1.3循环冷却用水的水质问题-1

1.4循环冷却水水垢的形成2

1.5循环水垢的处理-2

1.5.1加酸或通CO2法3

1.5.2加阻垢剂法3

1.5.3生物膜技术3

1.6阻垢剂的类别4

1.6.1绿色阻垢缓蚀剂-4

1.6.2有机膦系阻垢剂-4

1.7阻垢机理的研究-4

1.7.1螯合作用-4

1.7.2晶格畸变-4

1.7.3胶体分散-4

1.8分子动力学方法-5

1.8.1分子动力学模拟-5

1.8.2力场-5

1.8.3前人的研究5

1.9本课题的研究内容和思路-6

第二章有机膦系对CaCO3抑制机理的MD研究8

2.1引言-8

2.1.1分子动力学方法（MD）8

2.1.2CaCO3晶体的晶型8

2.1.3CaCO3的结垢过程10

2.1.4含N有机膦系阻垢剂10

2.3模型的构建与模拟方法12

2.3.1模拟力场的选择-12

2.3.2CaCO3模型的构建12

第三章结果与讨论14

3.1有机膦系化合物在碳酸钙晶面上的结合能-14

3.2有机膦系化合物与方解石四个主要生长晶面的相互作用-15

3.2.1五种有机系阻垢剂在方解石（104）面上的作用-15

3.2.2NTMP与方解石吸附-17

3.2.3有机膦系阻坂剂在方解石（110）面上的作用17

3.2.4五种有机系阻垢剂在方解石（010）面上的作用-18

3.2.5五种有机系阻垢剂在方解石（011）面上的作用-19

3.2.6PBC模型分析阻垢剂在阶梯面的生长20

3.2.7HDTMP与方解石吸附-21

结论23

致谢-24

参考文献-25
第一章 绪论1.1 课题研究的意义在当今世界经济不断地发展中， 大量的工厂建成， 人们对水资源的使用日益增加，但是全世界的淡水资源比较少，中国占有的淡水只有全世界的 5%，然而经济的发展离不开水资源，急需大量的工业用水，比如设备的冷却，设备的清洗，等都需要大量的淡水。特别是在新兴的经济的形式下，全世界的工业用水量急剧上升，而冷却水是工业用水占得比重最大的，我国的淡水资源本来就匮乏，所以我国现在面临着这一难题。特别是一些重工业企业，比如钢厂，玻璃厂，机械制造厂等等。由于成本问题，许多工厂的冷却水系统都不完善，因此目前我国对于工业循环冷去水的技术问题，将会制约我国的经济的可持续发展。1.2 工业循环冷却水系统工业循环冷却水系统有两种，一种是封闭式冷却水系统，另一种是敞开式冷却水系统。封闭式一般用于钢铁企业，比如冶金工业，封闭式，表明它的循环水与空气隔绝，防止空气中的夹杂的离子 Cl-和 SO42-影响到循环水的水质，不会阻止系统的正常运行。敞开式冷却水系统它是循环水裸露在空气中，把工业的设备的热量与空气进行交换，把热量通过循环水的蒸发带到空气中，这种冷却水系统一般现在许多工厂里使用。
1.3 循环冷却用水的水质问题现在，很多工厂的循环冷却水系统都存在很多问题，系统的设备技术落后，导致循环水的水质不达标，进而导致工业生产的效率低下。对于高水质的要求，有助于提高设备的寿命，加快生产效率。第一，水的 PH值一般为中性最好，但不能是酸性，应为大多数设备都是金属，这会加速设备的酸性腐蚀，降低设备的使用寿命。第二，水的温度一定要低下，因为水温越低，循环冷却水系统的效率越高，降温的幅度越高，又能减少淡水的用量，节约了水量。第三，水中的杂质要少，水中含有太多金属离子，CO32-、SO42-容易产生水垢，集聚在设备中的管道，堵塞管道。沉积在传热的表面，阻隔设备的热量传导。
1.4 循环冷却水水垢的形成水中的垢也叫“水碱”。因为水中含有大量的钙和镁离子，他们与水中的阴离子，在一些条件下发生反应，生成了不溶于水的沉淀，比如生成了碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等等。这些水垢对一些工业设备有很大的危害，比如，他集聚在换热设备的表面源`自'优尔|.论"文-网[www.youerw.com，严重影响了效率。由于循环水进入系统进行热交换，必然会蒸发，带出一些油污，从而使循环冷却水中的重金属离子和阴离子浓缩， 使钙离子与碳酸根离子的反应向生成碳酸钙的方向进行，促进了沉淀的生成，从而加剧循环水中的结垢现象，如下方程式所示[1]2HCO32-→ CO32-+ H2O+ CO2 ↑ (1-1)Ca2+ +CO32-→ CaCO3↓ (1-2)Mg2+ + CO32-→ MgCO3↓ (1-3)水中形成结垢的沉积物主要有以下几种：(1) 水中的盐类水中一般都存在一些盐类，如重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐。在工业循环冷却水系统中，由于循环水的热交换和蒸发，离子之间互相反应，促进了沉淀的生成[2]。(2) 水和空气的杂质经济的发展，使我国的重工业迅速壮大，许多的工业废水的排放，生活中废水的排放，水土流失等等，使大量的有机盐、无机盐、泥沙、一些微生物、重金属离子铅，汞，铜等等溶入水中，进入到设备中，有的粘附在设备表面，影响设备的正常运行。由于工业废气的的排放，空气中含有大量的一氧化硫、二氧化硫、氮的氧化物、空气中的悬浮颗粒、有毒的气体、硫化氢等等伴随着雨水溶入大水中，有的与水中的金属阳离子反应生成了沉淀，形成水垢。