工业水处理表面活性剂的减阻性能研究_李建生

StudyonthedragreductioncharacteristicsofindustrialwatertreatmentsurfactantLiJiansheng1，LiXia1，WeiQing2（1.SchoolofBiologicalandEnvironmentalEngineering，TianjinProfessionalUniversity，Tianjin300402，China；2.CNOOCTianjinChemicalResearchandDesignInstitute，Tianjin300131，China）工业水处理表面活性剂的减阻性能研究李建生1，李霞1，魏清2（1.天津职业大学生物与环境工程学院，天津300402；2.中海油天津化工研究设计院，天津300131）［摘要］为了探讨将工业水处理表面活性剂作为循环水管道减阻剂使用的可行性，用旋转黏度计对十二烷基二甲基苄基氯化铵杀菌灭藻剂和椰油酸二乙醇酰胺缓蚀阻垢剂组成的多功能减阻剂配方进行了初步筛选，然后在室内模拟环道评价装置上进一步评价。当循环水中减阻剂质量浓度为1.2g/L和循环水流速为2.55m/s时减阻率为52.3%。［关键词］十二烷基二甲基苄基氯化铵；椰油酸二乙醇酰胺；水处理剂；减阻剂［中图分类号］TQ423.99［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2010）01-0019-03Abstract：Inordertostudythefeasibilityofapplyingindustrialwatertreatmentsurfactantasadragreducertocirculatingwaterpipes，thedragreducingformulationconsistingoflauryldimethylbenzylammoniumchlorideandcocoanutfattyacidN，N-diethanolamidehasbeenpreliminaryselectedwitharotaryviscometer，andthenfurtherassessedwithanindoorevaluatingequipment.Adragreductionof52.3%hasbeenobtainedwhentheconcentrationofthedragreducerincirculatingwateris1.2g/Landflowrateofcirculatingwateris2.55m/s.Keywords：lauryldimethylbenzylammoniumchloride；cocoanutfattyacidN，N-diethanolamide；watertreatmentsurfactant；dragreducer节能降耗已成为全社会普遍关注的课题，空调设备、集中供热管道和工业生产装置的循环水系统都存在高能耗的问题。采用变频技术能够在一定程度上降低循环水系统中循环泵能耗，采用水动风机技术可以降低循环水系统中冷却塔风机能耗〔1〕，采用管道减阻技术可进一步降低循环水系统中管道阻力。用于降低流体流动阻力的化学添加剂称为减阻剂，早期的循环水管道减阻剂是以聚氧乙烯和聚丙烯酰胺为代表的高分子聚合物，实际应用中聚合物易被剪切断链失去减阻性能。近年来发现能形成长圆柱形胶束的表面活性剂具有较好的减阻功能，可以在循环水系统中长期使用，某些减阻剂品种已进入实用阶段〔2〕。国外专利公开的新型表面活性剂减阻剂价格昂贵，对管道设备有腐蚀性，安全稳定性数据缺乏，限制了其在循环水系统中推广应用〔3-5〕。国内目前仅有上海交通大学和哈尔滨工业大学等单位从事循环水管道减阻剂的基础研究，目标集中在比较成熟的十六烷基三甲基水杨酸铵/水杨酸钠体系的减阻性能研究上〔6-8〕。笔者提出了从腐蚀性和安全稳定性数据可靠的工业水处理表面活性剂中筛选循环水管道减阻剂的新思路，设计了由几种具有减阻分子结构的水处理表面活性剂组成的多功能减阻剂配方，使其兼有缓蚀、阻垢、杀菌和减阻节能等多种功能。1表面活性剂减阻剂配方设计减阻剂分子结构一般具有如下特征：（1）有微观的纤维状结构（分子或胶束）；（2）其纤维状结构具有柔韧性；（3）在连续相中溶解性良好。表面活性剂在水溶液中达到临界浓度时，首先形成球状胶束，浓度进一步增加时球状胶束聚集成圆柱状胶束。与高分子减阻剂在5~50mg/L就具备显著减阻能力不同，表面活性剂减阻剂质量浓度在100~500mg/L以上时才具有显著减阻能力。由于表面活性剂减阻剂使用浓度较高，笔者认第30卷第1期2010年1月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．30No．1Jan.，201019——工业水处理2010－01，30（1