循环水电化学阻垢技术研究与展望

《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展，水资源的污染问题日益严重，传统的水处理方法已经难以满足日益增长的处理需求。

电化学水处理技术作为一种新型的水处理技术，以其独特的优势逐渐受到广泛关注。

本文将详细介绍电化学水处理技术的研究现状、应用进展以及未来发展趋势。

二、电化学水处理技术概述电化学水处理技术是一种利用电化学反应来处理水体的技术。

它主要通过在特定的电场作用下，使水体中的离子发生电解、氧化还原等反应，从而达到去除污染物、消毒杀菌等目的。

电化学水处理技术具有能耗低、处理效率高、环境友好等优点。

三、电化学水处理技术研究进展1. 电解氧化技术：电解氧化技术是电化学水处理技术中的一种重要方法。

通过电解过程，使水体中的有机物在阳极发生氧化反应，达到去除有机物、降低污染的目的。

近年来，研究人员对电解氧化技术的反应机理、影响因素等进行了深入研究，提高了电解效率和处理效果。

2. 电解还原技术：电解还原技术是利用阴极的还原作用去除水体中的重金属离子、硝酸盐等污染物。

研究人员通过优化电极材料、调整电流密度等手段，提高了电解还原技术的处理效果和效率。

3. 电吸附技术：电吸附技术是一种利用电场作用将水体中的离子吸附到电极表面的方法。

近年来，研究人员对电吸附技术的吸附机理、影响因素等进行了深入研究，为电吸附技术的应用提供了理论依据。

四、电化学水处理技术应用进展1. 工业废水处理：电化学水处理技术在工业废水处理中具有广泛应用。

例如，利用电解氧化技术去除有机物、降低COD（化学需氧量）；利用电解还原技术去除重金属离子等。

通过电化学水处理技术，可以有效降低工业废水的污染程度，提高废水的可回收利用率。

2. 饮用水处理：电化学水处理技术在饮用水处理中也有重要应用。

例如，利用电吸附技术去除水中的重金属离子、有机物等污染物；利用电解过程产生次氯酸等消毒剂，对水进行消毒杀菌。

通过电化学水处理技术，可以有效保障饮用水的安全性和卫生性。

175电化学将成为清洁处理石化的循环水的手段之一。

本文从电化学技术的基本内容讲起，介绍了电化学技术以及循环水的组成，阐明了电化学技术处理循环水的过程，并且展望了未来的发展方向。

争取为电化学技术处理石化循环水的研究提供帮助。

1 电化学除垢技术简介电化学除垢技术是通过直流电流的作用，在阴极附近形成一个碱性环境（pH值达到12～13的范围），这种强碱性环境下结垢物质更容易结晶析出。

在阳极附近，氯离子转变成游离氯或次氯酸，在阳极附近同时还生成羟基自由基、氧自由基、臭氧和双氧水，达到了杀菌灭藻效果。

整个电化学过程都是利用水体本源物质，不产生污染，属于绿色环保的处理方法。

基本反应如下：在阴极的主要化学反应：2H 2O + 2e - →H 2 +2OH-HCO 3-+ OH -→CO 32-+ H 2OCa 2+(钙离子)可形成氢氧化钙：Ca(OH)2(垢); 碳酸钙：CaCO 3(垢)在阳极的主要化学反应：游离氯 Cl -- e -→【Cl】氯气 2Cl -→Cl 2 + 2e -次氯酸 Cl 2 + H 2O→HClO + HCl 臭氧 O 2+ 2OH -- 2e -→O 3 + H 2O 过氧化氢 2H 2O- 2e -→H 2O 2 + 2H +羟基自由基 H 2O 2→ 2·OH氧自由基 2H 2O - 2e -→·O +·O + 2H+2 电化学除垢技术处理石化循环水的研究2.1 电极的选择电化学除垢技术的电极属于易耗品，选用合适的电极材料，成为电化学除垢技术的关键，一般选使用的电极采用钛金属材料，具有抗腐蚀、长寿命、重量轻等特点。

2.2 循环水的组成某炼厂循环水水质pH值8.5～8.9，钙离子582～723mg/L，镁离子266～418mg/L，氯离子553～705mg/L，总碱度577～746mg/L，浊度17.4～26，总铁0.03～0.96mg/L，浓缩倍数3.72～4.87；新鲜水水质pH值7.62～7.96，钙离子130～170mg/L，镁离子63～118mg/L，氯离子141～159mg/L，总碱度213～273mg/L，COD9.1～21.1mg/L。

当代化工研究Modem Chemical Research145 2021・03科研开发阻硫酸钙垢缓蚀阻垢剂在发电循环水中的研究及应用*刘向朝I宫继勇2聂明I许跃I曹宏伟I王明珠I（1.中海油天津化工研究设计院有限公司天津3001312.中国石油天然气股份有限公司锦州石化分公司辽宁121000）摘耍：循环水系统换热设备出现换热效率降低、设备腐蚀、结垢现象是普遍存在的；结垢物质一般有碳酸钙垢、锌垢、磷酸钙垢、硅酸盐垢、硫酸钙垢，而硫酸钙垢是比较难处理的.当补水中硫酸根离子浓度过高时就会产生硫酸钙垢，而且可能会引起垢下腐蚀；因此研发出高效的阻硫酸钙垢缓蚀阻垢剂应用在硫酸根离子含量高的冷却水系统中具有重要的意义.关键词：硫酸钙垢；换热效果；填料坍塌；缓蚀阻垢剂中国分类•号：TQ文献标识码：AStudy on the Application of High-efficiency Calcium Sulfate Scale Inhibitor in CirculatingWater of Power PlantLiu Xiangzhao1,Gong Jiyong2,Nie Ming1,Xu Yue1,Cao Hongwei1,Wang Mingzhu1(OOC Tianjin Chemical Research and Design Institute Co.,Ltd.,Tianjin,3001312.PetroChina Jinzhou Petrochemical Company,Liaoning,121000)Abstract z The main causes of h eat exchange efficiency reduction and leakage of h eat exchange equipment in circulating water system are scaling and corrosion.The scaling substances generally include calcium carbonate scale,zinc scale,calcium phosphate scale,silicate scale and calcium sulfate scale.When the concentration of s ulfuric acid ions in the rehydration water is too high,calcium sulfate scale will be p roduced,and it may cause scale corrosion.Therefore,it is ofgreat importance to develop effective calcium sulphate scale inhibitor f or cooling water system with high content of s ulfate ions.Key words i calcium sulphate scale；heat exchange effects packing collapsei corrosion inhibitor1.成垢机理循环冷却水处理系统应用在工业生产中所使用的大部分换热设备都会出现结垢的问题。

工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究进展张盼盼;蒋利辉;孙军萍;吴玉锋;许英【摘要】随着工业循环冷却水浓缩倍数的不断提高,结垢和腐蚀问题已严重影响工业的发展.向工业循环冷却水中投加水处理剂是解决结垢、腐蚀以及提高水资源利用率的重要手段.前期水处理药剂多以磷系为主,随着公众环保意识不断增强,近年来,以高效、绿色为目的的水处理剂的开发与改性研究得到学者们的广泛关注.本文主要综述了近年来研究人员通过接枝改性、复配等手段,制备一系列多功能、环保高效的水处理剂的方法、阻垢缓蚀性能及在应用方面的探索等进展.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2018(029)006【总页数】5页(P642-646)【关键词】阻垢缓蚀剂;接枝改性;复配【作者】张盼盼;蒋利辉;孙军萍;吴玉锋;许英【作者单位】河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004;漯河市久隆液压科技有限公司,河南漯河462000;河南省通许县水利局,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004;河南大学化学化工学院,河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O631.4我国经济与工业化程度的迅速发展对水资源产生了巨大的需求. 据统计，工业生产用水量约占总用水量的30%，冷却循环水约占工业用水量的80%[1]. 冷却水在循环过程中，随着浓缩倍数的提升，水中无机盐离子的浓度不断提高，当达到临界浓度时以沉淀物的形式从水中析出形成水垢. 水垢在管道中不断沉积，会引发管道堵塞、换热效率下降和加剧腐蚀等一系列问题[2]. 工业上常采用化学和物理的方法来解决上述问题.物理处理方法主要包括电解法、电场法、磁场法、超声波法及光化学法等[3]，该类方法操作简单、成本低且无二次污染，但一般仅能处理钙、镁离子浓度较低即硬度较小的水质，而多次循环使用的冷却水的水质成分较复杂，硬度也较高，不能普遍应用于工业循环冷却水处理行业[4]. 化学方法的阻垢原理一般是在冷却水处理过程中产生螯合增溶、吸附与分散、晶格畸变等作用[5]，其缓蚀机理则是在金属阴极表面生成难溶沉淀或是阳极表面形成致密氧化膜使其钝化[6]. 近几年来，随着科技的进步以及民众对环保意识的增强，水处理技术得到了较快的发展，本文总结了近年来工业循环冷却水处理剂的现状和研究进展，着重叙述了绿色环保类水处理剂.1 常用阻垢缓蚀剂1.1 天然高分子类阻垢缓蚀剂天然高分子类阻垢缓蚀剂来源广泛、廉价易得、易生物降解且无毒无污染. 其主要包括单宁、木质素、纤维素、壳聚糖、淀粉、腐殖酸钠等. 胡新华等[7]研究表明腐殖酸钠具有较好的阻垢缓蚀性能，当药剂的添加量为30 mg/L时，其阻垢效率高达85%. SEM结果表明腐殖酸钠可使CaCO3垢晶型由最稳定的方解石向亚稳态结构球霰石转变，从而可以抑制垢晶的生长. WANG等[8]研究了烟草的水提取物在模拟海水中对Q235钢片的阻垢缓蚀性能. 当烟草提取物的浓度为100 mg/L时，其对Q235钢片的缓蚀率为83.9%；浓度为140 mg/L时，其阻垢率为100%. 动电位极化曲线表明该提取物为混合型阻垢药剂. ABDEL等[9]将橄榄叶水提取物用于盐水中碳钢片的阻垢缓蚀剂，使用电化学阻抗谱和动电位极化曲线测量技术研究了橄榄叶水提取物的阻垢缓蚀性能. 极化曲线表明橄榄叶水提取物是一种主要控制阳极反应的混合型缓蚀剂，推测其阻垢机理为橄榄叶水提取物可吸附于碳钢表面，占据垢晶体表面活性生长点，从而抑制垢晶体正常有序的生长.天然高分子类阻垢缓蚀剂在水处理剂发展的初期，起到了至关重要的作用，但其在工业使用过程中存在用量大且性质不稳定、成本较高、产量少、难以满足工业生产所需等缺点.1.2 有机膦酸类阻垢缓蚀剂有机膦酸类水处理药剂具有化学性质稳定、较宽的pH应用范围、能有效抑制菌藻繁殖、可与多种药剂发生协同作用等优点，广泛应用于循环冷却水系统中. 该类阻垢缓蚀剂主要包括氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、己二胺四亚甲基膦酸(HDTMP)、乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMP)、2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTC)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)等. 许妍等[10]采用静态阻垢法和动态模拟实验比较了多氨基多醚基甲叉膦酸(PAPEMP)、膦酰基羧酸共聚物(POCA)、二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTPMPA)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTC)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)及二己烯三胺五亚甲基膦酸(BHMTPMPA)等7种有机膦酸阻垢剂的阻垢性能. 结果表明：相对于其他几种阻垢剂，PAPEMP阻垢性能最佳，在15 mg/L时，其阻垢效率为98.1%. 且SEM结果表明加入PAPEMP阻垢剂后，垢晶体结构松散，晶体表面粗糙，晶格尺寸明显减少. 这表明PAPEMP的加入可改变垢晶的形貌结构，从而抑制垢的生长. ZEINO等[11]研究了ATMP与DTPMPA的协同作用，实验表明，当ATMP和DTPMPA的物质的量之比为1∶1时，其阻垢效率最佳，在10 mg/L时阻垢率为100%. 作者将诱导时间和饱和指数作为ATMP与DTPMPA协同作用评价的指标，综合考察了两者之间的协同效果. 方健等[12]通过量子化学计算，比较了乙烷-1,1-二膦酸(1,1-EDPA)、乙烷-1,2-二膦酸(1,2-EDPA)与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系. 计算结果显示，三种膦酸分子中均含有呈负电性的氧原子，使得其可与Ca2+离子发生相互作用，且1,1-EDPA和HEDP分子结构中的两个氧离子之间的间距和方解石晶体中钙离子间距相匹配，因而可显著增强两种离子之间的吸附作用.有机膦酸类阻垢缓蚀剂含有大量的磷元素，长期使用该类药剂将造成水体中磷元素大量富集，导致水体中藻类植物大量繁殖，造成水体富营养化，严重污染环境. 随着民众环保意识的增强，该类药剂的应用受到极大的限制.1.3 聚羧酸类阻垢缓蚀剂1.3.1 聚丙烯酸类聚丙烯酸具有较好的阻碳酸钙和硫酸钙垢性能，并且还具有一定的缓蚀和分散性能，可有效地分散水中的粉尘和腐蚀物等. 王虎传等[13]制备了丙烯酸-丙烯酰胺-聚丙二醇/马来酸酐(AA-AM-PPGAZMA)三元共聚物. 该共聚物是一种不含磷的绿色经济型水处理剂，文中利用SEM技术探究其阻垢机理，采用控制变量法研究了反应原料用量对AA-AM-PPGAZMA阻垢效率的影响. 实验结果表明，当AA、PPGAZMA和AM的物质的量之比为4∶3∶1，药剂用量为3 mg/L时，其阻硫酸钙垢率可达98%. 赵向阳等[14]研发了新型水处理剂聚酰胺酯-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(HBPAE-AMPS). 对所得产物性能分析可知，其最佳反应比为：AMPS与HBPAE质量之比为5.5∶1，且最终聚合物的相对分子质量在1～1.5万之间时，其阻垢性能最优. 孙琪娟等[15]合成了马来酸酐-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MAH-AA-MA)三元共聚物阻垢剂，并确定了最佳反应条件为n(MAH)∶n(AA)∶n(MA)=2∶2∶1，引发剂的用量为4%时，可得到阻垢性能在88%以上的聚合物. 符嫦娥等[16]制得了丙烯酸-聚氧乙烯醚(AA-APEC)共聚物阻垢剂，该共聚物阻垢剂可改变垢晶体的晶型，从而达到阻垢目的，其药量为20 mg/L时阻垢效率可达91%.1.3.2 聚马来酸类聚马来酸类水处理剂化学性质较稳定，有较好的耐高温性，近年来得到较为广泛的应用. LIU等[17]研发了马来酸酐-烯丙氧基聚乙二醇/缩水甘油(MA-APEG-PG-(OH)n)(n = 3,5,7,9,11)共聚物水处理剂. 实验结果表明共聚物中n的数值与其阻垢效率有着密切的关系，当n为5时，其效率最高，在用量为8 mg/L时，其效率高达97%. 杨祥晴等[18]制得了低膦马来酸酐-尿素(PMASU)共聚物. 当聚合温度为95 ℃，SHP、MA和UREA的物质的量之比为2∶10∶1，聚合反应时间为4 h，引发剂量占总反应量的4%时所得产物阻垢性能最优. 当PMASU用量为25 mg/L 时综合性能最优，阻垢和缓蚀效率均高于80%. YOUSEF等[19]合成了马来酸酐-丙烯酰胺共聚物. 实验数据表明在pH为10.45，加热温度为70 ℃，用药量为9 mg/L时此药剂的阻垢率高达99.5%.1.4 环境友好型阻垢缓蚀剂自20世纪90年代提出“绿色化学”的理念以来，如何研发并使用无磷、无毒、高效及可生物降解的阻垢缓蚀剂成为了人们关注的焦点. 目前该类药剂主要包括聚天冬氨酸类(PASP)和聚环氧琥珀酸类(PESA).1.4.1 聚环氧琥珀酸类聚环氧琥珀酸(PESA)是一种不含磷、氮的环境友好型化合物，可生物降解，兼具阻垢缓蚀多重功效，并能较好的适应高碱、高硬度水体系. GU等[20]将PESA与咪唑啉复配，取得了较好的协同效果. 当PESA与咪唑啉的配比为25∶4时，其缓蚀率可达90.42%，阻垢率为96.74%. 熊蓉春等[21]将葡萄酸钠、Zn2+离子和PESA复配，复配产物具有极强的协同效果. 当PESA用量为30～50 mg/L，葡萄酸钠和Zn2+离子的用量为5～8 mg/L时具有最佳的协同效果，其对碳钢的缓蚀率可达96%以上. PESA缓蚀机理一般认为是因为分子链中插入了氧原子，使其更容易形成稳定的五元环螯合物. PESA虽具有较好的阻垢缓蚀性能，但目前关于PESA的研究大多数集中在其合成方法以及应用方面，对其螯合金属离子的能力以及机理的研究较少，从而限制了PESA的进一步应用.1.4.2 聚天冬氨酸类20世纪90年代初，聚天冬氨酸(PASP)作为水处理剂被研发出来，以其高效的优势，尤其是可生物降解的特性，迅速在冷却水处理行业得到广泛应用.聚天冬氨酸类水处理剂一般分为两类，一类是以聚天冬氨酸为单体，对其进行接枝得到聚天冬氨酸接枝共聚物，以期提高PASP的综合性能；另一类则是将聚天冬氨酸与其他阻垢缓蚀剂进行复配，发挥其协同效果，以拓宽其应用范围.李彬等[22]制得了聚天冬氨酸-丝氨酸(PASP/SE)接枝物. 研究表明，当反应时间为18 h、反应温度为55 ℃及原料配比为n(PSI)∶n(SE)= 1∶1时，PASP/SE的性能最佳. 同时其阻垢率与温度、时间、水系统中与m(Ca2+)之比呈负相关. 杨星等[23]合成了聚天冬氨酸/2-噻吩甲胺(PASP/2-TPMA)接枝物. 实验结果表明，2-噻吩甲胺可明显改善PASP阻垢缓蚀性能，当PASP/2-TPMA用量为1.3 mg/L时，其阻CaCO3、CaSO4垢率均为100%. 在相同实验条件下，PASP/2-TPMA缓蚀能力较PASP高出近20%. MIGAHED等[24]制备了甘氨酸-天冬氨酸(Gly-PASP)共聚物. 结果表明当Gly-PASP浓度为125 mg/L时，其对硫酸钙垢的抑制率达90.2%. 王谦等[25]将L-肌肽接枝到PASP上. 实验结果表明，当PASP/L-肌肽浓度为8 mg/L时，其阻磷酸钙垢效率即可达到90%以上. 通过对不同温度和不同PO43-离子浓度条件下PASP/L-肌肽阻垢效率的测定可知，PASP/L-肌肽有较好的耐高温和耐高磷酸根浓度的特性.程玉山等[26]制备了聚天冬氨酸、苯并三氮唑(BTA)、钨酸钠、葡萄糖酸钠四元复配水处理剂，并通过正交实验对四种药剂不同复配比例进行分析，结果显示该四元复合配方的最佳复配比例为PASP∶BTA∶钨酸钠∶葡萄糖酸钠为10∶0.5∶20∶10，在此配比条件下其对铜的缓蚀效果最为显著. ZHANG等[27]研究了PASP、聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠(Glu)和聚氨基聚醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)以及Zn2+离子复配水处理剂. 利用失重法和电化学实验法研究了复配药剂对碳钢腐蚀作用的协同效应. 电化学实验表明，该复合配方中，PASP、PESA、PAPEMP和Glu为混合抑制剂，而锌离子表现为阴极抑制剂，其协同效应表现为抑制金属溶解的阴极反应，并且在碳钢表面可形成保护膜以达到缓蚀目的；利用正交试验得出该复合药剂中PASP、PESA、PAPEMP、Gln和Zn2+离子的最佳复合配比分别为12∶12∶4∶2∶2. 在该配比下药剂的缓蚀效率高达99%.本课题组在聚天冬氨酸复配方面开展了一系列相关性的研究. 将自制的一系列聚天冬氨酸接枝物如聚天冬氨酸/氨基甲磺酸(PASP/ASA)、聚天冬氨酸/糠胺(PASP/FA)[28]、聚天冬氨酸/4-甲氨基吡啶(PASP/4-AMPY)，分别与2-膦酸基-1,2,4-三羧酸丁烷(PBTCA)、ZnSO4、聚环氧琥珀酸(PESA)进行复配，并利用正交实验得到最佳复配比. 含PASP/ASA接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/ASA为10 mg/L，PESA为20 mg/L，ZnSO4为2 mg/L，PBTCA为8 mg/L. 含PASP/FA接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/FA为30 mg/L，PESA为40 mg/L，ZnSO4为4 mg/L，PBTCA为8 mg/L. 含PASP/4-AMPY接枝物的复合型药剂最佳复配比为：PASP/4-AMPY为20 mg/L，PESA为30mg/L，ZnSO4为4 mg/L，PBTCA为15 mg/L. 采用静态阻垢法、失重法以及动电位极化法等研究了复合型阻垢缓蚀剂的性能. 实验结果表明复合药剂性能较PASP均有较大提升，其中PASP/ASA复合型药剂的阻CaCO3垢率为91.2%，阻CaSO4垢率为100%，阻Ca3(PO4)2垢率为88%，PASP/FA复合型药剂的阻垢率为92.3%，缓蚀率高达96.4%，PASP/4-AMPY复合型药剂在保持较高阻垢率的基础上，其缓蚀率高达98.1%. 同时利用智能动态模拟装置考察了上述三种复合型阻垢缓蚀剂的工业应用前景，结果表明复合型药剂的污垢热阻值和年腐蚀速率均满足国家标准(GB/T50050-2007)的要求，该类复合型阻垢缓蚀剂具有较好的工业应用前景.2 结论工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究，近几年发展较快，但工业社会和经济的高速发展对水处理剂的研究工作提出了更高的要求，如何提升水处理剂的综合性能仍然是今后研发工作的重点.在未来的水处理剂研发工作中，应当通过对当前性能较好的水处理剂进一步深入研究，开拓思路，寻找更为高效环保的功能基团，通过接枝改性、复配等手段，对其综合性能进行不断完善，以便使其能更好地适应新形势下水处理剂的发展趋势. 参考文献：【相关文献】[1] MASSEOUD O, ABDALLAH A, HASSEN B, et al. Surface modification of calcium-copper hydroxyapatites using polyaspartic acid [J]. Applied Surface Science, 2013, 264: 886-891.[2] MITHIL K N, SANJAY K G, VARAPRASAD K, et al. Development of anti-scalepoly(aspartic acid-citric acid) dual polymer systems for water treatment [J]. Environmental Technology, 2014, 35(23): 2903-2909.[3] 陈静, 王毓芳. 循环冷却水的物理法处理原理及应用[J]. 上海化工, 2002, 27(Z2): 4-7.CHEN J, WANG Y F. The principle and application of the physical method of circulating cooling water [J]. Shanghai Chemical Industry, 2002, 27(Z2): 4-7.[4] JUNEJA H D, JOSHI M, KHATI N T. Synthesis and structural studies of some inorganic polymers of succinoylcarboxymethylcellulose [J]. E-Journal of Chemistry, 2011, 8(4): 1993-1999.[5] LIU D, DONG W, LI F, et al. Comparative performance of polyepoxysuccinic acid and polyaspartic acid on scaling inhibition by static and rapid controlled precipitation methods[J]. Desalination, 2012, 304: 1-10.[6] GAO Y H, FAN L H, WARD L, et al. Synthesis of polyaspartic acid derivative and evaluation of its corrosion and scale inhibition performance in seawater utilization[J].Desalination, 2015, 365: 220-226.[7] 胡新华, 马良杰, 高红斌. 腐殖酸钠阻垢性能评价方法研究[J]. 山西化工, 2014, 34(01): 13-16. HU X H, MA L J, GAO H B. Research on scale inhibition performance assessment of humic acid sodium [J]. Shanxi Chemical Industry, 2014, 34(01): 13-16.[8] WANG H, GAO M, GUO Y, et al. A natural extract of tobacco rob as scale and corrosion inhibitor in artificial seawater [J]. Desalination, 2016, 398: 198-207.[9] GABER A M, NABEY B A, KHAMIS E, et al. A natural extract as scale and corrosion inhibitor or steel surface in brine solution [J]. Desalination, 2011, 278: 337-342.[10] 许妍, 李逢阳, 徐开熠. 有机膦酸盐阻垢性能对比研究[J]. 广州化工, 2017, 45(15): 88-90.XU Y, LI F Y, XU K Y. Study on performance of organic phosphonic acid on scale inhibition [J]. Guangzhou Chemical Industry, 2017, 45(15): 88-90.[11] AASEM Z, MUHAMMED A, MAZEN K, et al. Comparative study of the synergistic effect of ATMP and DTPMPA on CaSO4scale inhibition and evaluation of induction time effect[J]. Journal of Water Process Engineering, 2018, 21: 1-8.[12] 方健, 李杰. 有机膦酸化合物阻垢缓蚀性能的量子化学研究[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2002, 30(04): 522-528.LI J, LI J. Quantum chemistry study on microscopic mechanism of scale and corrosion inhibition for organic phosphonic acid [J]. Journal of Tongji University, 2002, 30(04): 522-528.[13] 王虎传, 彭成军, 吴淑敏, 等. 制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能[J]. 精细化工, 2017, 34(12): 1423-1426+1440.WANG H C, PENG C J, WU S M, et al. Inhibition of calcium sulfate precipitation by a kind of phosphorus-free antiscalant in pharmaceutical cooling water system [J]. Fine Chemicals, 2017, 34(12): 1423-1426+1440.[14] 赵向阳, 袁小静, 朱敏, 等. 超支化缓蚀阻垢剂HBPAE-AMPS的微波合成及其性能研究[J]. 当代化工, 2016, 45(12): 2747-2750.ZHAO X Y, YUAN X J, ZHU M, et al. Study on microwave synthesis and performance ofhyperbranched corrosion inhibitor HBPAE-AMPS [J]. Contemporary Chemical Industry, 2016, 45(12): 2747-2750.[15] 孙琪娟, 徐军礼, 孙长顺. 马来酸酐/丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚阻垢剂的合成及应用性能研究[J].当代化工, 2015, 44(08): 1745-1747+1751.SUN Q J, XU J L, SUN C S. Study on synthesis and application of maleicanhydride/acrylic acid/methyl acrylate copolymer scale inhibitor [J]. Contemporary Chemical Industry, 2015, 44(08): 1745-1747+1751.[16] 符嫦娥, 张晓, 向奇志, 等. 羧酸盐封端聚氧乙烯醚及其聚合物阻碳酸钙垢性能[J]. 高分子材料科学与工程, 2015, 31(02): 145-150.FU C E, ZHANG X, XIANG Q Z, et al. Performance of carboxylate polyoxyethylene etherand its polymer resistance to calcium carbonate [J]. Polymer Materials Science and Engineering, 2015, 31(02): 145-150.[17] LIU G Q, XUE M W, LIU Q P, et al. Linear-dendritic block copolymers as a green scale inhibitor for calcium carbonate in cooling water systems[J]. Designed Monomers and Polymers, 2017, 20(1): 397-405.[18] 杨祥晴, 奚长生, 冯霞, 等. 低膦马来酸酐-尿素三元共聚物的合成与研究[J]. 工业水处理, 2016, 36(02): 71-74.YANG X Q, XI C S, FENG X, et al. Synthesis and study of low phosphine maleic anhydride-urea ternary copolymer [J]. Industrial Water Treatment, 2016, 36(02): 71-74.[19] YOUSEF M, ROOMI A, KANEEZ F H. Assessment of novel maleic anhydride co-polymers prepared via nitroxide-mediated radical polymerization as CaSO4 crystal growth inhibitors [J]. Environmental Technology, 2017, 38(8): 985-995.[20] GU T, SU P, LIU X, et al. A composite inhibitor used in oilfield: MA-AMPS and imidazoline [J]. Journal of Petroleum Science & Engineering, 2013, 102(1): 41-46.[21] 熊蓉春, 周庆, 魏刚. 绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸的缓蚀协同效应[J]. 化工学报, 2003, 54(09): 1323-1325.XIONG R C, ZHOU Q, WEI G. Corrosion inhibition and synergistic effect of green scale inhibition polyepoxysuccinic acid [J]. Journal of Chemical Industry and Engineering (China), 2003, 54(09): 1323-1325.[22] 李彬, 宋文文, 张娟涛, 等. 聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的合成及阻垢性能[J]. 装备环境工程, 2017, 14(12): 24-29.LI B, SONG W W, ZHANG J T, et al. Poly(aspartic acid)-serine grafted copolymer and its scale-inhibition performance [J]. Equipment Environmental Engineering, 2017, 14(12): 24-29.[23] 杨星, 柴春晓, 李冬伊, 等. 聚天冬氨酸/2-噻吩甲胺接枝共聚物的制备及阻垢缓蚀性能[J]. 化学研究, 2017, 28(04): 482-486.YANG X, CHAI C X, LI D Y, et al. Synthesis and evaluation of polyaspartic acid/2-thiophenemethylamine graft copolymer as scale and corrosion inhibitor [J]. Chemical Research, 2017, 28(04): 482-486.[24] MIGAHED M A, RASHWAN S M, KAMEL M M, et al. Synthesis, characterization of polyaspartic acid-glycine adduct and evaluation of their performance as scale and corrosion inhibitor in desalination water plants [J]. Journal of Molecular Liquids, 2016, 224: 849-858.[25] 王谦, 田玉平, 石澍晨, 等. 聚天冬氨酸/L-肌肽接枝共聚物的制备及其阻垢性能[J]. 石油化工, 2017, 46(01): 103-109.WANG Q, TIAN Y P, SHI S C, et al. Synthesis and scale inhibition efficiencyof polyaspartic acid/L-muscle graft copolymer [J]. Petrochemical Technology, 2017, 46(01): 103-109.[26] 程玉山, 邢乃豪, 张蕾, 等. 环境友好型聚天冬氨酸水处理剂配方研究[J]. 清洗世界, 2018, 34(01): 20-24.CHENG Y S, XING N H, ZHANG L, et al. Study on formula of environment-friendly polyaspartic acid water treatment agent [J]. Cleaning World, 2018, 34(01): 20-24. [27] ZHANG B, HE C, WANG C, et al. Synergistic corrosion inhibition of environment-friendly inhibitors on the corrosion of carbon steel in soft water [J]. Corrosion Science, 2015, 94: 6-20.[28] SHI S C, ZHAO X W, WANG Q, et al. Synthesis and evaluation of polyaspartic acid/furfurylamine graft copolymer as scale and corrosion inhibitor [J]. RSC Advances, 2016, 6: 102406-102412.。

循环水电化学处理技术调研报告及建议循环水的物理处理方法近几年得到发展和应用。

物理处理方法区别于传统方法的根本点，是免加化学药剂。

物理处理方法大致有三类，第一类是电子除垢，这一技术的原理是：提供一个电流，通过一个电子装置把电流传送到线圈缠绕的管道上，现在有两种类型的电子除垢，它们是：(a)使用脉冲或波动的电流来产生波动的磁场。

(b)通过线圈产生信号波，某一频率或频率系列作为信号波来进行传递，它们都是对水中的垢离子产生干扰，改变这些离子的电化学特性和物理特性，降低成垢离子之间的吸附能力，从而阻止这些离子结合成垢。

变化的电磁场还能破坏循环水中的细菌、藻类的细胞壁，迫使它们无法生存，达到杀菌灭藻的作用，其次，通过除垢过的循环水能提高水中的氧化性，起到除锈缓蚀的作用等。

第二类是永磁体方法，套装或安装的管道上，水通过高强磁场处理后，水分子内部的化学键同时发生角度和长度的变化，氢键角从105度减小到103度左右，使水的物理化学性质发生了变化，水的活性和溶解度大大提高，水中的碳酸钙在蒸煮过程中分解成较松软的碳酸氢钙，极易被水带走。

以上两种方法都有一定局限性，最致命的弱点是水中的结垢性离子还在水中，水的浓缩倍数难以提高，遇到不稳定工况还会结垢。

另外不同的水质对磁场的要求不同，磁场难以跟踪水质的变化。

第三种方法是电化学处理方法，是一种革命性的方法，能把水中结垢性离子提取出来，从而大大缓解结垢问题，同时兼具有杀菌、防腐功能，从而有很好的环保与节能效益。

常见的有板式、笼式结构，需要经常性清理，运行麻烦，处理能力小。

目前技术最先进的是多极电化学处理技术，是电极电化学处理技术的第三代产品，能自动运行。

这类处理方法基本原理相同，但处理能力、自动化程度差异较大。

2016年11月22日至2016年11月26日，由生产处、热电车、给排水车间、副总工程师一行四人，对循环水电化学处理技术的应用情况进行了现场考察。

本次考察，主要对山西美景集团下属阳曲隆辉煤气化厂和清徐焦碳厂循环水水处理情况进行了实地考察，并对循环水及处理出来的垢样进行了采样，交由我厂质检中心化验分析。

DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-0601第 43 卷第 8 期2023年 8 月Vol.43 No.8Aug.，2023工业水处理Industrial Water Treatment 循环冷却水系统的电化学除垢技术研究进展苏艳1，杨阳1，古克亚2，黄倩1，赵斌2，姜琪1，徐浩3（1.西安西热水务环保有限公司，高效灵活煤电及碳捕集利用封存全国重点实验室，陕西西安 710054；2.华能应城热电有限责任公司，湖北应城 432406；3.西安交通大学环境科学与工程系，陕西西安 710049）[ 摘要 ] 循环冷却水的电化学除垢技术是一种主动式水处理技术。

详细阐述了电化学除垢技术在除垢和杀菌灭藻方面的机制，介绍了该技术核心部件（阳极、阴极和电源）的功能和选择依据，对电化学装置的典型形式（手动式和自动式）以及电化学系统安装形式（直接抛入式和池外运行式）进行了介绍，并分析了影响技术效果的相关因素（电参数、供电方式、水力停留时间、反应器内部流场、水质参数）。

最后，综述了文献报道中的技术应用或中试案例，并指出未来应重点针对提高技术效果、降低应用成本以及与其他技术联用等核心问题开展研究。

［关键词］ 循环水；电化学技术；除垢［中图分类号］ TQ085+.41 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2023）08-0030-08Research progress of electrochemical descaling technologyfor circulating cooling water systemSU Yan 1，YANG Yang 1，GU Keya 2，HUANG Qian 1，ZHAO Bin 2，JIANG Qi 1，XU Hao 3（1.Xi ’an TPRI Water -Management ＆ Environmental Protection Co.， L td.， S tate Key Laboratory of High -Efficiency Flexible Coal Power Generation and Carbon Capture Utilization and Storage ，Xi ’an 710054，China ；2.Huaneng Yingcheng Thermal Power Co.， L td.， Y ingcheng 432406，China ；3.Department of Environmental ScienceEngineering ，Xi ’an Jiaotong University ，Xi ’an 710049，China ）Abstract ：Electrochemical descaling of circulating cooling water is an active water treatment technology. The mechanism of electrochemical descaling technology in descaling ，sterilization and algae killing were elaborated ，andthe functions and selection basis of the core components of the technology （anode ，cathode and power supply ） were introduced. It also introduced the typical forms of electrochemical devices （manual and automatic ） and the installa‑tion forms of electrochemical systems （direct throw -in and out -of -cell operation ），and analyzed the relevant factors （electrical parameters ，power supply ，hydraulic residence time ，reactor internal flow field ，water quality parameters ）that affected the effectiveness of the technology. Finally ，the practical or pilot test cases reported in the literature were reviewed ，and it was pointed out that future research should focus on the core problems of improving the tech‑nology effect ，reducing the application cost and combining with other technologies.Key words ：circulating water ；electrochemical technology ；descaling循环冷却水系统的稳定运行对于保证企业安全稳定生产具有重要的现实意义〔1〕。

《工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向》篇一一、引言随着工业化的快速发展，工业废水排放量日益增加，给环境带来了巨大的压力。

如何有效处理工业废水，减少对环境的污染，已成为当前环境保护领域的重要课题。

电化学处理技术作为一种新型的废水处理方法，因其高效、环保、无二次污染等优点，受到了广泛关注。

本文将就工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向进行详细探讨。

二、工业废水电化学处理技术的进展1. 电化学氧化技术电化学氧化技术是一种利用电场作用使废水中的有机物在阳极发生氧化反应，从而达到降解有机物的目的。

该技术具有处理效果好、操作简便等优点，广泛应用于印染、制药、农药等行业的废水处理。

近年来，研究者们通过改进电极材料、优化反应条件等手段，提高了电化学氧化技术的处理效率。

2. 电化学还原技术电化学还原技术是利用阴极的还原作用将废水中的有害物质转化为无害物质。

该技术主要用于处理含有重金属离子的废水，如铬、铜、铅等。

通过改变电解条件，可以有效去除废水中的重金属离子，实现废水的净化。

3. 电凝聚技术电凝聚技术是利用电解过程中产生的胶体微粒吸附和凝聚废水中的悬浮物、胶体物质等，从而实现废水净化的目的。

该技术具有设备简单、操作方便、处理效果好等优点，广泛应用于印染、造纸等行业的废水处理。

三、工业废水电化学处理技术的发展方向1. 研发新型电极材料电极材料是电化学处理技术的关键因素之一。

未来，研发具有高催化活性、长寿命、低成本的新型电极材料将成为电化学处理技术的重要发展方向。

通过改进电极材料的制备工艺和结构，提高其催化性能和稳定性，将有助于提高电化学处理技术的处理效率和降低成本。

2. 优化反应条件优化反应条件是提高电化学处理效果的关键。

未来，研究者们将进一步研究电化学处理过程中的反应机理，通过调整电流密度、pH值、温度等参数，优化反应条件，提高电化学处理技术的处理效率和效果。

3. 组合技术协同作用组合技术协同作用是未来电化学处理技术的发展趋势之一。

2024年阻垢器市场分析现状1. 引言阻垢器是一种用于水处理的设备，能够有效地去除饮用水、工业水中的水垢。

水垢是由水中的钙、镁等金属离子与碳酸根离子结合形成的固体沉淀物，会附着在管道、设备表面，降低工作效率，影响设备寿命。

阻垢器通过一系列的物理、化学作用，将水中的水垢分解，从而延长设备使用寿命、提高工作效率。

2. 市场规模及增长趋势根据市场调研数据显示，阻垢器市场在过去几年呈现稳步增长的趋势。

目前，全球阻垢器市场规模约为XX亿美元，并预计在未来五年内将保持XX%的年复合增长率。

市场增长主要受以下因素的影响：2.1 水处理行业的发展阻垢器市场的增长与水处理行业的发展密切相关。

随着工业和城市化的不断推进，水处理行业迅速崛起，并对阻垢器市场需求产生了巨大推动力。

在工业领域，各类设备和管道系统被广泛应用，阻垢器的需求明显增加。

在城市饮用水处理领域，由于水源的水质不断恶化，人们对阻垢器的需求也在不断增长。

2.2 环保意识的提高随着环境问题的日益严重，人们对于节约资源、减少浪费的意识也在不断提高。

阻垢器作为一种环保设备，能够有效地减少水垢生成，降低能源消耗，受到越来越多消费者的青睐。

消费者对环境友好产品的需求将进一步推动阻垢器市场的增长。

2.3 新技术的应用推动市场发展近年来，随着科技的不断进步，阻垢器领域也出现了一系列创新技术的应用。

例如，纳米材料的应用能够有效地分散水中的微小颗粒，阻止水垢的生成。

此外，一些智能阻垢器产品的出现，使得阻垢器的使用更加便捷和智能化。

这些新技术的应用将进一步推动阻垢器市场的发展。

3. 市场竞争格局目前，阻垢器市场存在着较为激烈的竞争格局。

市场上主要的竞争者包括国际知名企业和国内本土企业。

国际知名企业凭借其先进的技术、强大的研发实力和广阔的市场渠道，占据了市场的一定份额。

而国内本土企业则凭借成本优势、市场定位等优势在市场中找到一席之地。

不同竞争者在产品品质、性能、价格等方面存在差异化策略。

电化学方法在循环水结垢控制中的应用研究摘要：本研究旨在探讨电化学方法在循环水结垢控制中的应用，并通过了解循环水结垢问题的现状、电化学方法在循环水结垢控制中的机理以及电化学方法在水处理中的应用情况，表明电化学方法能够有效控制循环水的结垢问题，并且对水质的影响较小。

关键词：电化学方法，循环水，结垢控制，水质1.引言随着工业化进程的加快，循环水在工业生产中的应用越来越广泛。

然而，由于循环水中存在各种溶解性沉淀物和水垢物质，会导致管道堵塞、设备故障等问题，影响生产效率和设备寿命。

因此，循环水结垢控制成为了一个重要的研究课题。

2电化学方法的机理电化学方法是一种有效的循环水结垢控制技术，通过改变水中盐类的化学性质和抑制结晶的过程，电化学方法可以有效地减少循环水中的结垢问题，保持设备的正常运行。

（1）电化学方法通过电解作用来改变水中溶解的盐类的化学性质。

当电流通过循环水中的电解质溶液时，正负电极上的电位差会引发氧化还原反应。

在阳极上，水中的阳离子（如钙离子、镁离子等）会发生氧化反应，形成可以溶解的气体或沉淀物。

而在阴极上，水中的阴离子（如碳酸根离子、硫酸根离子等）会发生还原反应，从而减少水中的溶解度。

通过这些反应，循环水中的盐类会发生化学变化，从而减少结垢的趋势。

（2）电化学方法还通过电场效应来抑制结垢的形成。

当电位差施加在循环水中的管道壁或换热器表面上时，会形成一个电场。

这个电场可以改变水中盐类的晶体结构和排列方式，从而阻碍结晶的过程。

具体来说，电场会使水分子在离子周围形成一个层状结构，使得盐类离子难以与其他盐离子结合形成结晶核。

这样一来，即使水中存在过饱和的盐类溶液，也很难形成结晶，从而减少了结垢的可能性。

3循环水结垢问题的现状循环水结垢问题是循环水处理中的一个重要问题，主要表现为管道内壁和设备表面的结垢。

这种结垢会导致管道狭窄，进而影响流体的正常流动。

另外，结垢还会导致管道内部的流量减小，从而影响了设备的工作效率。