HEDP para estabilizar los iones calcio. Se forman cristales de carbonato de calcio. Provoca escamas.

2.5 El efecto de otros factores de ensuciamiento sobre la inhibición de incrustaciones

En general, PO43-, Zn2+ y la turbidez en el agua circulante tienen un efecto sobre la formación de incrustaciones de carbonato de calcio. Por lo tanto, se investigaron los efectos de factores de escala como PO43-, Zn2+ y turbidez sobre el rendimiento de las incrustaciones de carbonato de calcio PBTC y HEDP.

2.5.1 Efecto de PO43- sobre la inhibición de incrustaciones

Los investigadores usan agua del grifo para dispensar agua. El Ca2+ y las alcalinidades iniciales fueron 595.2 mg/L y 600 mg/L, respectivamente. La dosis de PBTCA y HEDP fue de 4 mg/L. El tiempo de prueba son las 12h. La temperatura de prueba es de 8 °C. Cambie el contenido de PO43-. Prueba PO43- Efecto sobre el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP. Los resultados se muestran en la Figura 4.

Podemos ver en la Figura 4. A 8 °C, la cantidad de PO43- cambia y la concentración de masa de Ca2+ correspondiente básicamente no cambia. Muestra que el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP en condiciones de baja temperatura básicamente no se ve afectado por PO43-.

2.5.2 Efecto del Zn2 + sobre el rendimiento de la inhibición de incrustaciones

Los investigadores usan agua del grifo para dispensar agua. El Ca2+ y las alcalinidades iniciales fueron 595.2 mg/L y 600 mg/L, respectivamente. La dosis de PBTC y HEDP fue de 4 mg/L. El tiempo de prueba son las 12h. La temperatura de prueba es de 8 °C. Cambie el contenido de Zn2+. Se probó el efecto de Zn2+ sobre el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP. Los resultados se muestran en la Figura 5.

Podemos ver en la Figura 5. A 8 °C, el contenido de Zn2+ se modificó y la concentración de masa de Ca2+ correspondiente se mantuvo básicamente sin cambios. Indica que el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTCA y HEDP en condiciones de baja temperatura básicamente no se ve afectado por Zn2+.

2.5.3 Efecto de la turbidez sobre la inhibición de incrustaciones de productos químicos

Los investigadores usan agua del grifo para dispensar agua. El Ca2+ y las alcalinidades iniciales fueron 595.2 mg/L y 600 mg/L, respectivamente. La dosis de PBTC y HEDP fue de 4 mg/L. El tiempo de prueba son las 12h. La temperatura de prueba fue de 8 °C. Se investigó el efecto de la turbidez sobre el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP. La turbidez está controlada por el caolín. Los resultados se muestran en la Figura 6.

Podemos ver en la Figura 6. A 8 °C, la muestra de agua Ca2+ agregada al PBTC aumentó con el aumento de la turbidez. En la muestra de agua con HEDP, el Ca2+ disminuyó gradualmente con el aumento de la turbidez. Pero el declive es pequeño.

Indica que la turbidez tiene poco efecto sobre el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC en condiciones de baja temperatura, pero el rendimiento de inhibición de incrustaciones de HEDP se reduce ligeramente.

3. Conclusión

(1) PBTC y HEDP tienen un buen rendimiento de inhibición de incrustaciones a bajas temperaturas de 2 °C a 15 °C. La temperatura y el tiempo de prueba tienen poco efecto en su desempeño de inhibición de incrustaciones. La concentración de PBTC y HEDP añadida tiene un ligero efecto sobre el efecto de las incrustaciones de carbonato de calcio.

(2) El ion calcio inicial + alcalinidad tiene una gran influencia en el rendimiento de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP. La tasa de inhibición de incrustaciones disminuye a medida que aumenta el ion calcio + alcalinidad. Cuando el ion calcio + alcalinidad aumenta de (500 + 600) mg/L a (800 + 800) mg/L. Las tasas de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP se redujeron del 100% al 65% y 60%, respectivamente.

(3) La presencia de PO43- y Zn2 + tiene poco efecto sobre el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTC y HEDP. La turbidez tiene poco efecto sobre el efecto de inhibición de incrustaciones de PBTC. Tiene una ligera influencia en el efecto de inhibición de incrustaciones de HEDP.

2021-09-10T10:10:46+00:00septiembre 10th, 2021|Tags: |