低相對生子質(zhì)量HPMA在熱法海水淡化過程中的阻垢性能評價(jià)

韓旭 王曉玲  呂慶春 趙河立 申戰(zhàn)輝  李健生  王連軍

（1、國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所，天津300192；2、南京理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，江蘇 南京 210094）

 摘要：以國標(biāo)法和銅管沉積法研究了合成低相對分子質(zhì)量水解聚馬來酸酐(HPMA)的阻垢性能,以凝膠滲透色譜證實(shí)了產(chǎn)物的相對分子質(zhì)量為625,以掃描電鏡(SEM)和X射(XRD)技術(shù)垢樣微觀形貌和晶相組成進(jìn)行了分析.實(shí)驗(yàn)表明:HPMA在小劑量使用時鈣溶限效應(yīng)的同時,還能改變垢樣的性狀,使垢樣不易在熱管表面生長附著.SEM和XRD結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了合成的HPMA能夠影響碳酸鈣的結(jié)晶過程,形成亞態(tài)的球霰石晶型,使垢樣軟化、在水中呈絮凝狀，不易在設(shè)備表面沉積粘附。

關(guān)鍵詞：水解聚馬來酸酐 阻垢劑  銅管沉積法  沉積抑制率

以多級閃蒸、低溫多效和壓汽蒸餾為主的熱法海水淡化工藝在世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛，其換熱器表面成垢問題是影響海水淡化效率的關(guān)鍵因素，因而實(shí)際運(yùn)行中大多采用阻垢技術(shù)來解決成垢問題。

隨著阻垢劑研究的不斷進(jìn)步，曾廣泛應(yīng)用于熱法海水淡化工藝的膦系配方阻垢劑逐漸出現(xiàn)了與環(huán)境的應(yīng)用性問題，隨后出現(xiàn)了眾多性能優(yōu)異的低膦、無膦阻垢劑，如聚天氡氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、水解聚馬來酸酐（HPMA），這些羧酸類綠色環(huán)保型阻垢劑也逐漸成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)。HPMA是一種典型多元羧酸類阻垢劑，具有熱穩(wěn)定性高、無毒害作用、阻垢性能好等特點(diǎn)，在循環(huán)水冷卻、鍋爐和油田灌注領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用 。有文獻(xiàn)報(bào)道，摩爾質(zhì)量在400~2000g/mol范圍內(nèi)低相對分子質(zhì)量HPMA能夠使垢樣軟化、阻垢性能較好，但熱法海水淡化中的應(yīng)用報(bào)道較少，對使用垢樣形貌、粒度和晶相的影響研究更是鮮見報(bào)道。

國內(nèi)評價(jià)藥劑的阻垢性能大多僅采用靜態(tài)阻垢劑，試驗(yàn)條件不同，阻垢率也相差很大，針對熱法海水淡化需要設(shè)定其特定條件。為此，筆者合成了低相對分子質(zhì)量HPMA，采用銅管沉積法模擬熱海水淡化過程，結(jié)合國標(biāo)法評價(jià)了該阻垢劑的阻垢性能，采用SEM和XRD技術(shù)研究了HPMA對垢樣形貌和晶相的影響，分析了期對碳酸鈣結(jié)晶過程的影響。

1、實(shí)驗(yàn)

1.1 主要試劑 

馬來酸酐、過氧化苯甲酰、鄰苯二甲酸二甲酯，分析純，成都科龍化工廠；甲苯，分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；甲乙酮，分析純，南京化學(xué)試劑有限公司。

1.2合成方法
     稱取適量馬來酸酐置于多口瓶中，加入一定量甲苯升溫溶解；稱取一定量過氧化苯甲酰，用適量鄰苯二甲酸二甲酯調(diào)成糊狀后溶于甲苯，然后加入到多口燒瓶中升溫至溫度，恒溫反應(yīng)5h，得到棕褐色溫沉淀聚馬來酸酐（PMA）。反應(yīng)完成后去除上層溶劑，加入適量甲乙酮溶解，然后將溶于甲乙酮的PMA在攪拌下倒入甲苯溶解中，沉淀PMA，抽濾。真空室溫干燥得到PMA粉末，稱取一定量的PMA于燒杯 中，加入適量蒸餾水，在一定溫度下恒溫?cái)嚢柚频?/FONT>HPMA。