阻垢剂的种类与作用机理
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阻垢剂的分类和性能特点阻垢剂定义能够防止水垢产生或抑制其沉积生长的化学药剂。
主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。
阻垢剂(scale inhibitor):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常用水处理药剂。
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。
阻垢剂的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。
EDTMPS是含氮有机多元膦酸,属阴极型缓蚀剂,与无机聚磷酸盐相比,缓蚀率高3~5倍。
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 inhibi tor):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。
EDTMPS是含氮有机多元膦酸,属阴极型缓蚀剂,与无机聚磷酸盐相比,缓蚀率高3~5倍。
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。
阻垢剂的作用机理阻垢剂是一种用于清理管道和水处理过程中的化学物质,能够有效预防和消除水垢和硬水垢的形成。
阻垢剂主要作用于水中的钙、镁等离子,阻止它们与碳酸根离子结合形成水垢。
本文将介绍阻垢剂的作用机理。
钙、镁离子的影响水中含有不同程度的钙、镁离子,这些离子经常会与水中的碳酸根离子结合形成水垢。
水垢会附着在管道内部、热交换器中、锅炉内部等部位,导致管道狭窄、热交换效率低下、锅炉以及其他设备的损坏。
此外,水垢还会影响水的味道,影响人们的生活质量。
阻垢剂的作用机理阻垢剂可根据它们的工作机理分为两种类型:配合物阻垢剂和缓蚀阻垢剂。
配合物阻垢剂配合物阻垢剂的作用机理是通过与水中的钙、镁离子形成配合物,从而防止它们结合形成水垢。
这些配合物较稳定,不易被分解,能够保持水的清洁和纯度。
常见的配合物阻垢剂有EDTA(乙二胺四乙酸)和NTA(乙二胺四乙酸三钠)等。
缓蚀阻垢剂缓蚀阻垢剂的作用机理是通过组成一层薄的保护膜来阻止钙、镁等离子沉积在设备表面的过程,从而通过防止水垢的形成来保护设备。
这种薄膜可以由耐酸、耐碱、耐高温的材料制成。
缓蚀阻垢剂通常是针对特定应用而设计的,它们的材料和添加剂各有特点和用途。
阻垢剂的应用阻垢剂广泛用于水处理、石油化工、制药工业、冶金工业、纺织工业、造纸工业等行业。
在水处理行业中,阻垢剂是一种特别重要的化学制剂。
阻垢剂的广泛使用可以提高水的质量,减少设备损坏,降低设备维护和修理的费用,进一步促进各行业的发展。
总结阻垢剂作用于水中的钙、镁离子,从而阻止它们与碳酸根离子结合形成水垢。
阻垢剂分为配合物防垢剂和缓蚀防垢剂两种,在不同的应用场景中可以选择不同的阻垢剂。
广泛应用阻垢剂可以提高水的质量,降低设备维护和修理的费用,促进工业发展。
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。
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。
经过半个多世纪的发展,水处理药剂的研究开发和应用已取得一定的成果。
近年来,水处理药剂的品种也逐渐丰富多样,在工业水处理及环保需求的推动下,水处理药剂朝着多功能、高效、环保的方向发展。
阻垢剂分类
有机膦酸盐类有机多元膦酸盐是目前国内外产量最大、应用最广的水处理剂,具有良好的化学稳定性、耐高温性,用量少、具缓蚀作用。
此外,有机多元磷酸盐对钙、镁、锌、铁等许多金属离子具有优异的螯合能力,故大量用于水处理中。
絮凝剂
聚合氯化铝
聚合氯化铝是一种新型的高分子无极净水剂,具有很强的甲壳吸附性,易溶于水。
它的特点是:
1、具有很强的絮凝作用,吸附活性度非常好,可以迅速絮凝生水中杂物并快速沉降。
2、工业水处理使用絮凝剂不需要酸碱助剂,它具有广泛的PH值范围;即便是水温较低、水质混浊度低、或者是碱度低都不会影响聚合氯化铝的絮凝效果。
3、应用聚合氯化铝可以大量缩短工业水处理过程中搅拌、混合、沉淀的时间,并且无需大面积建造絮凝池和沉淀池等设施。
4、聚合氯化铝作为工业水处理用絮凝剂还具有很好的除铁锰效果,实现水的电导率降低。
5、聚合氯化铝腐蚀性小,处理费用低廉。
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的磨擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。
以上就就是两种常见的阻垢剂类型,它们存在各自不同的性能优势,也有着各自不同的应用特点,用户可根据实际需求进行选择使用。
有机磷酸类阻垢剂除垢机理有机磷酸类阻垢剂是一种广泛应用于冷却水系统、锅炉和工业循环水处理中的阻垢剂。
其除垢机理主要包括以下几个方面:
1. 螯合作用:有机磷酸类阻垢剂可以与水中的钙、镁离子等形成稳定的螯合离子,从而降低这些金属离子与碳酸根离子结合生成碳酸钙和碳酸镁晶体的机会,达到阻垢的效果。
2. 分散作用:有机磷酸类阻垢剂在水中生成的长链结构容易吸附在微小的碳酸钙晶粒上,并与晶粒上的CO32-发生置换反应,妨碍碳酸钙晶粒进一步长大。
同时,有机磷酸类阻垢剂对碳酸钙晶体的生长有抑制和干扰作用,使晶体在生长过程中被扭曲,把水垢变成疏松的物质,从而降低垢层的硬度。
3. 增加成垢化合物的溶解度:有机磷酸类阻垢剂在水中能离解出氢离子,本身成带负电荷的阴离子,这些负离子能与金属离子形成稳定络合物,从而提高了晶粒析出时的过饱和度,增加了成垢化合物的溶解度。
4. 抑制晶格生长:有机磷酸类阻垢剂可以吸附在碳酸钙晶体的活性增长点上,干扰晶格生长,使晶格歪曲,使硬垢变软。
综上所述,有机磷酸类阻垢剂主要是通过螯合、分散、增加溶解度和抑制晶格生长等机理来实现阻垢效果。
炼油阻垢剂的作用机理阻垢剂又称防垢剂、抗垢剂、防焦剂或阻焦剂,是炼油工业中常用的掌握和防止设备结垢的工艺过程助剂。
主要用在常压蒸馏、催化裂解、减粘、热催化和焦化等装置。
国外阻垢剂大致可分成二类。
一类用于加工温度为500℃左右的设备和管线,如热裂化、延迟焦化、焦化等装置的高温设备和管线,这类阻垢剂可抑止或削减设备和管线表面烃类高温热转化反应引起的结焦,因此常被称为结焦剂或防焦剂。
另一类阻垢剂的使用温度相对较低,一般在400℃以下。
如:用于催化裂化油浆系统、常减压蒸馏装置等,称作阻垢剂。
但是从专利报道中还可以看到,有一些阻垢剂可以在200-550℃的范围内或更大的范围内使用,即既能阻挡高温结焦,也可阻挡低温结垢。
国内的阻垢剂都是针对炼油过程中某个易结构部位研制的,针对性很强,阻垢效果也非常显著。
一般将阻垢剂按用途进行分类,分成催化油浆阻垢剂、加氢裂化原料阻垢剂、减压渣油阻焦剂等。
大量研究结果表明,阻垢剂之所以能够抑制或削减炼油设备和管线上的结垢沉积物,达到阻垢的效果,是因为具备了如下某项或几项性能。
1.清净分散性清净分散性是许多阻垢剂都具备的一种性能。
具有清净分散性的化合物,基本上含有亲油、极性和亲水的基团和表面活性剂的结构。
阻垢剂以胶束状态分散于油中,与含氧化合物如含羟基、羧基、羰基化合物形成胶团,溶存于油中,阻挡这些物质进一步氧化与缩合。
阻垢剂中的极性基团能在设备和管线的金属表面定向排列,亲油基团胶溶已生成的有机结垢物和固体小颗粒,以阻挡垢的沉淀。
2.抗氧化性在氧存在下,受热、光、金属的催化作用,油品中的碳氢键受到破坏,发生自由基链反应,具有抗氧化性的阻垢剂能与被氧化的烃自由基形成惰性分子,终止链反应,不能形成大分子聚合物,以达到削减有机垢生成的目的。
3.阻聚性阻挡烃分子的聚合,削减有机垢的生成。
4.金属钝化性具有该种性能的阻垢剂,能在设备和管线的金属表面形成一种膜,抑制金属对油品氧化和热转化的催化作用。
阻垢剂作用阻垢剂是一种化学物质,具有阻止或减少垢积物形成的作用。
垢积物是指固体或凝结物质在水或其他溶液中沉积和黏附在不同表面上的现象。
垢积物的形成主要是因为水中含有很多的溶解物质,当水蒸发或流动时,这些溶解物质会沉积在不同的表面上形成垢。
阻垢剂的作用就是通过改变垢积物的物理和化学性质,防止其在不同表面上的沉积和黏附。
阻垢剂通常是由一种或多种活性物质组成的复合物,其作用机理主要有以下几个方面:1. 离子交换机制:阻垢剂中的活性物质可以与水中的溶解物质发生离子交换反应,形成不溶性的络合物,从而阻止垢积物的形成。
例如,聚磷酸盐及其衍生物可以与钙、镁等金属离子形成不溶性的络合物,防止其沉积和黏附在表面上。
2. 稳定胶体微粒:阻垢剂中的活性物质可以与垢积物的微粒表面发生物理吸附,改变其表面性质,使其变得稳定难以沉降。
同时,阻垢剂还可以通过改变胶体微粒之间的电荷状态,增加它们之间的排斥作用,从而降低垢积物的沉降速度。
3. 改变垢积物的晶体结构:阻垢剂中的活性物质可以与垢积物中的晶体结构发生反应,改变其晶体结构,降低其在表面上的粘附力。
例如,聚羧酸类阻垢剂可以与钙盐等晶体发生络合反应,降低其晶体结构的稳定性,使其易于脱落。
除了上述作用机理外,阻垢剂还可以通过控制水中酸碱度、温度等因素来降低垢积物的形成。
例如,调节水中的pH值可以改变溶解物质的活性,影响其沉积和黏附能力;控制水的温度可以改变其溶解性,使某些溶解物质保持在水中而不沉积在表面上。
在工业生产和日常生活中,阻垢剂广泛应用于锅炉、冷却水系统、管道和家电等设备和管道的维护保养中。
阻垢剂的使用可以有效防止垢积物的形成和积累,降低设备和管道的运行效率和寿命。
此外,阻垢剂还能减少设备和管道的清洗和维护成本,提高生产效率和设备可靠性。
总之,阻垢剂通过改变垢积物的物理和化学性质,防止其在不同表面上的沉积和黏附。
它具有离子交换、稳定胶体微粒和改变晶体结构等多种作用机理,广泛应用于工业生产和日常生活中,为设备和管道的维护保养提供了有效的解决方案。
阻垢剂的作用机理是什么?一、什么是阻垢剂?阻垢剂是一种防止水垢沉积的化学剂。
它可以在水里形成一层薄膜,阻止水中的矿物质和其他杂质沉积在管道和设备表面上,从而保持设备的高效性能,延长其使用寿命。
二、阻垢剂的作用机制阻垢剂主要通过以下机制发挥其作用:1. 离子交换阻垢剂中的功能组分通常是强碱性胺或酸性羧酸,它们能够与水中的离子发生离子交换反应。
在这个过程中,阻垢剂分子中的部分离子会和水中的钙、镁等离子发生反应,形成相对不易沉积的化合物。
这些化合物不容易附着在管道和设备表面上,从而防止了水垢的形成。
2. 缓和pH值阻垢剂中的功能组分还可以缓和水的pH值,将其保持在一定的范围内,从而降低水垢的形成。
当水的pH值过高或过低时,矿物质和其他杂质更容易沉积在管道和设备表面上。
而阻垢剂的作用就是通过调节水的pH值来降低这种沉积的可能性。
3. 防止晶核形成阻垢剂分子中的功能基团还能够阻止水中的矿物质形成晶核,从而防止水垢的形成。
在水中,矿物质的沉积需要形成晶核,而阻垢剂中的功能基团能够与矿物质结合,从而抑制晶核的形成。
4. 分散阻垢剂中的功能基团还能够分散水中的矿物质和其他杂质,使其保持在水中的分散状态,从而防止水垢的形成。
在水中,矿物质和其他杂质越是接近,它们之间的化学反应就越容易发生,从而导致水垢的形成。
而阻垢剂的作用就是通过分散水中的矿物质和其他杂质,使其保持在水中的均匀状态,从而降低水垢的形成。
三、总结阻垢剂通过离子交换、缓和pH值、防止晶核形成和分散等机制发挥其防止水垢形成的作用。
使用阻垢剂能够保护设备,延长其使用寿命,降低维护成本。
浅析阻垢剂在再生水行业的应用一、阻垢剂的原理阻垢剂是通过改变水中钙、镁等离子的结晶形态和化学特性,使其不能沉积在管道、设备等表面。
其主要原理是通过抑制水垢的成核和增长过程,阻断水垢的沉积。
具体来说,阻垢剂与溶解在水中的离子形成络合物,抑制电化学作用,形成阻垢膜,避免水垢的形成和沉积。
目前阻垢剂可分为有机阻垢剂和无机阻垢剂两类。
1. 有机阻垢剂有机阻垢剂是一种以有机高分子为基质,采用缩合、羧化、磺化等化学方法合成的一类具有阻垢功能的表面活性剂。
有机阻垢剂为水兼容性好、化学稳定性强、气味小、处理广泛等特点,可以广泛应用于再生水的领域。
目前,有机阻垢剂的应用较为成熟,不仅可以有效地抑制水垢的形成和沉积,而且可以提高水的流量和水质,从而提高水的再生利用率。
无机阻垢剂是以无机物为主要成分的一种阻垢剂,包括碳酸钠、磷酸钠、硅酸钠等无机盐类。
无机阻垢剂的优点是化学性质稳定,但其缺点则在于会对水质产生一定的影响,所以目前其应用范围较为有限。
1. 中水处理系统在中水处理系统中,通过添加适量的阻垢剂,可以有效地控制水垢形成和沉积,提高水资源再生率,减轻水资源压力。
2. 工业再生水利用在工业再生水利用中,由于水中含有大量的盐类和化学物质,容易形成大量的水垢。
通过添加适量的阻垢剂,可以有效地降低水垢的生成率和降低水垢对设备的损坏。
3. 暖通空调系统在暖通空调系统中,水垢是导致管道疏通的主要原因之一,会影响水的流量和水质,甚至导致系统崩溃。
因此,通过添加适量的阻垢剂,可以有效地控制管道内水垢的生成和沉积。
随着科技不断进步和市场需求的提升,阻垢剂的应用前景越来越广阔。
在未来,随着再生水领域的不断发展和壮大,阻垢剂的市场需求也将随之增长。
同时,阻垢剂的使用也将越来越趋向于智能化、高效化,以满足市场对节能减排的需求。
阻垢剂的阻垢机理是什么?
阻垢剂不仅能够控制水垢,也能在一定程度上控制腐蚀产物、黏泥和淤泥。
加入很少量的阻垢剂即能控制大量的成垢物质,一般认为其阻垢机理如下:
(1)晶格畸变无机垢(如碳酸钙)晶体在成长时,是按照一定晶格排列的,结晶致密,比较坚固。
在水中含有聚羧酸或有机磷酸酯等阻垢剂时,阻垢剂的基团具有对金属离子(如Ca²+)的螯合能力,对无机垢的结晶形成了干扰,使晶格发生歪曲,成为不规则的晶体,这就是晶格畸变作用。
晶格畸变使硬垢变为无定型的软垢。
这种垢的结晶不易长大,垢层中有大量空隙,彼此黏结力差,在水流中容易被冲走,可以随排污水一起排掉。
(2)络合增溶聚磷酸盐、有机磷酸酯或聚羧酸等药剂在水中能够夺取钙镁离子,形成稳定的络合物。
这实际上等于降低了水中钙镁离子的浓度,即减少了Ca²+与CO3-结合形成CaCO₃的机会。
也就是说,相当于提高了水中钙镁离子的允许浓度,即增大了钙镁盐的溶解度。
络合增溶的作用可以使更多的碳酸钙稳定在水中不析出。
(3)凝聚与分散阴离子型阻垢剂(如聚羧酸类)在水中所离解的负
离子能够吸附成垢盐(如碳酸钙)的微晶粒,首先使微晶粒形成双电层,并进而吸附在负离子的分子链上,使微晶粒带负电。
由于分子链上的多个微晶粒带有相同电荷,彼此相斥,不能结成大晶粒,使成垢盐难以沉积在金属传热面上形成垢层。
阴离子阻垢剂的负离子对微晶粒既
有凝聚作用,又能将其分散到整个水系统中,使其呈平均分散状况。
这种凝聚和分散作用使成垢盐微晶粒稳定地悬浮在水中,实际上减少了微晶粒碰撞长大、形成晶核、进而析出的机会,使水中能容纳更多的成垢盐。
阻垢剂的定义和种类一定义:向水中投放某些药剂以阻止水垢的形成,沉淀或增加碳酸钙的溶解度,使其在水中呈分散状态不易沉淀,这些药剂统称为阻垢剂或分散剂。
在工业上常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。
二阻垢剂的种类:阻垢剂的种类丰富,按照阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团,大致分为天然聚合物阻垢剂,含磷类聚合物阻垢剂,共聚合物阻垢剂,绿色新型聚合物阻垢剂。
(1)天然聚合物阻垢剂,单宁,木质素,淀粉,纤维素,壳聚糖和腐植酸等天然高分子化合物,分子韩有许多酚羟基,对钙,镁等盐垢晶体的生长具有一定的抑制作用,最早被作为阻垢剂在工业上得到广泛应用。
(2)含磷类聚合物阻垢剂,冷却水处理中,最常用的无机含磷聚合物阻垢剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。
其阻垢机理主要是通过分子中的部分官能团或静电力吸附在晶体表面的活性点上,减缓晶体的生长,使晶体保持在微晶状态,增加其溶解度。
但是这类阻垢剂磷浓度大易水解成正磷酸盐,产生碳酸钙沉淀。
另外,磷酸盐是微生物的营养源,能促进菌藻的滋生。
因此,单纯用聚磷酸盐做阻垢剂在冷却水处理中已经被淘汰,取而代之的是复合磷酸盐,有机磷酸盐和其他低磷或无磷药剂配方。
(3)共聚物阻垢剂,丙烯酸类共聚物是国内外开发最早的共聚物类阻垢剂,它是以丙烯酸为主要单体,在适当的引发剂的作用下,与一种或几种有机单体共聚物而成的一类阻垢剂,能在无机结晶过程中干扰晶体的正常排列,从而达到阻垢,防垢的作用。
(4)绿色新型阻垢剂,随着人们环保意识的日益增高,环境法则日趋严格,人们对阻垢剂提出了越来越高的要求。
具有较好阻垢性能且可减低的绿色聚合物阻垢剂成为研究的主要方向。
目前国内外出现的新型绿色聚合物阻垢剂主要有聚天冬氨酸(PASP)和PESA。
阻垢剂参数
摘要:
1.阻垢剂的定义和作用
2.阻垢剂的分类和主要成分
3.阻垢剂的性能指标
4.阻垢剂的应用领域和优缺点
5.阻垢剂的发展趋势
正文:
一、阻垢剂的定义和作用
阻垢剂是一种添加在水中,用于防止水中的溶解性钙、镁等离子结垢的物质。
它的主要作用是降低水中的硬度,防止设备和管道结垢,从而减少能耗、延长设备使用寿命。
二、阻垢剂的分类和主要成分
阻垢剂可以分为有机磷酸盐、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酰胺等几类。
其中,有机磷酸盐主要成分为磷酸酯,聚丙烯酸盐主要成分为聚丙烯酸钠,聚丙烯酸酰胺主要成分为丙烯酸酰胺。
三、阻垢剂的性能指标
阻垢剂的性能指标主要包括阻垢率、溶解性、稳定性、耐高温性、耐酸碱性等。
阻垢率是衡量阻垢剂效果的重要指标,一般要求在90% 以上;溶解性要求阻垢剂能够在水中迅速溶解;稳定性要求阻垢剂能够在一定时间内保持性能不变;耐高温性和耐酸碱性则要求阻垢剂在高温和酸碱环境下仍能保持一定
的效果。
四、阻垢剂的应用领域和优缺点
阻垢剂广泛应用于工业循环冷却水、锅炉用水、油田注水等领域。
其优点是能够有效防止水垢生成,降低能耗,延长设备使用寿命;缺点是对某些材质有腐蚀性,使用过程中需要控制浓度,以免对设备造成损害。
五、阻垢剂的发展趋势
随着环保理念的深入人心,阻垢剂的发展趋势将更加环保、高效、安全。
有机磷酸类阻垢剂除垢机理有机磷酸类阻垢剂是一类广泛应用于工业领域的添加剂,主要用于控制和减少水中金属离子的沉淀和结垢现象。
它们通过与金属阳离子形成络合物来抑制垢层的生成,从而起到除垢的作用。
有机磷酸类阻垢剂主要包括有机磷酸和其衍生物,如聚羟甲基二醇磷酸酯、聚羟乙烯二胺四亚胺磷酸酯和聚酯磷酸酯等。
它们具有良好的水溶性和络合性能,能够与金属离子形成稳定的络合物,阻止其在水中沉淀和结垢。
有机磷酸类阻垢剂的除垢机理主要包括以下几个方面:1.离子交换作用:有机磷酸类阻垢剂中的磷酸基团具有强亲电性,能够与金属离子发生离子交换作用。
当水中存在金属离子时,有机磷酸类阻垢剂会与金属离子发生络合反应,形成稳定的络合物,阻止其进一步与其他离子结合形成沉淀物。
2.酸碱中和作用:有机磷酸类阻垢剂可以通过与水中的碱性物质反应,将其中和掉,阻止碱性物质与金属离子结垢。
有机磷酸类阻垢剂的磷酸基团可以与碱性物质发生酸碱中和反应,生成盐类或中性复合物,从而控制水中金属离子的浓度。
3.表面吸附作用:有机磷酸类阻垢剂能够通过与金属表面发生物理吸附作用,将其包裹在分子层上,阻止金属离子与水中其他离子结合形成沉淀物。
有机磷酸类阻垢剂分子结构中的疏水基团与金属表面作用,形成一层保护膜,防止金属表面被其他物质侵蚀。
4.水合作用:有机磷酸类阻垢剂中的磷酸基团和羟基等官能团,在水中可以形成水合物,并与金属离子发生络合反应。
水合物的形成能够抑制金属离子在水中的游离状态,从而减少金属离子间的相互作用,阻止其结垢。
除垢剂在工业上广泛应用于热交换设备、锅炉、冷却塔和水处理系统等能够与水接触的设备中。
有机磷酸类阻垢剂通过以上除垢机理,能够有效降低水中金属离子的浓度,控制和减少垢层的生成,提高设备的热传导和热交换效率,延长设备的使用寿命,减少能源消耗和设备维护费用。
需要注意的是,有机磷酸类阻垢剂的使用应根据具体情况选择适当的剂量,以免产生副作用。
此外,阻垢剂的使用应结合其他控制水质的工艺措施,如过滤、软化、化学沉淀等,以达到最佳的除垢效果。
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。
杀菌剂又称杀菌灭藻剂或污泥剥离剂、抗污泥剂等,指一类用于抑制水中菌藻等微生物滋长,以防止形成微生物粘泥的化学品。
通常分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂两类。
氧化性杀菌剂,如常用的氯气、次氯酸钠、漂白粉等;非氧化性杀菌剂中效果好、应用比较广泛的是能破坏细菌的细胞壁和细胞质的化学品,如季铵盐等。
季铵盐中如氯化十二烷基二甲基苄基铵或溴化十二烷基二甲基苄基铵等,往往兼具杀菌、剥离、缓蚀等多种作用,有发展前途,现已应用于油田水、工业冷却水等方面。
水处理絮凝剂一类用于除去或降低水中浊度或悬浮物,加快水中杂质和污泥沉降速度的化学品。
絮凝剂中最早应用的是无机絮凝剂,如明矾、三氯化铁等。
有机和高分子絮凝剂是今后广泛用于给水和废水处理中的絮凝剂。
可分为阴离子型絮凝剂,如羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠等;阳离子型絮凝剂,如聚乙烯胺等;还有非离子型絮凝剂,如聚丙烯酰胺等。
它们的絮凝作用主要是通过电荷中和、吸附架桥作用来实现的。
净化剂油田水处理中应用的一种专用的化学品,能除去含油污水中的机械杂质和油,其作用除了上述絮凝剂所起的分离悬浮固体或机械杂质以外,还具有油水分离的净化作用。
因此,这种净化剂中除含有一般絮凝剂成分如铝盐、聚丙烯酰胺等以外,常含有一些表面活性剂。
对于净化剂的净化效果,一般采用薄膜过滤器加以测定,用滤膜因数(见过滤)的大小表示净化效果的好坏。
清洗剂一类具有清洗作用的化学品。
在水处理的预处理步骤中,常常需要用一些化学品清洗金属设备表面的沉积物,如腐蚀产物和水垢以及微生物粘泥等。
根据清洗的不同要求,清洗剂可以分为酸洗剂如盐酸、硫酸、氢氟酸、柠檬酸等;钝化剂如苯甲酸钠等。
目前,所用的磺化琥珀酸二(α-乙基己酯)钠盐,则是一种表面活性剂,作为专用清洗剂,用于清洗金属表面的油污和浮锈等杂质。
预膜剂在水处理的预处理步骤中,能在金属表面预先形成保护膜的一类化学品。
预膜的目的有两个:一是在使用化学品抑制腐蚀的初期提高投加的浓度;二是采用一种专用的预膜剂,以便在正常操作中投加少量的缓蚀剂,便可维持和修补保护膜,节约药剂和费用。
目前常用的预膜剂有六偏磷酸钠加锌盐、三聚磷酸钠等。
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。
杀菌剂又称杀菌灭藻剂或污泥剥离剂、抗污泥剂等,指一类用于抑制水中菌藻等微生物滋长,以防止形成微生物粘泥的化学品。
通常分为氧化性杀菌剂和非氧化性杀菌剂两类。
氧化性杀菌剂,如常用的氯气、次氯酸钠、漂白粉等;非氧化性杀菌剂中效果好、应用比较广泛的是能破坏细菌的细胞壁和细胞质的化学品,如季铵盐等。
季铵盐中如氯化十二烷基二甲基苄基铵或溴化十二烷基二甲基苄基铵等,往往兼具杀菌、剥离、缓蚀等多种作用,有发展前途,现已应用于油田水、工业冷却水等方面。
水处理絮凝剂一类用于除去或降低水中浊度或悬浮物,加快水中杂质和污泥沉降速度的化学品。
絮凝剂中最早应用的是无机絮凝剂,如明矾、三氯化铁等。
有机和高分子絮凝剂是今后广泛用于给水和废水处理中的絮凝剂。
可分为阴离子型絮凝剂,如羧甲基纤维素、聚丙烯酸钠等;阳离子型絮凝剂,如聚乙烯胺等;还有非离子型絮凝剂,如聚丙烯酰胺等。
它们的絮凝作用主要是通过电荷中和、吸附架桥作用来实现的。
净化剂油田水处理中应用的一种专用的化学品,能除去含油污水中的机械杂质和油,其作用除了上述絮凝剂所起的分离悬浮固体或机械杂质以外,还具有油水分离的净化作用。
因此,这种净化剂中除含有一般絮凝剂成分如铝盐、聚丙烯酰胺等以外,常含有一些表面活性剂。
对于净化剂的净化效果,一般采用薄膜过滤器加以测定,用滤膜因数(见过滤)的大小表示净化效果的好坏。
清洗剂一类具有清洗作用的化学品。
在水处理的预处理步骤中,常常需要用一些化学品清洗金属设备表面的沉积物,如腐蚀产物和水垢以及微生物粘泥等。
根据清洗的不同要求,清洗剂可以分为酸洗剂如盐酸、硫酸、氢氟酸、柠檬酸等;钝化剂如苯甲酸钠等。
目前,所用的磺化琥珀酸二(α-乙基己酯)钠盐,则是一种表面活性剂,作为专用清洗剂,用于清洗金属表面的油污和浮锈等杂质。
预膜剂在水处理的预处理步骤中,能在金属表面预先形成保护膜的一类化学品。
预膜的目的有两个:一是在使用化学品抑制腐蚀的初期提高投加的浓度;二是采用一种专用的预膜剂,以便在正常操作中投加少量的缓蚀剂,便可维持和修补保护膜,节约药剂和费用。
目前常用的预膜剂有六偏磷酸钠加锌盐、三聚磷酸钠等。