[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

权利要求书

1.一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置，其特征在于：包括开孔容器（1）、搅拌器（2）、试片（3）、冷凝件（4）和恒温加热装置（5），其中：所述的开孔容器（1）置于恒温加热装置（5）中，该开孔容器（1）上设有搅拌器固定孔（11），用于安装固定搅拌器（2）；该开孔容器（1）上设有冷凝件固定孔（14），用于安装固定冷凝件（4）；该开孔容器（1）上设有一个或一个以上的试片孔，用于安装固定试片（3）。

2.根据权利要求1所述的一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置，其特征在于：所述的开孔容器（1）上设有第一试片孔（12）、第二试片孔（13）和第三试片孔（15），上述的第一试片孔（12）、第二试片孔（13）、第三试片孔（15）与冷凝件固定孔（14）均匀分布于搅拌器固定孔（11）的四周。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置，其特征在于：所述的冷凝件（4）为玻璃管，该玻璃管一端与开孔容器（1）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。

4.根据权利要求3所述的一种适用于循环冷却水系统的阻垢剂性能评价装置，其特征在于：所述的试片（3）为不锈钢试片，该不锈钢试片悬于开孔容器（1）内部的试液中。

5.一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（3）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；

2）准备试液：

a）配制0.01mol/L的EDTA标准滴定溶液存放于棕色容量瓶中待用，配制200g/L的氢氧化钾溶液存放于塑料试剂瓶中待用，配制0.01mol/L的硼砂缓冲溶液待用；

b）配制碳酸氢钠母液和氯化钙母液，并分别采用盐酸标准滴定溶液和EDTA标准滴定溶液对上述配制的碳酸氢钠母液和氯化钙母液进行标定，待用；

c）配制试液时，先向容量瓶中加入蒸馏水，然后依次移取氯化钙母液、阻垢剂溶液、硼砂缓冲溶液和碳酸氢钠母液至容量瓶中，最后用蒸馏水定容，使得试液中钙离子浓度为240mg/L，碳酸氢根离子浓度为366 mg/L，待用；

3）成垢试验：

将步骤2）中配制的钙离子浓度为240mg/L、碳酸氢根离子浓度为366 mg/L的试液转移至开孔容器（1），并选取步骤1）中准备的试片（3）三片，称取其重量分别为m₁₁、m₁₂、m₁₃，并通过不锈钢条分别固定于第一试片孔（12）、第二试片孔（13）和第三试片孔（15）中，使试片（3）悬置于试液内部；然后将冷凝件（4）固定于冷凝件固定孔（14），将搅拌器（2）固定于搅拌器固定孔（11），并调节搅拌速度为100～300 r/min，整个开孔容器（1）处于恒温加热装置（5）中稳定10 h后，将三片试片（3）取下并干燥，称取其质量分别为m₁₁′、m₁₂′、m₁₃′；

4）钙离子浓度测定：

待步骤3）中开孔容器（1）的试液冷却至室温后，移取试液并过滤，向滤液中加入蒸馏水和步骤2）中配制的氢氧化钾溶液，然后加入钙羧酸指示剂，用步骤2）中配制的EDTA标准滴定溶液平行滴定三次，并计算试液中钙离子浓度分别为ρ₁₁、ρ₁₂、ρ₁₃；

5）空白试验：

重复上述步骤1）～4）进行空白试验，其中配制试液时不加阻垢剂，三片试片（3）试验前的重量分别为m₀₁、m₀₂、m₀₃，空白试验进行后的重量分别为m₀₁′、m₀₂′、m₀₃′，空白试验后对试液中钙离子浓度进行滴定，三次平行滴定钙离子浓度分别为ρ₀₁、ρ₀₂、ρ₀₃；

6）阻垢率计算：

a）计算静态阻垢率η₁，不加阻垢剂时试液中稳定的钙离子浓度为ρ₀，加阻垢剂时试液中稳定的钙离子浓度为ρ₁，则ρ₀=（ρ₀₁+ρ₀₂+ρ₀₃）/3，ρ₁=（ρ₁₁+ρ₁₂+ρ₁₃）/3，然后根据如下公式计算静态阻垢率η₁：

η₁=（ρ₁-ρ₀）/（240-ρ₀）×100%；

b）计算动态阻垢率η₂，不加阻垢剂时试片（3）增重的平均值为m₀，加阻垢剂时试片（3）增重的平均值为m₁，则m₀=（m₀₁′+m₀₂′+m₀₃′- m₀₁-m₀₂-m₀₃）/3，m₁=（m₁₁′+m₁₂′+m₁₃′- m₁₁-m₁₂-m₁₃）/3，然后根据如下公式计算动态阻垢率η₂：

η₂=（m₀-m₁）/m₀ ×100%；

c）根据如下公式计算综合阻垢率η：

η=（η₁+η₂）/2 ×100%。