Оцінка ефективності інгібіторів накипоутворення, корозії металів в карбонатно-кальцієвих та сульфатно-кальцієвих водах, реагенти для стабілізації розчинів. Опис процесу пом’якшення води натрій-катіонуванням, модифікації слабокислотних катіонітів.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ Створення нових засобів і технологій для забезпечення ресурсозбереження у промисловому водоспоживанніРобота виконана на кафедрі екології та технології рослинних полімерів в Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут”, Міністерство освіти і науки України Гомеля Микола Дмитрович, Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, завідувач кафедри екології та технології рослинних полімерівЗа нормальних умов їх експлуатації передбачається скид 5-8% води від обєму системи щодоби для забезпечення захисту обладнання від накипоутворення та відкладення осадів. Часто води, що скидаються із систем охолодження можуть бути забруднені компонентами та хімічними речовинами, які використовуються в технологічних процесах. Робота виконувалась по пріоритетним напрямкам “Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології” на замовлення Міністерства освіти і науки України в межах держбюджетної науково-дослідної роботи “Розробка екологічно чистих інгібіторів корозії металів, накипоутворення та біообростання (біопошкодження)” (номер держреєстрації 0100U000940) та “Збереження навколишнього середовища та сталий розвиток” на замовлення Міністерства освіти і науки України в межах держбюджетної науково-дослідної роботи “Розробка комплексної технології стабілізаційної обробки води для ресурсозберігаючих замкнутих систем водокористування” (номер держреєстрації 0104U003423). Мета роботи полягала у розробці нових високоефективних інгібіторів накипоутворення та корозії металів, нових іонообмінних матеріалів та маловідходних іонообмінних технологій для комплексної стабілізаційної обробки води, що забезпечить раціональне використання водних ресурсів у промисловості та енергетиці. визначено вплив аміаку, амінів, фосфонових, фосфінових кислот та фосфонієвих солей на процеси відкладення накипу у воді з карбонатною твердістю при 95 ЄС, знайдено умови ефективної стабілізації води по відношенню до накипоутворення за допомогою доступного моноетаноламіну та його композицій з іншими реагентами;Третій розділ присвячено проведенню оцінки ефективності як інгібіторів накипоутворення ряду відомих реагентів та розроблених речовин, а також оцінено їх ефективність по зниженню корозійної агресивності води. Для оцінки ефективності розроблених реагентів використовували артезіанську воду, як розчин з карбонатною твердістю 5,2 мг-екв/дм3, пересичений розчин сульфату кальцію з твердістю ~114 мг-екв/дм3. Про ефективність судили по зниженню загальної твердості розчину, а також в порівнянні з ефективністю відомих стабілізаторів накипоутворення ОЕДФК (1-оксиетилидендифосфонова кислота), НТФ (нітрилотриметилфосфонова кислота) та ИОМС - композиції на основі нітрилотриметилфосфонової кислоти. Введення сульфату цинку в співвідношенні 5:1 по відношенню до інгібітора не впливає на ефективність стабілізації води КМЕАФ. У випадку композиції з МЕА видно, що при вмісті НТФ 10% при сумарній дозі реагентів 10 мг/дм3 досягнуто стабілізаційний ефект лише 24%, при вмісті НТФ на рівні 25% при тій же сумарній дозі стабілізаційний ефект складав 60%, а при вмісті НТФ 50% було досягнуто стабілізаційний ефект 100% при сумарній дозі лише 5 мг/дм3.Розроблено прості, надійні методи синтезу ефективних стабілізаторів накипоутворення із простих доступних речовин - етаноламінів, о-фосфорної кислоти, формаліну, перекису водню, гіпофосфіту натрію. Встановлено, що аміак, уротропін, етаноламіни (МЕА, ТЕА, НОТЕА) та морфолін при обробці артезіанської води з карбонатною твердістю (Т=5,2 мг-екв/дм3) забезпечують сповільнення накипоутворення на рівні фосфінових кислот (СЕ=28-82%), а моноетаноламін дозволяє досягти повної стабілізації води (СЕ=100%) при дозах 2-5 мг/дм3. Показано, що кислий моноетаноламінфосфат є ефективним інгібітором накипоутворення (СЕ=82-100% при дозах 2 та 5 мг/дм3) при індивідуальному використанні та при використанні разом з іонами цинку. Розроблено ряд композицій, які забезпечують ефективну стабілізацію води по відношенню до накипоутворення при використанні МЕА та КМЕАФ. Встановлено, що при 95 ЄС при відкладенні накипу на зашламлену поверхню ефективність як інгібіторів накипоутворення таких доступних реагентів, як КМЕАФ та НОТЕА близька до ефективності інгібіторів на основі нітрилфосфонових кислот.