阻垢机理介绍

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。

油气田集输管道结垢机理及除垢措施摘要：集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。

集输管道结垢的物质种类很多，管道结垢过程复杂，首要因素就是溶解度处于过饱和状态。

过饱和浓度除了与溶解度有关外，还受热力学、结晶动力学、流体力学等因素的影响。

对于腐蚀垢而言，结垢则受输送介质、材料以及周围环境的共同影响。

根据油田集输管道结垢机理，从防垢溶垢剂除垢法、超声波防垢除垢法、机械除垢法对其除垢效果和机理进行研究，提出对应的集输管道除垢技术措施。

关键词：集输管道；结垢；机理一、管道结垢机理集输管道结垢物一般都是具有反常溶解度的难溶盐类物质，在水中浓度达到饱和状态时，集输管道内壁的杂质就会结晶析出变成垢物。

集输管道结垢的物质种类很多，最常见的是碳酸钙、碳酸镁，容易除去。

而硫酸盐垢，如BaSO4、SrSO4、CaSO4等结垢物就难以清除，危害比较大。

此外还有FeCO3、FeS、Fe（OH）2等铁垢。

根据垢成分分析集输管道主要为硅垢、铁垢、碳酸盐垢物等，现对其机理进行分析。

1、硅垢硅垢的产生是一个非常复杂的物理化学变化过程，与油井所在地质条件和岩石层物质组成有关，随着油井地下水pH值的升高，油井岩层中的二氧化铝、二氧化硅、铝化合物被大量溶解形成离子物质，此时与存在的Ca 2+、Mg 2+、Ba 2+等金属离子进行反应和结合，从而析出固体物质变成垢。

2、铁垢油井结垢物质中铁成分较多，铁垢的形成有多种机理，大部分都由油井管道、铁材料设备腐蚀形成，主要形成机理包含以下3个方面：①硫酸盐还原菌的腐蚀形成铁垢物，硫酸盐还原菌的条件下造成管壁腐蚀，金属发生阴极去极化反应；②二氧化碳腐蚀与铁发生反应产生铁垢，二氧化碳溶于水形成碳酸发生电离形成腐蚀；③硫化氢的腐蚀，硫化氢溶于水就可以直接导致管道设备的腐蚀。

3 、碳酸盐垢以碳酸钙为例，碳酸钙在水中发生反应：Ca（HCO3）2→CaCO 3 ↓+CO2+H2O，温度升高上述反应发生，从而产生碳酸钙垢。

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。

有机磷型阻垢剂是一类广泛应用于工业水处理领域的化学药剂，其主要作用是防止或减少水中的钙、镁离子与碳酸根离子结合形成碳酸钙沉淀，从而防止水处理系统中的设备结垢。

有机磷阻垢剂的种类繁多，它们的分子结构和性质各异，但都具有阻止水处理系统中形成垢层的能力。

常用的有机磷阻垢剂包括：1. ATMP（氨基三甲叉膦酸盐）：具有良好的整合、低限抑制及晶格畸变作用。

能够有效地阻止水中成垢盐类的形成，特别是对碳酸钙垢的形成有很强的抑制作用。

在水中化学性质稳定，不易水解，对金属具有缓蚀效果。

2. HEDP（羟基乙叉二膦酸盐）：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。

在高温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，对硫酸钙、硫酸钡的阻垢效果好。

3. EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸盐）：含氮有机多元膦酸，属于阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3~5倍。

能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在高温下仍有良好的阻垢效果。

4. DTPMP（二甲苯基膦酸盐）：具有良好的阻垢和缓蚀作用，适用于各种水处理系统。

5. PBTCA（苯并三氮杂环己烷磷酸盐）：具有很好的阻垢缓蚀效果，适用于冷却水处理。

有机磷阻垢剂的阻垢机理通常涉及以下几个方面：- 螯合作用：有机磷阻垢剂能与水中的钙、镁离子形成稳定的螯合物，阻止它们与碳酸根离子结合形成碳酸钙。

- 晶格畸变作用：阻垢剂能够吸附在碳酸钙晶粒上，并与其表面的CO32-发生置换反应，从而干扰碳酸钙晶格的正常生长。

- 成膜作用：一些有机磷阻垢剂能在金属表面形成保护膜，防止金属离子释放到水中。

由于有机磷阻垢剂具有较好的环保性能，能够有效减少水处理系统中垢的形成，因此它们在工业循环冷却水处理、锅炉水处理等领域得到了广泛的应用。

在使用有机磷阻垢剂时，需要遵循相应的使用规范和环保要求，确保其安全、有效地发挥阻垢作用。

磷酸盐在水处理中的作用磷酸盐在冷却水和锅炉水处理中主要是作缓蚀剂和阻垢剂,其机理依品种、用途及使用条件的不同而有所差别。

因有缓蚀阻垢效果及环保方面等因素,磷酸盐处理技术经历了不断的改革。

它每一次改进,都针对性解决了控制中的某些技术难题。

目前面临环保限磷问题,加快绿色水处理技术的研究进程,已刻不容缓。

1 引言水的处理问题早已引起国内外的普遍重视。

为缓解水的供需矛盾,最根本的办法是通过水处理技术加以解决。

水处理可以提高占耗水比例相当大的工业用水循环利用率。

在水处理中使用很多种化学药剂,就目前来看, 磷酸盐仍是水处理中选用的重要化工产品。

它们在水处理中的作用因处理目的、被处理水的水质和处理方法的不同而异。

工业循环冷却水和锅炉水处理是磷酸盐在水处理应用中的两大领域,冷却水在食品、纺织、造纸、化工、石油、钢铁和机械工业等的用量是很高的。

平均占总用水量的67%。

其中又以化工、石油、钢铁工业为最高约占85% ~90%。

锅炉水处理是保证锅炉的热效率、防止事故、延长使用寿命,保证锅炉安全运行的重要手段。

目前,我国有40余万工业锅炉采用磷酸盐处理方式处理炉水。

2 磷酸盐的缓蚀机理和阻垢机理磷酸盐在冷却和锅炉水处理中主要作缓蚀剂和阻垢剂。

其作用机理即为缓蚀机理和阻垢机理。

缓蚀机理2. 1磷酸盐类作为缓蚀剂的缓蚀机理,依其品种、用途及使用条件不同而有所差别。

在循环冷却水处理中,使用较多的是聚合磷酸盐。

各种聚合磷酸盐对碳钢都具有较好的缓蚀效果。

碳钢在水中的腐蚀是微电池造成的,其电化学反应式为:阳极反应:Fe Fe2++2e阴极反应:O2+2H2O+4e 4OH-这种机理[1]认为,当水中具有一定浓度的Ca2+ 或其它二价金属离子时,聚合磷酸根离子与Ca2+形成带正电荷的配离子,这种配离子以胶溶状态存在于水溶液中。

钢铁在水中腐蚀时,阳极反应产物 Fe2+向阴极方向扩散移动,胶溶状态的带正电荷的聚磷酸钙配离子可再与Fe2+络合,生成以聚磷酸钙铁为主要成分的配离子,依靠腐蚀电流沉积于阴极表面,形成沉淀皮膜。

离子极化阻垢离子极化阻垢是一种应用于水处理领域的技术，旨在解决水中的结垢问题。

结垢是指在水中存在的各种溶解物质，如钙、镁、铁等离子，通过水的蒸发或冷却过程中，逐渐沉积在水管、设备表面等处，形成厚厚的水垢，严重影响工业生产和家庭生活。

离子极化阻垢技术通过改变水中溶解物质的电离状态，降低其沉积能力，从而实现阻垢的目的。

在这个过程中，离子极化剂被添加到水中，与水中的离子发生反应，形成可溶解的化合物，从而减少水垢的生成。

离子极化剂的选择十分重要，需要根据水质的不同进行调整，以达到最佳的阻垢效果。

离子极化阻垢技术具有很多优点。

首先，它是一种物理处理方法，无需使用化学药剂，对环境友好，没有二次污染的问题。

其次，它具有较高的阻垢效果，可以有效减少水垢的生成，延长设备的使用寿命，提高工业生产效率。

此外，离子极化阻垢技术操作简便，成本低廉，适用于各种规模的水处理系统。

离子极化阻垢技术在工业生产中有着广泛的应用。

例如，在热交换器、锅炉、冷却塔等设备中，水垢的堆积会导致传热效率下降，能耗增加，甚至设备故障。

通过使用离子极化阻垢技术，可以有效降低设备的维护成本，提高设备的运行效率。

此外，离子极化阻垢技术还可以应用于饮用水、游泳池等领域，提供清洁、健康的水源。

离子极化阻垢技术在水处理领域的应用前景广阔，但也存在一些挑战。

首先，离子极化剂的选择和添加剂的浓度需要根据水质的不同进行调整，这对操作人员的技术要求较高。

其次，离子极化阻垢技术对水质的要求较高，一些特殊的水源可能不太适合采用该技术。

此外，离子极化阻垢技术的长期稳定性和经济性还需要进一步研究和改进。

离子极化阻垢技术是一种有效解决水垢问题的方法，具有环保、高效、低成本等优点。

在未来的发展中，我们需要进一步完善该技术，提高其适用性和稳定性，以满足不同领域和场景的需求。

同时，我们还需要加强研究和应用，推动离子极化阻垢技术在水处理领域的广泛应用，为人类提供更清洁、健康的水资源。

阻垢剂科技名词定义中文名称：阻垢剂英文名称：scale inhibitor，deposit control inhibitor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。

应用学科：海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片阻垢剂阻垢剂（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。

目录编辑本段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。

编辑本段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。

饮水机的永磁体恒定磁场阻垢实验与机理熊兰;郜建祥;林高林;熊露婧;范禹邑【摘要】饮水机水垢可能引起健康问题，磁化水具有一定的阻垢作用。

提出一种固定于饮水机水池外壁的永磁体恒定磁场发生装置，其经济性与易安装维护明显优于工业流体阻垢方法中常见的螺线管恒定磁场装置，同时采用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics分析两者圆柱水池内部的磁感应强度分布规律。

针对普遍认可的磁场对水体内各种游离离子的洛仑兹力（离子理论）和带电粒子的洛仑兹力（粒子理论）机理进行永磁体实验验证，结果表明：后者强于前者；恒定磁场能够减缓CaCO3生成，在常温下的阻垢率可达29%；与空白组相比，长期烧水状态下永磁组饮水机的阻垢效果明显。

最后，基于pH和钙离子浓度推算了溶液中各个组分的浓度，其中的CaCO3含量用于阻垢率的计算解决了其难以测量的困难。

%It is a common sense that the scale from the water dispenser may lead to health problem and the magnetized water has a certain scale inhibition function. Permanent magnets are easier to install with lower cost for scale inhibition of drink water comparing it to the solenoid with electric current twined the water pipe for scale inhibition of industrial fluid. We fix a set of permanent magnets on the outer wall of cool tank to generate constant magnetic field inside the tank. The magnetic flux density distribution in the cylinder tanks by both magnets and solenoid is simulated and compared with COMSOL Multiphysics software. The experiments prove the correctness of the theory that magnetic field imposes Lorentz force on the free ions in the water (abbr. Ion Theory) and also charged particles (abbr. Particle Theory). Meanwhile, Lorentz force oncharged particles is much stronger than the free ions. Constant magnetic field may slow down the production of CaCO3. Under the ambient temperature, the scale inhibition rate reaches as high as 29%. Under the condition of long-term heating up the water, the permanent magnet group has a better scale inhibition effects comparing with the blank group. Finally, we calculate the concentration of each component in the tank based on the data of pH value and calcium concentration. We use the concentration of CaCO3 to calculate the scale inhibition rate which is difficult to measure.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2017(068)001【总页数】8页(P264-271)【关键词】饮水机;恒定磁场;磁感应强度;结垢;永磁体;粒子;水溶液【作者】熊兰;郜建祥;林高林;熊露婧;范禹邑【作者单位】重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆400044;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044;重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆 400044【正文语种】中文【中图分类】TQ085+.4饮水机在使用过程中由于加热、换水以及内部构造等原因会在其内胆和水池中产生严重的水垢问题，一方面易导致肾结石等疾病的产生；另一方面会严重降低热水胆的传热性能，造成能源浪费，缩减饮水机的使用寿命[1-3]。