阻垢剂的阻垢机理及性能评定
阻垢剂的阻垢机理及性能评定
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程云章1,翟祥华2,3,葛红花2,包伯荣3
(1.上海医疗器械高等专科学校,上海,200093;
2.上海电力学院环境工程系,上海,200090;
3.上海大学化学系,上海,200436)
摘 要:较详细地介绍了目前循环冷却水常用阻垢剂的阻垢机理,包括晶格畸变、络合增溶、凝聚与分散、再生—自解脱膜假说、双电层作用机理等。同时介绍了评定阻垢剂的方法如静态阻垢法、动态模拟法、临界pH 法、鼓泡法、极限碳酸盐硬度、浊度测定法、钙离子选择电极电位分析法、玻璃电极法、恒定组分技术以及电化学方法的原理、特点和适用范围。关键词:阻垢剂;阻垢机理;评定方法
中图分类号:T K 26411 文献标识码:B 文章编号:100129529(2003)0720014205
Sca le i nh ib itory m echan is m of sca le i nh ib itor and its perfor mance eva lua tion
CH EN G Y un 2z hang 1,ZH A I X iang 2hua 2,3,GE H ong 2hua 2,B A O B o 2rong
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(1.Pharm aceu tical Engineering R esearch Group of ShanghaiM edical
In strum en tati on Co llege ,Shanghai 200093,Ch ina ;
2.Environm en t Engineering D ep t .of Shanghai E lectric Pow er In stitu te ,Shanghai 200090,Ch ina ;
3.D ep t .of Chem istry of ShanghaiU n iv .,Shanghai 200436,Ch ina )
Abstract :T he scale inh ib ito ry m echan is m s of scale inh ib ito r ,w h ich is often u sed in circu lating coo ling w ater w ere in troduced in detail ,including m echan is m s of crystal lattice aberrati on ,increased so lub ility by comp lex 2ing ,coagu lati on and dispersi on ,regenerati on and self 2ex tricati on p resum e ,and doub le electrical layer effect etc .T he m ethods of perfo rm ance assess m en t of scale inh ib ito r ,such as static state scale inh ib iti on m ethod ,dynam ic si m u lati on m ethod ,critical pH m ethod ,bubb ling m ethod ,critical carbonate hardness ,tu rb idity m easu rem en t ,calcium i on selective electrode po ten tial analysis ,glass electrode analysis ,con stan t compo si 2ti on techno logy and the electrochem ical m ethod w ere all described .T he p rinci p le ,featu re and app licati on scope of the above m ethods w ere also discu ssed .
Key words :scale inh ib ito r ;scale inh ib ito ry m echan is m ;assess m en t m ethod
3上海市高等学校科学技术发展基金(编号:020K 01)及上海市教委重点培育学科基金资助项目。
工业循环冷却水系统为了尽量节约水资源而提高浓缩倍数,但却加快了一些难溶钙盐的沉淀趋势,使结垢问题更加严重。结垢会降低传热效率,阻塞水流,产生垢下腐蚀,从而增加了设备的清洗频率,因此有效抑制结垢是保持冷却水系统良好状态的关键。目前国内外循环冷却水系统普遍采用阻垢剂,以延缓无机垢的生成。阻垢剂的发展经历了从最初的天然有机物到无机聚磷酸盐,直至现在的全有机配方聚合物的过程。随着全球
环境问题的日益严重,阻垢剂也正在向无毒无害的无磷、低磷新型高效的环境友好型绿色阻垢剂的方向发展[1]。阻垢剂发展的一个关键是掌握准确有效的评价方法、研究其总体性能及其分子结构等对垢形成基本过程的影响。
随着阻垢剂的不断开发,出现了许多新的有效评定阻垢性能的方法。本文对人们普遍认同的阻垢剂的阻垢机理及几种传统的阻垢剂评定方法及其发展作了综述。
1 常用阻垢剂的阻垢机理
目前循环冷却水系统中常用的阻垢剂有:聚
丙烯酸类、膦酸类、膦羧酸类和有机磷酸脂类等。
阻垢剂的阻垢机理比较复杂,随着沉淀过程动力学、成垢预测模型和各种阻垢技术的大量研究,使成垢机理的研究和结垢的控制有了很大的进展[2-5]。一般认为成垢物质和溶液之间存在着动态平衡,阻垢剂能够吸附到成垢物质上,并影响垢的生长和溶解的动态平衡。阻垢剂的阻垢机理[1]主要有以下几种:
(1)晶格畸变[6,7]
碳酸钙微晶成长时按照一定的晶格排列,结晶致密而坚硬。加入阻垢剂后,阻垢剂吸附在晶体上并掺杂在晶格的点阵中,对无机垢的结晶形成了干扰,,或使大晶体内部的应力增大,从而使晶体易于破裂,阻碍了垢的生长。
(2)络合增溶[6,7]
络合增溶作用是阻垢剂在水中能够与钙镁离子形成稳定的可溶性螯合物,将更多的钙镁离子稳定在水中,从而增大了钙镁盐的溶解度,抑制了垢的沉积。
(3)凝聚与分散[6,7]
阴离子型阻垢剂,在水中解离生成的阴离子在与碳酸钙微晶碰撞时,会发生物理化学吸附现象,使微晶粒的表面形成双电层,使之带负电。因阻垢剂的链状结构可吸附多个相同电荷的微晶,静电斥力可阻止微晶相互碰撞,从而避免了大晶体的形成。在吸附产物碰到其它阻垢剂分子时,将已吸附的晶体转移过去,出现晶粒均匀分散现象,从而阻碍了晶粒间和晶粒与金属表面的碰撞,减少了溶液中的晶核数,将碳酸钙稳定在溶液中。
(4)再生—自解脱膜假说[8]
聚丙烯酸类阻垢剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜,当这种膜增加到一定厚度后,在传热面上破裂,并带一定大小的垢层离开传热面。由于这种膜的不断形成和破裂,使垢层的生长受到抑制。
(5)双电层作用机理[9]等
认为对有机膦酸盐类阻垢制的作用是由于阻垢剂在生长晶核附近的扩散边界层内富集,形成双电层并阻碍垢离子或分子簇在金属表面凝结。
上述的几种机理是目前人们普遍认同的推测,对于阻垢剂的阻垢机理还有待于进一步研究。利用扫描电镜可以观察晶体的成核、生长、聚集和吸附,还可以表征垢的沉淀过程中微粒大小、形态、和频率[10]。在相同实验条件下,可以研究不同阻垢剂对晶体的生长、碳酸钙的成核频率、生长速率以及微粒形态的影响。利用原子显微镜研究阻垢剂存在时碳酸钙晶体的生长,可以看出阻垢剂对生长的抑制作用是由于其有限吸附进入晶体表面步边缘、坎坷等活性生长点[11]。x—衍射观测法是研究晶体生长的一种有效方法。从垢样的x—衍射图,通过比较衍射强度、衍射角变化及晶轴等参数,可以判断阻垢剂存在前后垢样的细碎程度、晶体的畸变程度及晶系的变化,这就从微观上解释了晶体生长的抑制过程[12]。
2 评定阻垢剂阻垢性能的常用方法
(1)静态阻垢法[13]
是目前广泛使用的方法,其原理为:配制一定体积、浓度的含Ca2+、M g2+硬水,加入等当量的C02-3或SO2-4溶液。在一定温度和pH条件下,经过一定时间,使碳酸钙或硫酸钙沉淀完全。然后,用已知浓度的ED TA溶液测定水中的剩余硬度,得到用作比较的空白试验值。在同样组成的溶液中,加入一定量的阻垢剂,测定其剩余硬度值。所得数值与空白值相比即为阻垢率。水中剩余硬度值越大,则阻垢效果越好。
静态法设备简单,试验周期短,可同时进行大批量筛选,但操作时控制条件不同,对测试结果有很大影响。同时也存在许多缺点:①它只能反映水体中无机垢沉淀量,不能反映出垢的形态、粘着性和结晶特性,也不能用这一方法来测试污泥。②虽然可以在较高的温度下进行测试,但该温度为水体温度而非传热面温度。③测试方法中未考虑像流速、腐蚀、表面状态等对结垢有明显影响的因素及微生物等的拖曳效应。
因此,静态法只能用于初步筛选,陈文谨[14]等在该法的应用中,比较了不同的实验药品及操作方法对阻垢率测定的影响,提出了一个不易受各种条件变化干扰、重现性好、可信度高的实验方案。
(2)动态模拟法[13,15]
用监测污垢的动态法评价阻垢剂性能对于阻
垢剂筛选有指导作用。动态法是在模拟换热器运行工况条件下操作并对操作参数进行精确控制,通过检测垢厚、传热温差及污垢热阻等因素,得出阻垢剂对传热面的抑制效果。这种方法可靠性高,但操作相对复杂。
(3)临界pH法
晶体生长理论认为碳酸盐必须要达到一定的过饱和才能析出沉淀,析出时的溶液pH值就是临界pH值,即pH c。当水的实测pH值超过pH c 则结垢;小于pH c则不会结垢。张青等[16]采用滴定法测定了不同水质pH c及添加阻垢剂后的pH c,发现在同等剂量情况下,阻垢剂的性能越好,则相应溶液的pH c越高。提出可利用pH c评定阻垢剂的性能。阻垢剂加入后将更多的钙、镁离子稳定在水中,增加了微溶性钙、镁盐的溶解度,减少了其生成过饱和溶液的可能,提高了pH c。临界pH法评定阻垢剂性能,较静态阻垢法、鼓泡法有较大改善,具有准确、快速省时省力的特点。
(4)鼓泡法[17]
冷却水结垢,通常是由于水中的碳酸氢钙在受热和曝气条件下分解而生成的,其反应式为: Ca(HCO3)2→CaCO3↓+C02↑+H2O(1)
周本省[18]引通过对冷却塔中充分曝气条件的模拟提出了阻垢剂评定的标准方法——鼓泡法。其基本原理为,以含有碳酸氢钙的水和水处理药剂制成试液,为了模拟冷却水在换热器中受热和在冷却塔中曝气两个过程,升高温度并向试液中鼓入一定流量的空气,以带走其中的二氧化碳,使反应(1)的平衡向右侧移动,促使碳酸氢钙加速分解为碳酸钙,试液迅速达到其自然平衡pH,然后测定试液中钙离子的稳定浓度,钙离子浓度越大,则该处理药剂的阻垢性能越好。
相对于静态阻垢法,鼓泡法具有操作简单、耗时短、重现性好的优点。鼓泡法在原则上是可行和可信的,但在实际应用中,由于某些步骤的操作条件控制不严格,使测定结果常发生不同程度的偏差,实验结果失去应有的意义,从而影响了该方法的应用。
王风云[19]等在大量实验基础上,找出了解决问题的方法并对测定装置进行了改进,使测定结果更稳定可靠、操作更简便。但鼓泡法也只适用于阻垢剂的初选,不适用于评价低剂量阻垢剂的阻垢性能。
(5)极限碳酸盐硬度
利用蒸发浓缩实验,可确定特定水样的极限碳酸盐硬度。阻垢剂的存在提高了极限碳酸盐硬度。根据使用不同阻垢剂时极限碳酸盐硬度的不同,可以评定阻垢剂的性能[20222]。极限碳酸盐硬度较静态阻垢法实验准确、可靠、能提供更多有价值的数据;较动态模拟实验简便而准确,不需复杂的设备,具有较高的实用价值,特别是在拟订阻垢配方时的阻垢剂筛选阶段。
过去对于蒸发浓缩终点判断,没有全面而确切的定论。王永仪等[23]通过对晶体生长过程的分析与实验验证,提出了蒸发法评定阻垢剂性能时浓缩终点的判断指标:即随着浓缩过程的进行,以总碱度计浓缩倍数停止升高或降低,就认为己达到浓缩终点,此时的碳酸盐硬度即为该阻垢剂的所能维持的极限碳酸盐硬度。
(6)浊度测定法[13]
在一定硬度和碱度的水中,在较高温度和强烈搅拌下滴加氢氧化钠溶液,pH值开始随N aO H 的加入而升高;到达临界pH值时,有大量晶体析出,使浊度升高。因此可利用此原理来设计结垢仪,在这种结垢仪中装有光电计来检测出沉淀粒子的生成,由沉淀粒子的大小、数量来判断阻垢剂的阻垢效能。
(7)钙离子选择电极电位分析法
水溶液中存在Ca2+、HCO-3、CO2气体及CaCO3的平衡。因此利用钙离子选择电极,通过加入阻垢剂前后电位的变化,来测定溶液中Ca2+浓度的变化以筛选阻垢剂。孟厦兰等[24]在筛选含油污水阻垢剂时采用了“调节离子强度”及“标准加入”的方法和“相同大离子强度下与标准比较”,使实验结果更接近实际情况,并可应用于现场检测。用钙离子选择电极来筛选阻垢剂虽然结果可靠,但比较复杂繁琐。
(8)玻璃电极法
赵志仁等[25]提出了一种利用反应前后H+浓度变化来判定阻垢剂性能的新方法——玻璃电极法。其原理为,以标准贮备液CaC l2、N aHCO3和商品阻垢剂为基础配置Ca(HCO3)的过饱和溶
液,在试液中同时存在沉淀反应和络合反应两个平衡:
沉淀反应:
Ca2++HCO-3=CaCO3十H+(2)络合反应:
Ca2++nL-=CaL(2-n)
n
(3)
式中L为络合剂(阻垢剂),n为络合配位数。对于不含阻垢剂的试液只存在沉淀反应,因此随着反应进行,CaCO3逐渐生成,H+的浓度逐渐增大;而对于加有阻垢剂的试液,两个反应同时存在,由于络合剂与Ca2+作用形成稳定的水溶性络合物,因此其H+浓度增大的幅度随阻垢剂络和作用的增强而减小。Ca2+的变化等于H+的变化,因而可用氢离子浓度的变化来评定阻垢剂的性能。同时为使沉淀反应迅速达到平衡,可加入固体CaCO3作为凝集核,大大缩短时间,使反应迅速、稳定。
利用玻璃电极法评价阻垢剂性能,除可得到与鼓泡法相同的结论,还具有重现性好、操作时间短、操作简便、设备简单、结果可信度高等特点。同时该法适用于低剂量(0～5m g L)阻垢剂,体现了低剂量效应。根据加入阻垢剂前后pH值的位移差也可评定阻垢剂的性能,其原理与玻璃电极法相同,即在某一pH范围内,通过测定加入阻垢剂后碳酸氢钙过饱和溶液的起始pH与一定时间后的稳定pH之差,根据差值的变化评定阻垢剂的阻垢性能。但玻璃电极法主要检测阻垢剂与钙离子的螯合能力,它并不能反映阻垢剂的分散作用和晶格扭曲作用的影响,因此不能全面反应阻垢效能。
(9)恒定组分技术
析晶过程的动力学研究系统可移植用来评价阻垢剂的阻垢效果。析晶过程中,溶液各组分相应发生变化。N anco llas[27]创造了恒定组分技术,通过监测pH值的变化,开启自动滴定装置,向工作液中滴加等量的两组补充液(CaC l2与N a2CO3 N aHCO3),使pH值及溶液中其它组分均可恢复到初始值,在实验全过程中保持溶液中各组分不变。滴定液加入到待测溶液中的速度与晶体的生长速率直接有关,从而提供了晶体生长抑制有效性的信息。
通过进行一系列加入不同阻垢剂的晶体生长实验,可以描述阻垢剂不同浓度与相应效果之间的关系。
这一技术因其灵敏度高、重复性强的特点被广泛用来研究阻垢剂,并被公认为评定阻垢剂阻垢效果、揭示阻垢剂阻垢机理的有效快捷的手段[27229]。方建等[30]根据恒定组分技术建立了基于单一电导率监测,保持碳酸钙溶液析晶过程中溶液各组分浓度恒定的“恒定组分”实验技术,向溶液中滴加Ca(HCO3)2与Ca(O H)2,根据所加溶液体积与时间的图形,研究不同阻垢剂的阻垢性能。发现不同的阻垢剂或者相同阻垢剂不同剂量所起到的阻垢效果反映在“抑制平台”的长短上。平台期过后,晶体的生长与不加阻垢剂的实验无明显区别。实验图形反映恒定组分系统具有较高的灵敏度和重复性,并认为平台的长短反映了阻垢效果,可作为评价阻垢剂的效能指标。
上述的常用阻垢剂阻垢性能的评定方法,除动态阻垢法外,测定的均为阻垢剂抑制成垢盐类在溶液中的析出程度。应该强调,结垢造成的危害主要是沉积在管壁上的垢,当水中有较高的晶体析出量时,如果并不沉积和粘附在传热表面上,也就不会造成很大的危害。溶液中抑制结垢效果好的阻垢剂并不一定在管壁上抑制效果也好,因此上述方法只能作为阻垢剂的初选,还需进一步测定对传热面的阻垢效果。
(10)电化学方法评定阻垢性能
阻垢剂对金属传热面的阻垢效果评定,过去只有动态法,这种方法可靠,但操作过于复杂。N eville和M o rizo t[31]提出了一种评定阻垢剂在金属表面阻垢效果的电化学方法,通过与溶液中阻垢效果的测定比较,指出阻垢剂在溶液中和传热面上的阻垢效果是不同的,证实了H arris& M arshall[32]的成垢模型和实际之间有差别的结论,应将更多的精力放到传热面上的成垢动力学上[33]。
这种电化学方法利用了溶解氧在电极表面进行的阴极还原反应,其反应电流与电极面积有关。当电极表面部分结垢时,阴极反应的活性面积减小,引起氧还原反应电流下降。通过测定阻垢剂存在前后氧还原反应电流的变化,即可获得阻垢剂
对电极表面活性面积的影响,以此表征阻垢剂的阻垢效果。
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收稿日期:2002212230
作者简介:程云章(19264),男,工程师,博士,主要从事环境工程及医药装备方面的研究和管理工作。
反渗透阻垢剂阻垢性能评价
反渗透阻垢剂阻垢性能评价 1前言 在反渗透脱盐技术不断应用到工业化生产的过程中，由于水源的限制、工艺流程设计的缺陷及水处理化学添加剂的盲目选择，致使反渗透系统出现了各种各样的污染结垢问题，严重降低了反渗透设备的使用率及使用效果．其中由于使用不兼容的反渗透阻垢剂而造成的结垢情况越来越严重，筛选与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。作者通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，选择最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。 反渗透技术是目前水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一。在设计及使用过程中被越来越多地应用到工业化生产中，不同用户的水源情况及用水要求等条件的差异化，形成了不同工艺流程的反渗透水处理系统，如果工艺设计不完善或者操作不当以及化学添加剂与水源不兼容等情况发生时，往往会导致反渗透系统出现产水量及产水品质的下降．严重时会导致反渗透系统中的主要元件——反渗透膜元件提前报废，因此对反渗透膜元件的保护在整个系统设计及运行过程中尤其重要。反渗透工艺属于物理脱盐技术，原理为利用自然条件下渗透的现象，给原水一定压力(大于渗透压)，通过一种由高分子有机材质制成的具有选择性透过的半透膜，使水分子和原水中不溶性物质及大部分盐类分离，盐类及不溶性物质会随着淡水的透过而在进水／浓水通道中浓缩，随着浓缩倍数的增加，一些难溶盐类会趋于结垢，为了防止这种结垢发生，在反渗透的进水中往往添加一种阻垢分散剂，抑制垢类的生成。而如何选择与水源兼容且阻垢效果好的阻垢剂成为使用者在选择阻垢剂过程中的一个难题。通过电导率快速评测法对几种不同品牌的阻垢剂进行试验，在一定硬度情况下，评价不同阻垢剂在同样剂量下的阻垢效果或者同类阻垢剂在不同加药量下的阻垢效果，本方法适用于中等硬度以下的水源。通过阻垢效果来筛选最经济、适合的阻垢剂和阻垢剂投加量。评估的阻垢剂为：国产品牌A(MW系列，聚羧酸盐系列)；进口品牌B(标准液，聚丙烯酸盐系列)；进口品牌C(8倍浓缩液，无机磷系列)；进口品牌D(4倍浓缩液，无机磷系列)；进口品牌E(标准液，有机磷系列)。通过对上述5种品牌的反渗透阻垢剂进行试验分析，探讨了国内外不同品牌的阻垢剂阻垢性能的差异。 2试验原理及方法 2．1 试验原理 测定溶液的电导率可以间接地表示水中溶解盐类物质的多少，当溶液中有盐类沉淀析出时，溶液中可导电的离子减少，其电导率会急剧下降，由此下降点即可计算出碳酸钙的过饱和度。过饱和度越大，阻垢剂阻垢效果越好。 2．2试验仪器及试剂 数字式电导率仪，磁力加热搅拌器，温度计，烧杯，滴定管，恒温水浴。 1 mol／L氯化钙溶液，0．1mol／L碳酸钠溶液，0．1mol／L硫酸，阻垢剂A、B、C、D、E。 2．3试验方法
阻垢剂成分 2
EDTMPS用于循环水和锅炉水的缓蚀阻垢剂、无氰电镀的络合剂、纺织印染行业螯合剂和氧漂稳定剂。 技术指标 项目 指标 外观 黄棕色透明液体 活性组分（以EDTMPS计）% ≥ 28.0 有机膦（以PO4 计）% ≥ 10.0 亚磷酸（以PO3计）% ≤ 5.0 磷酸（以PO4计）% ≤ 1.0 PH值（1%水溶液） 9.5-10.5 密度（20℃）g/cm ≥ 1.25 氯化物（以Cl计）% ≤ 3.0 在循环冷却水中单独投加时，一般剂量2～10mg/L。EDTMPS与HPMA按1:3比例复配后，可用于低压锅炉炉内水处理。EDTMPS也可与BTA、PAAS、锌盐等复配使用。 EDTMPS用塑料桶包装, 每桶25kg或根据用户需要确定。贮于室内阴凉处，贮存期六个月。EDTMPS为弱碱性，操作时注意劳动保护，应避免与皮肤、眼睛等接触，接触后应立即用大量清水阻垢缓蚀剂 编辑 阻垢缓蚀剂是由有机膦、优良共聚物及铜缓蚀剂等组成，对碳钢、铜及铜合金都具有优良缓蚀性能，对碳酸钙、磷酸钙有卓越的阻垢分散性能。本品主要用于敞开式循环冷却水处理系统，对含铜设备的系统特别适合。本品可用于高pH、高碱度、高硬度的水质，是目前较理想的不调pH碱性运行的水处理剂之一。 目录 1分类 ?氨基三甲叉膦酸ATMP ?羟基乙叉二膦酸HEDP ?乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS ?DTPMPA ?多元醇磷酸酯PAPE 2常见配方 1分类 编辑 阻垢缓蚀剂种类繁多，通常是一些结构特别化合物的复配，且要根据金属表面状况、腐蚀介
质组成及运行情况等因素进行种类选择。在水处理中常用的阻垢剂有无机聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。 阻垢缓蚀剂的类别有很多，兼具缓蚀与阻垢功能的产品主要有： 有机磷类阻垢缓蚀剂：如ATMP、HEDP、DTPMPA、EDTMPS、HPAA等； 另外少量的聚合物也含有一定的阻垢缓蚀功能，如膦酰基羧酸共聚物、绿色阻垢缓蚀剂PESA、PASP等。 阻垢缓蚀剂主要应用于工业循环水系统如电厂、钢铁厂、化肥厂、油田注水系统等等。一般的终端用户使用单一药剂作为阻垢缓蚀剂的不多，要根据系统情况设定方案，投加专用的缓蚀阻垢剂。 另外还有很多专用的缓蚀剂，如MBT(铜缓蚀剂）、BTA、TTA、以及盐酸酸洗缓蚀剂等。氨基三甲叉膦酸A TMP ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。 缓蚀阻垢剂 ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。A TMP 用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。A TMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。 羟基乙叉二膦酸HEDP HEDP是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。HEDP在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机磷酸（盐）好。HEDP可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而HEDP具较好的阻垢效果并具明显的溶限效应，当和其它水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。HEDP固体属于高纯产品，适用于冬季严寒地区；特别适用于电子行业的清洗剂和日用化学品添加剂。 HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀；HEDP在轻纺工业中，可以作金属和非金属的清洗剂，漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂，无氰电镀工业的络合剂。HEDP作阻垢剂一般使用浓度1~10mg/L，作缓蚀剂一般使用浓度10~50mg/L；作清洗剂一般使用浓度1000~2000mg/L；通常与聚羧酸型阻垢分散剂配合使用。 HEDP液体用塑料桶包装，每桶30Kg或250Kg；HEDP固体用内衬聚乙烯袋的塑料编织袋包装，每袋净重25kg，也可根据用户需要确定。贮于室内阴凉通风处，防潮，贮存期十个月。 HEDP为酸性，应避免与眼睛、皮肤接触，一旦溅到身上，应立即用大量水冲洗。 乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS Ethylene Diamine Tetra (Methylene Phosphonic Acid) Sodium 别名：乙二胺四亚甲基膦酸钠、乙二胺四亚甲基磷酸、乙二胺四甲叉磷酸 CAS No. 1429-50-1
无磷阻垢剂的合成及其性能评价
Vol.28No.4 Apr.2012 赤峰学院学报（自然科学版）Journal of Chifeng University （Natural Science Edition ）第28卷第4期（下） 2012年4月结垢是油田产出水过程中遇到的常见问题之一.目前，预防结垢最常用的方法之一是投加阻垢剂.阻垢剂作为油田高含水期广泛使用的水处理剂，具有低成本，见效快等优点，还可以有效的保护油井井筒及地面集输系统.含磷阻垢剂的阻垢效果比较好，尤其是对碳酸钙的阻垢效果极佳，是近年来国内外油田主要使用的阻垢剂产品.但是，磷的排放会给环境带来很大的危害，阻垢剂投入使用后，其水解所产生的磷化合物会造成水体的富营养化，使菌藻等水体植物大量繁殖，形成赤潮，导致水生生物死亡，饮用水水源恶化.给人类环境带来不可忽视的危害.随着人类对环境重视程度的提高、水资源的保护和节约力度的加大，以及环保法规的日益严格，低磷、无磷阻垢剂的开发已成为国内外水处理剂研制方面的热点课题. 本文在不引入磷的条件下，根据阻垢剂结构与性能的关系，用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2—丙烯酰胺—2—甲基丙磺酸、丙烯酰胺为原料，在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.1无磷阻垢剂的合成 1.1 实验试剂 顺丁烯二酸酐（分析纯）；丙烯酰胺（工业级）； 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（工业级）；烯丙基磺酸钠（工业级）；丙烯酸（工业级）；双氧水（分析纯）；过硫酸钾（分析纯）.1.2实验仪器及装置 85—2型恒温磁力搅拌器；电接点温度计；三 口烧瓶；恒压漏斗；冷凝管；移液管；FA1004上皿电子天平（0.1mg ）.1.3 阻垢剂的合成方法 将配有温度计、 恒压滴液漏斗和回流装置的三口烧瓶固定在恒温磁力搅拌器上，在三口瓶中加入一定比例的蒸馏水、顺丁烯二酸酐和磺酸类单体，待所有固体完全溶解后加入丙烯酸.在该聚合体系升至一定温度后，在搅拌的条件下开启恒压滴液漏斗滴加引发剂，进行共聚反应.根据烧瓶中溶液的多少来调节滴加引发剂的速度.使引发剂的滴加时间在1h 左右.引发剂滴加完毕后， 在该温度下继续搅拌一定时间，使聚合反应完全.待反应结束后，冷却至室温，产物为淡黄色或无色的液体.2阻垢剂阻垢性能的评价 2.1 阻垢剂加量 评价条件：温度： 70℃，溶液：7，阻垢时间：5h ，阻垢结果如图1. 根据图1的结果可知，要达到理想的阻垢效果，阻垢剂加量应达到一定值.图1显示，当其加量为25mg/L 时， 阻垢剂的阻垢率已经达到90%以上，在达到一定浓度后，阻垢率趋于平稳，其阻垢性能 无磷阻垢剂的合成及其性能评价 冷曼希,冉 飞 （西南石油大学，四川 南充637001） 摘要：针对油田生产过程中含磷阻垢剂的添加对环境的危害，本文以顺丁烯二酸酐、丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、 丙烯酰胺为原料，在过氧化氢引发剂引发聚合反应的条件下合成了一种无磷且对油田常见垢盐有良好阻垢性能的阻垢剂.并考察了阻垢剂加量、温度、防垢时间、体系pH 值及成垢离子浓度对防垢性能的影响.结果表明，在80℃下，防垢时间为15h 时防垢率在90%以上， 100℃下防垢率仍可达85%以上. 关键词：阻垢剂；无磷；阻垢性能；性能评价中图分类号：TQ085+412 文献标识码：A 文章编号：1673-260X （2012）04-0206-02 206--
阻垢缓蚀剂有效成分含量的检测
阻垢缓蚀剂有效成分含量的检测 一、试样的制备 1、旧阻垢缓蚀剂 从所取旧阻垢缓蚀剂（不得少于500ml）中用移液管吸取5mL（即为5g），置于内装100mL水的烧杯中稀释，然后全部移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 2、新阻垢缓蚀剂 从所取新阻垢缓蚀剂（不得少于500ml）中用移液管吸取5mL（即为5g），置于内装100mL水的烧杯中稀释，然后全部移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。 二、平均腐蚀速率检测步骤 1、选用和现场相一致的钢材（如A3、N80）加工的挂片，记录挂片的长、宽、高（如没有数据，要自己测量）。 2、使用挂片前先用石油醚脱脂，用棉签或者是镊子夹着脱脂棉清洗，之后同样的方法再用无水乙醇清洗，取出后用滤纸擦干包住放入干燥器中4小时后称重（整个操作过程不能用手接触挂片，要用镊子夹住）。 3、取水样于腐蚀测定的瓶中，水样的上方不要留有空气，挂片是用绳子悬挂，挂片的位置要不能接触容器，（整个操作过程不能用手接触挂片，要用镊子夹住）不能暴露于空气中（完全在水中），做好了之后盖上盖子，用胶带固定盖子，放入烘箱中，保存10-15天。 4、实验后挂片处理，将取出的挂片用滤纸擦去油污，用丙酮洗油，之后放入10%柠檬酸三铵清洗液中浸泡，用棉签轻轻擦洗（保证挂片
上的锈和污垢都擦洗干净）。挂片洗净后用蒸馏水冲洗，再用无水乙醇脱水，并用滤纸擦干，放入干燥器中4小时后称重。 计算方法: ρ ???-=t S m m F 3650)(21 (4-3) 式中：F ——平均腐蚀速率，mm/a ； m 1——试验前挂片质量，g ； m 2——试验后挂片质量，g ； S ——试片表面积，cm 2； t ——挂片时间，d ； ρ——试片材质密度，g/cm 3。 S=2（长?宽+长?高+宽?高） 三、实验步骤 1、测量旧阻垢缓蚀剂、新阻垢缓蚀剂的密度； 2、取待测水样3000ml 待用； 3、取待测水样500ml ，直接测定平均腐蚀速率，记为F 1; 4、取待测水样1000ml ，按正常加药比例（60mg/L ）添加一定量的旧阻垢缓蚀剂（V 1），用玻璃棒搅拌均匀，静置30min 后，测定平均腐 蚀速率，记为F 2； 5、取待测水样1000ml ，按正常加药比例（60mg/L ）添加一定量的新阻垢缓蚀剂（V 2，V 2=V 1），用玻璃棒搅拌均匀，静置30min 后，测定 平均腐蚀速率，记为F 3； 四、计算
阻垢剂的几种简介
阻垢剂 一、ZG系列阻垢剂 1、产品简介 锅炉、加热炉、内燃机水箱等以水为冷却介质的循环系统都存在结垢问题。水垢的产生不仅降低设备的导热系数、浪费能源，而且会因水垢破裂使水与高温铁壁接触急剧产生大量水蒸气，引起爆炸。大量的水垢还会堵死盘管和管道，造成设备报废。ZG系列阻垢剂其中的多聚磷酸盐能与水中的成垢离子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的产生，从而达到防垢的目的。 2、技术指标： 3、性能特点： (1)、ZG-930和ZG-108对CaCO 3、CaSO 4 均有很好的阻垢效果，两者同时使 用效果更佳。 (2)、ZG-558对CaCO 3、CaSO 4 均很较好的阻垢效果，对BaSO 4 垢的阻垢效果 更好。 (3)、ZG 阻垢剂对已形成的垢有松软、剥落的作用。 4、使用方法： (1)、使用浓度一般按35-40mg/L投加。 (2)、配制用量由如下式决定： W=CV×10-3 W：每天加入药品量(kg/d) C：使用浓度(mg/L) V：每天处理水量(m3/d) 对采油集输系统而言，油水混输其用量由下式决定：
W=CV=CV ×10-3 ：毛油日产量(m3/d) V C：使用浓度(mg/L) 5、包装贮存 采用25L、50L塑料桶包装。贮存于阴凉干燥处。有效期二年。 二、RX系列缓蚀阻垢剂 本剂是由高分子聚合物复配而成，能有效阻止油田注水、采出水中的钙、镁、铁等离子的结垢，防止结垢物腐蚀、堵塞黑色金属管道、设备，确保生产正常运行。 1、原理： （１）络合：该剂所具有的成分能与水中的二价以上阳离子形成络合作用，使其保持在水中。 （２）分散：该剂把已经形成或者即将形成的成垢结晶分子分散于水体不致沉淀。 2、性状： 外观：黄色或橙色均质液体 密度：≥1.00（g/cm3 20℃） PH：≥2.0 水溶性：易与水混溶 凝固点：≤0℃ 气味：几乎无任何气味 毒性：无毒或毒性很低，因为是高分子水溶液，无明显的有害成分（生物类小剂量使用未见病理反应），未列入危险性化学品。 环境危害：本品有增加水体含磷之虞，大部分活性成分能降解燃爆性：不燃不爆。 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水及清水彻底冲洗皮肤,或用专用洗涤剂清洗。 眼睛接触：立即翻开上下眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15min，严重者就医治疗。 防垢效果
钡锶阻垢剂作用机理介绍
钡锶阻垢剂作用机理介绍 钡锶阻垢剂作用机理可分为鳌合、分散和晶格畸变三步。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。 鳌合作用 由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为鳌合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如ca2+，Mg2+等)与鳌合剂作用生成稳定的鳌合物，从而阻止其与成垢阴离子(如co32一，5042一，Po4，一和51032一等)的接触，使得成垢的几率大大下降。 分散作用 分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与鳌合作用相比，分散作用是高效的。实验表明，1 mg分散剂可使10
一100 mg的成垢粒子稳定存在于循环水中，在中高硬度水中，钡锶阻垢剂的分散功能起主要作用。 1.3晶格畸变作用 当系统的硬度、碱度较高，所投人的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候，它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在，垢的生长将服从晶体生长的一般规律，所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在，由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围，阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列，从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。 根据钡锶阻垢剂的作用机理，钡锶阻垢剂常被用在锅炉水处理、循环水处理等行业中。
污水阻垢剂的作用及种类
污水阻垢剂的作用及种类 1、阻垢剂的作用机理是什么? 缓蚀阻垢剂的作用机理分为: 络和增溶作用、晶格畸变作用、静电斥力作用。 `络和增溶作用 `络和增溶作用是共聚物溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。 `晶格畸变作用 `晶格畸变作用是由分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成; `静电斥力作用 `静电斥力作用是共聚物溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。 `2、阻垢剂的种类有哪些? `在水处理中常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机膦酸、膦羧酸、有机膦酸脂、聚羧酸等。 `聚磷酸盐 `常用聚磷酸有三聚磷酸钠和六偏磷酸钠，在水中生成长链阴离子容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上，同是这种阴离子易于和CO32-置换，从而防止了碳酸钙的析出。 `有机膦酸类阻垢剂 `常用的有ATMP、HEDP、EDTMPS、DTPMPA、PBTCA、BHMT等。对抑制碳酸钙、水合氧化铁或硫酸钙的析出或沉淀有很好的效果。 `有机膦酸酯 `有机膦酸酯抑制硫酸钙垢的效果较好，但抑制碳酸钙垢的效果较差。其毒性低，易水解。`聚羧酸类阻垢分散剂 `聚羧酸类化合物对碳酸钙水垢有良好的阻垢作用，用量也极少。常用的有聚丙烯酸PAA、水解马来酸酐HPMA、AA/AMPS、多元共聚物等。 `主要用于各行业的水冷器、油冷器、凝汽器、空冷器、蒸发器、暖气片、反应釜、吸收塔、贮罐、管道等设备的防腐及阻垢。 `3、水处理药剂的分类 `缓蚀剂 `一类以适当浓度和形式投加在水中后，可以防止或减缓水对金属材料或设备腐蚀的化学品，具有效果好、用量少、使用方便等特点。 `缓蚀剂的类别和品种很多，按其化合物的种类，可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。按其抑制的反应是阳极反应、阴极反应或两者兼而有之，可分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂或混合型缓蚀剂。缓蚀剂还可以按照在金属表面形成保护膜的机理而分成钝化膜型、沉淀膜型和吸附膜型等。目前，在水处理中常用的钝化膜型缓蚀剂如铬酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐等;常用的沉淀膜型缓蚀剂有聚合磷酸盐、锌盐等;常用的吸附膜型缓蚀剂如有机胺等。 `阻垢剂 `又称防垢剂，指一类能抑制水中钙、镁等成垢盐类形成水垢的化学品。有天然阻垢剂如单宁、木质素衍生物等;无机阻垢剂如六偏磷酸钠、三聚磷酸钠等;有机、高分子类阻垢剂，其中以高分子类阻垢剂效果最好，具有发展前途。在水处理中应用较多的有机、高分子类阻垢剂有两类：①有机膦酸类如 EDTMP(乙二胺四亚甲基膦酸)、HEDP(羟基次乙基二膦酸)等;②聚羧酸，如聚丙烯酸盐、水解聚马来酸酐等。这两类阻垢剂的阻垢作用,通常是通过晶格畸变，以及分散-凝聚作用而实现的，在油田水、锅炉水以及工业冷却水等系统应用较广。
水处理之水质分析及药剂评价方法(3)
3水质分析及药剂评价方法 3.1 污水水质分析 各种离子、矿化度等根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY5523-92《油气田水分析方法》、SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》及国家环保局颁布的《水和废水监测分析方法（第三版）》规定的内容方法进行测定。 3.2 腐蚀率测定方法 3.2.1 原理 将试片悬挂在注水系统中，在正常生产条件下，3d 后取出，根据试验前后试片的损失量计算平均腐蚀速率。 3.2.2 实验后试片的处理 将试片取出，用滤纸轻轻擦去油污。用丙酮洗油后放置于清洗液中1～5min （清洗时用毛刷轻轻刷洗），试片清洗后用蒸馏随冲洗，再用乙醇脱水并用滤纸擦干表面，将其存放于干燥器中4h 后称量。 3.2.3 计算结果 平均腐蚀速率按下式计算： ρ f hf qf st m m F 3650 )(?-= 式中：F －平均腐蚀速率，mm/a ； m qf 、m hf —试验前、后试片质量，m ； S —试片表面积，cm 2； t f —挂片时间，d ； ρ—试片材质密度，g/cm 3。 3.3 缓蚀剂评价方法 缓蚀剂的测试评价主要在各种条件下，对金属在腐蚀介质中，有无缓蚀剂时的腐蚀速率，从而测定缓蚀效率、最佳添加量和最佳使用条件。 缓蚀剂的性能可以通过缓蚀率η表征。缓蚀率越大，缓蚀性能越好。
%1000 1 0???-?= m m m η 式中：η—缓蚀率（％）； Δm0—空白试验（无缓蚀剂）中试片的质量损失，g ； Δm1—加药试验（有缓蚀剂）中试片的质量损失，g ； 注水水质标准规定，注入水的平均腐蚀速率应不大于0.076mm/a 。所以，在油田注水系统，通常使用腐蚀速率来评价缓蚀剂的优劣。 平均（均匀）腐蚀速率的计算公式如下： ρ ??-??= t S m m r corr 114) (1076.8 式中：r coor —平均（均匀）腐蚀速率，mm/a ； m —试验前的试片质量，g ； m 1—试验后的试片质量，g ； S 1—试片的总面积，cm2； ρ—试片材料的密度，g/cm3； t —试验时间，h 。 本文对缓蚀剂性能评价采用常压静态腐蚀速率测定方法。 3.4 水型分析 污水水型分析采用苏林分类法。 3.4.1 方法提要 化学法所测油气水各组成以毫摩尔／升（mmol/L ）为单位，计算原生水型特性参数，判别油气田水的水型。 3.4.2水型判别 油气田水水型与原生水型特性系数的关系见表2.5。 表2.5 油气田水水型与原生水型特性系数的关系
循环水中各种缓蚀阻垢剂的用量及配方
1)聚磷酸盐(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠)阻垢剂。使用时加入水中浓度为0.5～10ppm，适合于低压锅炉。 . z- M g; T% d: ^ ①六偏磷酸钠(NaPO3)6，由磷酸二氢钠脱水经高温(600～650℃)处理后，急剧冷却而制得。- H5 c4 z4 R4 j: ]: p, I; F6 D ②三聚磷酸钠，即三磷酸钠(Na5P3O10)，由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠充分混合，加热脱水，再高温熔融而成。' a+ f& h- X6 Q) \0 ~ (2)膦酸盐阻垢剂! B- @: D8 }4 w5 E- ^7 {' S 常用的药剂有以下几种：( h% Z/ W8 T/ w; F$ H C* _ ①羟基乙叉二膦酸，结构式为： " y8 U; N1 }6 g% |( @$ R) t3 Q 别名为HEDP，含量为50%，为**透明粘稠液体，显强酸性(pH=2～3)，具腐性。羟基乙叉二膦酸多由三氯化磷与醋酸等原料制成，其合成反应如下：' r# `) X8 W7 A' ]$ X 【用途】HEDP为阴极型缓蚀剂。在水溶液中，HEDP可解离成5个正、负离子，可与金属离子形成六员环螯合物，尤其是与钙离子可以形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较佳。 / L6 @) _0 s) K* l( _( D HEDP与其它缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效应，可提高药效。例如与铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚丙烯酸盐、锌盐等配合使用，多用于锅炉水处理、冷却水的处理，使用量一般低于1～3ppm，适用于低、中压锅炉用水的处理。. m& @9 g9 f% Z* `9 a: K0 W$ h ②乙二胺四甲叉四膦酸，其结构式为： ; i" ^" L3 E3 ]7 p- U 别名为EDTMP，其钠盐为棕**透明粘稠液体，含量为28%～30%，pH=9～10。EDTMP多由甲醛、乙二胺、三氯化磷为原料制成。其合成反应如下：6 U, ~) ^' A# B M 【用途】EDTMP为有机多元膦酸阴极缓蚀剂。在水中，EDTMP能解离成8个正、负离子，可以和两个或多个金属离子螯合，形成两个或多个立体结构大分子粘状络合物，松散地分散于水中，使钙垢的正常结晶破坏，减少垢的形成。EDIMP多用于锅炉水的阻垢。加入水中浓度为1ppm，适用于中、低压锅炉。 / ?# e# ^/ r: A) k ③氨基三甲叉膦酸，其结构式为：+ ]+ x( F5 M4 L: z1 t, m 别名为ATMP，含量为50%，为淡**液体。本品多由三氯化磷、铵盐、甲醛等原料反应制得，其反应原理为： 2 Z& a$ `# H+ t X; M( Y 3 y N PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl ) {" r$ L* Z I. A3 | 3H3PO3+NH4Cl+HCHO→ATMP+CO2+3H2O 7 ~' Y2 a. x! X6 [ 【用途】ATMP为阴型缓蚀剂。在水溶液中ATMP经解离成六个正离子和六个负离子，能与水中Caサ，Mgサ形成多元螯合物。这个大分子螯合物以松散的方式分散于水中，使钙、镁等垢的正常结构遭到破坏，所以ATMP有阻垢效果。多用于锅炉用水，印染用水、油田注水的防垢，一般用量为3～10ppm。 8 U, v9 V* Q& b, d0 @$ R) g(3)氨基化合物阻垢剂6 G3 n6 y4 U) g 常用的药剂有： ' j0 o- E5 V) t: e v# y5 y& b3 x- B" d9 [* l ①二乙撑三胺，其结构式： 7 F- c- c8 ], D, ?3 `4 b% `% d H2N(CH2)2NH(CH2)2NH2 8 f, Z8 `( t2 P ②三乙撑四胺，其结构式：: r9 g4 T1 t1 ]& b* J; T1 {, M 2 j& E# s6 \4 |( x. _ H2N(CH2)2NH(CH2)2NH(CH2)NH20 y* e- @1 q! c, A8 ^: w+ X ③四乙撑五胺，其结构式： % e0 o/ J/ [" q3 k0 F% R: O0 }6
水处理中阻垢剂的作用机理及区别
水处理中阻垢剂的作用机理及区别 什么是阻垢剂？ 阻垢剂（Scale Inhibitor），是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能的一类药剂。 阻垢剂作用机理 螯合作用：中低硬度水中，起重要作用的是阻垢剂的螯合作用。 分散作用：中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。 晶格畸变作用：阻止成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列。 常用阻垢剂分类 1、有机膦系列阻垢剂 具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。 2、有机膦盐系列阻垢剂 是有机膦系列阻垢剂的中性钠盐，可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。适用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。对于其他一些添加剂也有很好的相容性，特别适用于中性到酸性配方，无氨味产生氧化物。 3、聚羧酸类阻垢分散剂 无毒，易溶于水，可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，从而达到阻垢目的。4、复合阻垢剂 由有机膦酸和聚羧酸等高聚物组成的复合品，具有很高的缓蚀和阻垢性能，其耐温性特别好，可有效地应用于低压锅炉的炉内水处理。 5、RO阻垢剂 适用于反渗透系统及纳滤和超滤系统，可防止膜面结垢，能提高产水量和产水质量，降低运行费用。 如何正确选择和使用反渗透阻垢剂 反渗透阻垢剂的主要成分有哪些？
反渗透阻垢剂主要包括一些天然分散剂、膦酸、膦羧酸及膦磺酸和高分子聚合物等，而目前使用的绝大多数阻垢分散剂是高分子聚合物。它们能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶无机盐的沉积、结垢。 反渗透阻垢剂和循环水阻垢剂的区别？ 由于二者所面临情况的不同，对于二者的要求是有差别的： 循环水的运行环境要求长效，耐菌，可以使用大量的聚合物分散剂，提供对悬浮物的分散作用来增加阻垢效果，循环水系统体积大，露天运行，对于药剂的纯度要求不高。 反渗透阻垢剂由于作用时间短，要求阻垢剂快速与结垢离子作用，所以要求快速高效；另外由于膜内部通道狭窄，如果采用聚合物分散剂会引起更大的问题；同时阻垢剂过程是在膜表面的浓缩过程，如果杂质含量高也会影响系统的稳定运行。 阻垢剂的浓度高的显著的优点是可以降低运输费用。 对于单一剂型的阻垢剂，浓度越高其稳定的区间就越狭小，对于复配型的阻垢剂，由于各单剂的稳定区间不同，要提高产品的浓度困难就更大。 另外阻垢剂的浓度的越高，其在存放过程中产生变化的速度就会加快，其杂质的含量也就随之增加。 怎样计算反渗透阻垢剂的加药量？ 反渗透阻垢剂的推荐浓度一般为3-6ppm，即反渗透设备每进水1吨需要添加3-6g的阻垢剂。 月用量的计算：W=Q×S×H×30/1000，式中：W为月用量（Kg）； Q为反渗透设备的进水流量（m3/h）；S为投加浓度（3-6ppm，即g/吨），H为反渗透设备的工作时间（小时）； 1000为g与Kg的换算量。 反渗透阻垢剂一般添加在反渗透系统的保安过滤器，即精密过滤器之前（通过滤芯，使投入的阻垢剂能很好的与原水混合），通过计量泵投加在反渗透设备的管道之中。可以直接使用原液也可稀释后再使用，稀释倍数不得超过10倍，即浓度不得低于10%。
阻垢剂配方
马来酸酐阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:36 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:19次 ] 配方1 制备先将聚马来酸酐与碳酸钠混合反应一段进间后，再加入乙二胺四甲叉膦酸钠即成。 配方2 制备先将聚马来酸酐和六偏磷酸钠中加少量水混合反应一段时间扣，再加入锌盐和羟基乙叉二膦酸盐，混匀后即成。 说明本剂能有效地抑制钙垢的形成和沉积，还具有缓蚀作用，适用一般冷却水、锅炉水系统，如蒸汽机用水中，还可用于油田输水管线和脱水器放水管线的防垢。 配方3 说明上述组分加到1t水中，阻垢率达93.35%。该剂价格便宜原料易得，且水污染环境。
HEDPA阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:38 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:29次 ] 配方1 配方2 说明本剂对消垢，防腐和防黏泥的效果较好。羟基乙叉二膦酸钠盐是一种优良的分散剂，起到阻止或延缓沉积于循环冷却水中使用浓度为20mg/L。本剂可与缓蚀剂六偏酸钠配合使用，运行的PH值调控范围不同，循环水操作可和碱化法。 丙烯酸钠阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:41 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:33次 ]
配方1 说明聚丙烯酸相对分子质量为1～34，使用介质PH=8～9聚丙烯酸钠可以和水中组成硬度的盐类形成一种多孔、疏松，并能随同冷却水充动的螯俣物，它具有防止铁的氧化物、黏土之类的污垢附于换热器表面的作用。能使铜材质的设备不腐蚀，且又有良好的消垢作用。 配方2 说明低相对分子质量聚丙烯酸是一种阴离子聚电解质，在水中两个羟基能络合一个Ca2+，从而阻止CaCO3晶体的增长，虹能使己成的水垢松软消散，使沉积物不附于管壁耐水中呈分散相。 此产品主要用于循环冷却的阻垢，使用浓度为30mg/L，循环水的PH值控制在8～8.5。 缓蚀阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:47 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:19次 ]
阻垢剂原理介绍
阻垢剂原理介绍 阻垢剂原理其实也可以称为作用机理，是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。下面小编带大家去了解下阻垢剂原理。 从作用机理上来讲，阻垢剂的作用螯合增溶作用、凝聚与分散作用、静电斥力作用、晶体畸变作用四部分。且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。 螯合作用 由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为螯合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如ca2+，Mg2+等)与螯合剂作用生成稳定的螯合物，从而阻止其与成垢阴离子(如CO32-，SO42-，PO43-，和SiO32-等)的接触，使得成垢的几率大大下降。螯合作用是按化学计量进行的，如1个EDTA分子鳌合1个二价金属离子。 螯合剂的鳌合能力可用钙螯合值来表示。通常商品水处理剂的螯合能力(以下各药剂活性组分质量分数均为50%，螯合能力以CaCO3计):氨基三亚甲基膦酸(ATMP)—300mg/g;二乙烯三氨五亚甲基膦酸(DTPMP)—450mg/g;乙二胺四乙酸(EDTA)—15om岁g;羟基亚乙基二膦酸(HEDP)—45om扩g。折合算来，1mg螯合剂只能螯合不足0.5mgCaCO3垢。若需将总硬为smm0FL的钙镁离子稳定在循环水系统中，所需的螯合剂为l000m/L，这种投加量在经济上是无法承受的。由此可见，阻垢剂螯合作用的贡献只是其中很小一部分。但在中低硬度水中，起重要作用的仍是阻垢剂的螯合作用。
分散作用 分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。实验表明，1mg分散剂可使10一100mg 的成垢粒子稳定存在于循环水中，在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。 晶格畸变作用 当系统的硬度、碱度较高，所投入的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候，它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在，垢的生长将服从晶体生长的一般规律，所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在，由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围，阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列，从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。 更多阻垢剂的相关资讯，请持续关注变宝网资讯中心。
有机磷系列阻垢缓蚀剂
氨基三亚甲基膦酸（ＡＴＭＰ） Amino Trimethylene Phosphonic Acid (ATMP) 【CAS】 6419-19-8 别名：氨基三亚甲基膦酸Dequest:2000 分子式N(CH2PO3H2)3C 相对分子质量：299.05 一、性能与用途： ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP 在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果ATMP用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。ATMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。 二、质量指标 三、应用范围使用方法ATMP常与其它有机磷酸、聚羧酸或盐等复配成有机碱性水处理剂，用于各种不同水质条件下的循环冷却水系统。用量以1~20mg/L为佳；作缓蚀剂使用时，用量为20~60mg/L。 四、包装与贮存 ATMP液体用塑料桶包装，每桶30kg或250kg；ATMP固体用内衬聚乙烯袋的塑料编织袋包装，每袋净重25kg，也可根据用户需要确定。贮于室内阴凉通风处，防潮、严防曝晒，贮存期十个月。 羟基亚乙基二膦酸(HEDP) 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid (HEDP) 【CAS】 2809-21-4 别名：羟基亚乙基二膦酸Dequest:2010
缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢性能实验方案
缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢性能 实验方案 1、试验原理 1.1 极限碳酸盐碱度试验原理 补充水在循环过程中不断浓缩，在没有沉淀析出时，循环水的碱度(JD)应于 补充水的碱度(JD)成线性关系，即JD 循=K·JD 补 （K为浓缩倍数）。由于冷却水在浓 缩过程中，水中CO2不断逸去，pH不断上升，导致水中重碳酸盐的平衡破坏，CaCO3晶体从溶液中析出，即出现沉淀析出现象，JD循与JD补之间不再成线性关系，此时对应的JD 循 为极限碳酸盐碱度。 1.2缓蚀性能试验（旋转挂片试验测试腐蚀率） 参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》进行实验。 2、试验水样配置 2.1 水样配置 （1）分别取原水水样和软化水水样若干，然后配制原水：软化水=3:1（水样Ⅰa）水样约40L； （2）从配制好的水样Ⅰa中取2L水样放入2L烧杯中做空白； （3）取5.00克CN-101加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○1，取5.00克CN-101A加入1000ML容量瓶中加水定容成试剂液○2； （4）准确量取25.0L水样Ⅰa于塑料桶中，然后量取试剂液○1○2各25.00ml，加入含有25.0L水样Ⅰa中，配制成含有缓蚀阻垢剂的水样Ⅱa（浓度为5ppm的CN-101和5ppm的CN-101A)备用。
（5）按照下表的分析项目进行分析检测 表1 原水：软水＝3：1 取样日期：2016年8月16号分析日期：2016年8月号 3试验方法 （1）把水样Ⅱa和Ⅱb分别取2000 ml水样放入8个烧杯中并做好标识，然后一起放入45℃旋转挂片仪水浴槽中，设定转速约100转/分钟，自然蒸发至体积为原来体积的1/4-1/5，实验过程中需要取样分析试液中Ca2+、Cl-、PH、电导、Mg2+、总碱度。分析频率在水样浓缩至1/3（浓缩倍数约3倍）开始取样分析，至1/4（浓缩倍数约4倍）后，其中两个烧杯开始加大分析频率，至其ΔA值≥0.2可认为到达理论上的极限值，据此可计算出阻垢缓蚀剂的阻垢能力。并按记录表格填写记录，。 （2）试验应做空白对比试验（不加阻垢剂，其他条件相同）内测定ΔA值，注意观察烧杯中是否出现大量白色垢物。 （3）极限碳酸盐实验终点判断标准 ΔA=循环水Cl-/补充水Cl--循环水JD/补充水JD≥ 0.2 （4）浓缩至1/4（浓缩倍数约4倍）时，除了两个烧杯继续做极限碳酸盐实验外，把剩余的六个烧杯分成两组，把每组3个烧杯的浓缩液转移至1L烧杯中，参照国标《GB/T18175 -2000 水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》标准进行A3碳钢挂片实验。 （5）实验期间并通过补充纯水保持浓缩水样的浓缩倍数在5倍左右，一定的时间后（72h）将试片取出处理后，测其重量变化（精确至0.1mg），按下面的公式计算其腐蚀速率：腐蚀速率=87600·△W/（S·ρ·T）mm/a 式中：△W —试片的失重，g;
阻垢剂说明书
阻垢剂 - 简介 阻垢剂（scale inhibitor）阻碍或延缓水中不溶盐类的沉积的药剂。阻垢剂（scale inhi bitor）：是指具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能,并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。 阻垢剂 - 作用机理 缓蚀阻垢剂的作用机理分为: 络和增溶作用、晶格畸变作用、静电斥力作用。 络和增溶作用 1.络和增溶作用是共聚物溶于水后发生电离,生成带负电性的分子链,它与Ca2+形成可溶于水的络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用。 晶格畸变作用 2.晶格畸变作用是由分子中的部分官能团在无机盐晶核或微晶上,占据了一定位置,阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长,减慢了晶体的增长速率,从而减少了盐垢的形成; 静电斥力作用 3.静电斥力作用是共聚物溶于水后吸附在无机盐的微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们的聚结,使它们处于良好的分散状态,从而防止或减少垢物的形成。 阻垢剂 - 分类 有机膦系列阻垢剂、有机膦酸盐阻垢剂、聚羧酸类阻垢分散剂、复合阻垢剂、RO阻垢剂 阻垢剂的作用： 1、有机膦系列阻垢剂 ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。 HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸（盐）好。
阻垢剂配方
阻垢剂配方 马来酸酐阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:36 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:19次 ] 配方1 组分用量/g 组分用量/g 聚马来酸酐(50%) 6 乙二胺四甲叉磷酸钠(50%) 5 碳酸钠 79 制备先将聚马来酸酐与碳酸钠混合反应一段进间后，再加入乙二胺四甲叉膦酸钠即成。 配方2 组分用量/g 组分用量/g 聚马来酸酐 3 锌盐 2 六偏磷酸钠 4 羟基乙叉二膦酸盐 3 制备先将聚马来酸酐和六偏磷酸钠中加少量水混合反应一段时间扣，再加入锌盐和羟基乙叉二膦酸盐，混匀后 即成。 说明本剂能有效地抑制钙垢的形成和沉积，还具有缓蚀作用，适用一般冷却水、锅炉水系统，如蒸汽机用水 中，还可用于油田输水管线和脱水器放水管线的防垢。 配方3 组分用量/g 组分用量/g 腐殖酸钠 10 聚马来酸酐 5 磷酸钠 5 说明上述组分加到1t水中，阻垢率达93.35%。该剂价格便宜原料易得，且水污染环境。
HEDPA阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:38 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:29次 ] 配方1 组分用量/g 组分用量/g 羟基乙叉二膦酸钠盐 15 巯基苯并噻唑 1,2 聚丙烯酸钠 7,8 水 70 配方2 组分ω/% 组分ω/% 羟基乙叉二膦酸(HEDPA) 15 巯基苯并噻唑 2 聚丙烯酸钠 8 氢氧化钠水溶液 75 说明本剂对消垢，防腐和防黏泥的效果较好。羟基乙叉二膦酸钠盐是一种优良的分散剂，起到阻止或延缓沉积结垢的作用，于循环冷却水中使用浓度为20mg/L。本剂可与缓蚀剂六偏酸钠配合使用，运行的PH值调控范围不同，循环水操作可分为酸化法和碱化法。 丙烯酸钠阻垢剂配方 [ 录入者:游客 | 时间:2007-04-18 10:15:41 | 作者: | 来源:网络 | 浏览:33次 ] 配方1 组分用量/g 组分用量/g 聚丙烯酸钠 30 水 70 说明聚丙烯酸相对分子质量为1,34，使用介质PH=8,9聚丙烯酸钠可以和水中组成硬度的盐类形成一种多 孔、疏松，并能随同冷却水充动的螯俣物，它具有防止铁的氧化物、黏土之类的污垢附于换热器表面的作用。能 使铜材质的设备不腐蚀，且又有良好的消垢作用。 配方2 组分用量/g 组分用量/g 聚丙烯酸(M?700) 29,30 水 41 异丙醇 26 苯并三氮唑 2.5,3