聚天冬氨酸基阻垢分散剂及其与磁场协同阻垢作用研究_

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第一章绪论

§1-1 前言

水是生命之源,是人类生存和发展不可代替的资源,是经济社会可持续发展的基础。随着经济建设的快速发展与人口的急剧增长,人类对水资源的需求也在不断增加,水资源危机日益加剧。与此同时,水资源的污染问题也越来越严重,水资源短缺与污染之间形成一种恶性循环,给社会经济的发展带来了极大的危害,已对人类的生存构成了威胁。长久以来,人类将水视为取之不尽用之不竭的免费产品,肆无忌惮地利用有限的水资源,导致全球性缺水。如果不再合理开发利用现有的水资源,人类将会为此付出沉重的代价。21世纪水将成为人类最为匮乏的资源[1]。

我国的水资源总量为28000×108立方米,人均淡水资源拥有量不到2200立方米,仅为世界人均拥有量的1/4,是水资源极为短缺的国家,为世界12个贫水国家之一[2]。目前600多个城市中有400多个缺水,其中严重缺水的有100多个。每年因水缺乏影响产值至少200亿元以上[3,4]。

我国工业用水量占总用水量的40%左右,而工业冷却水占工业用水量的80%[5]。目前,工业用水重复利用率低,仅为20%~30%,而有些发达国家已达80%~90%[3]。因此,对工业冷却水进行循环利用,提高工业用水的重复利用率,节约有限的水资源,是我国保持水资源可持续发展的重要组成部分。造成工业用水重复利用率低的原因主要由以下两方面:一是由于水质情况较差;二是阻垢分散剂和循环冷却水处理技术及工艺与国外发达国家相比还有一定的差距。因此,开展具有自主知识产权的环保型水处理剂及工艺的研究工作,不仅具有重要的学术价值,而且符合我国可持续发展战略和环境保护的要求。

循环冷却水系统水质稳定剂经历了由无机到有机,从高磷到低磷的发展历程,未来循环冷却水系统水质稳定剂的发展应遵循可持续发展战略,绿色化无疑是循环冷却水系统水质稳定剂和水处理技术发展的目标。在深入研究水质稳定剂的阻垢缓蚀机理的基础上,通过物理水处理过程和化学水处理过程的集成及相关强化技术的研究,开发环境友好的物理化学水处理技术将是今后水处理的发展方向之一。

§1-2工业循环冷却水处理技术

1-2-1 循环冷却水系统

几乎所有的工业企业,例如:石油化工、制药、化纤、冶金、电力等,在生产过程中往往会产生大量的热量,使生产设备或产品的温度升高,必须及时进行冷却,否则影响生产的正常进行和产品的质量。水具有热容量大、传热效果好、化学稳定性好、常温下呈液态、便于管道输送、使用方便,且价格较低、来源广泛等特点,在工业上常被作为冷却介质,作为冷却介质的水称为冷却水。主要的冷却对象有冷凝器、热交换器、发电机组与压缩机组、高炉、炼钢与轧钢机、化学反应器等。冷却水进入这些设备,与热壁接触而被加热。这种用水来冷却工艺介质的系统称为冷却水系统。

冷却水系统通常有两种:直流冷却水系统和循环冷却水系统。在直流冷却水系统中,冷却水仅通过换热设备一次后就被排掉了,此系统投资少,操作简单,对水质要求不高,但用水量很大,运行费用高,不符合节水的要求。因此,绝大多数的企业已将直流冷却水系统改为循环冷却水系统。在循环冷却水系统中,冷却水可以循环利用,经过换热设备后温度升高的水由冷却塔将水温降低下来。循环水在通过冷却塔的过程中,有一部分水会被蒸发损失掉,因而水中各种矿物质和离子含量也会不断浓缩增大。当系统水中离子含量增大到一定值后,需排出部分循环水,补充一定量的新鲜水。循环冷却水系统与直流冷却水系统相比,可以大大节约冷却水的用量。以年产30万吨合成氨工厂为例[5],如果采用直流冷却水系统,则每小时耗水量达23500m3;如改为循环冷却水系统,并以1.5倍的浓缩倍数运行,则每小时耗水量降为1100m3,如果将浓缩倍数提高到3倍,则每小时耗水量只需550m3。循环冷却水系统见图1.1。

将冷却水进行循环使用时,由于水的蒸发是以不含盐分的水蒸气形式散失,循环水中的各种无机盐离子不断浓缩,使得循环水系统更容易产生严重的沉积物附着,滋生大量微生物,造成设备腐蚀。特别是随着水中结垢离子的增加,冷却水中的盐类超过其饱和溶解度而结晶析出在换热器表面,产生结垢现象,如钙、镁、铁的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐和磷酸盐等。轻者影响换热效果增加能耗,严重时会堵塞管道形成事故。因此在循环冷却水系统中,必须要选择一种经济实用的方案,使上述问题得到解决或改善。循环冷却水处理就是通过水质处理的办法解决这些问题。

图1.1 循环冷却水系统

Fig1.1 diagram of circulating cooling water system

1-2-2 循环冷却水处理技术

循环冷却水处理方法主要分为物理处理和化学处理。物理处理技术主要有:磁处理、静电处理、光化学处理、超声波处理等[6-9],物理处理技术具有操作简单、运行费用低、无毒无污染等优点。此方法适用于硬度较小的水质,而对目前我国硬度较高的复杂水质的水处理效果并不令人满意。

化学处理技术通常是向补充水中加入一定量的阻垢分散剂和缓蚀剂来防止水系统的结垢与腐蚀。利用阻垢分散剂与结垢离子的螯合作用或对结垢晶体的晶格扭曲作用而达到防垢的目的,利用缓蚀剂抑制腐蚀反应的阳极过程、在金属表面形成沉淀膜并覆盖阴极表面、在金属表面定向吸附并形成保护性的吸附膜阻止腐蚀的阴阳极过程,从而起到缓蚀作用。

目前,国内外流行的是磷系配方,此技术已经广泛应用于我国绝大多数的工业企业的循环冷却水系统中,而且取得了较好的使用效果。但随着我国水质的不断恶化,水质硬度越来越高,国内外对含磷废水排放的要求日益严格,目前通用的磷系配方将逐渐被新一代环保型水处理剂所代替[10]。

§1-3 阻垢分散剂研究现状

1-3-1 阻垢分散剂的发展历程

阻垢分散剂是实施化学水处理技术与过程中的重要材料,已成为新材料领域中精细化工产品的一个分支,也是节水和环保产业的重要组成部分。从上世纪末开始,由于国内外各类用水量增长,对阻垢分散剂的需求量增长很快。

美国从20世纪30年代开始研究阻垢分散剂,日本从50年代开始[11],60年代相继开发出了聚磷酸盐、聚丙烯酸、有机多元膦酸等阻垢分散剂,使得水处理技术有了突破。70年代以后阻垢分散剂的研究已被公认为一门综合性的应用学科[12]。我国自20世纪70年代从引进大型化肥装置和石油化工装置配套中引进阻垢分散剂开始,大体经历了引进-剖析-仿制-创新的过程,工业冷却水用阻垢分散剂大致经历了以下发展阶段[13]:

(1)1975~1979年:聚磷酸盐、有机膦酸盐、聚羧酸。

(2)1979~1985年:聚磷酸盐、有机膦酸盐、聚羧酸、有机膦酸盐/聚丙烯酸、多元醇磷酸酯/锌盐/磺化木质素、有机膦酸盐/聚合物、钼酸盐、钨酸盐、硅酸盐复合配方。

(3)1985~1990年:有机膦酸盐/共聚物全有机配方。

在进入20世纪90年代后,阻垢分散剂的研究又进入了一个相对提高的阶段,相继开发了膦基聚羧酸(POCA)、2-羟基膦乙酸(HPA)以及含磺酸基团和含膦酸基团的各类聚合物等。随着可生物降解的聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸和丙烯三羧酸共聚物等的出现,使我国的阻垢分散剂增添了一些新品种,缩短了与国外的差距。目前,我国在阻垢分散剂的研究开发方面已经进入到了一个新的阶段,有些产品已经达到了国际先进水平。随着人类环保意识的提高,环保法规进一步严格,许多国家开始限制磷的排放,推动了低磷、无磷配方的迅速发展,低磷、无磷、可生物降解的环保型阻垢分散剂的研究已成为国内外研究的重点课题。因此,加快环保型阻垢分散剂的研究步伐,进行不同阻垢分散剂之间的协同增效研究具有重要意义。下面将对不同种类聚合物阻垢分散剂的研究情况进行介绍。

1-3-2 阻垢分散剂的分类

(1)天然聚合物阻垢分散剂

天然高分子化合物如淀粉、木质素、单宁、纤维素、腐植酸钠、壳糖等天然聚合物是最早应用于冷却水系统的一类阻垢分散剂。

淀粉和纤维素是一种多羟基的高分子化合物,可以看作许多葡萄糖缩水而成,水解之后都能得到葡萄糖。由于分子中大量羟基的存在,这些羟基对Ca2+、Mg2+等离子会发生作用,抑制钙、镁等化合物晶体生长,因而具有一定的阻垢作用。

木质素是存在于植物纤维中的一种组成复杂的芳香族高分子化合物,它水解以后可以得到含有羟基和羧基等官能团的带苯环的化合物,这些基团能与水中金属离子螯合,又能吸附在晶粒表面,防止晶体长大。

单宁存在于多种植物及其果实(如五倍子)中,结构比较复杂,属多元酚类化合物,分子中含有许多酚羟基和部分水解后产生的羧基,分子量一般在2000以上。由于分子结构中含有大量的羟基和羧基,因此能与多种金属离子Fe2+、Ca2+、Mg2+等螯合形成溶解度较大的螯合物,阻止了水垢的形成[5]。

腐植酸钠是复杂的高分子羧酸盐混合物,可抑制碳酸钙晶体的生长发育[5]。

由于天然高分子化合物存在不稳定、易分解、投加量大、杂质含量高,并且阻垢和分散效果不及合成聚合物阻垢剂等缺点,现在已经很少使用。但是天然聚合物来源广、廉价、可生物降解,可以通过改性等方法以制备经济、环保、高效的聚合物阻垢分散剂。

(2)合成聚合物阻垢分散剂

合成聚合物阻垢分散剂克服了天然聚合物的缺点,这类聚合物阻垢分散剂主要是由丙烯酸、马来酸或马来酸酐通过均聚或与其它单体共聚形成的一类水溶性高分子物质[5] 。合成聚合物经历了从二元、三元到多元共聚物的发展历程。随着研究的不断深入,又相继出现了膦基羧酸聚合物阻垢分散剂、磺酸基团聚合物阻垢分散剂和其它基团聚合物阻垢分散剂,有关内容将在下面详细介绍。

(3)环境友好的聚合物阻垢分散剂

环境友好阻垢剂又称为绿色阻垢剂,它是一类具有良好阻垢效果又几乎不污染环境的水溶性高分子聚合物,主要有聚天冬氨酸型、聚环氧琥珀酸型、丙烯三羧酸类聚合物和衣康酸均聚物等,另外还有烷基环氧羧酸盐和多亚乙基多胺基甲撑磺酸盐[14]。虽然聚丙烯酸类阻垢分散剂毒性小,但是在高钙离子浓度下易形成聚丙烯酸钙沉淀,且生物降解性差。而聚天冬氨酸(PASP)和聚环氧琥珀酸(PESA)具有无磷、可生物降解等优点,环境相容性好,是一类代表着阻垢剂发展方向的聚合物[15-19]。

1-3-3 聚天冬氨酸的研究进展

(1)聚天冬氨酸的性质及用途

聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚氨基酸,其结构式如下:

聚天冬氨酸特殊的化学结构使其具有良好的可生物降解性、钙离子交换能力和破坏钙盐结晶结构的特性。特别是它的环境相容性和可生物降解性,使其在许多领域可以部分或全部代替难生物降解的丙烯酸及其共聚物,成为一种极有发展前途的环保型多功能高分子材料。其主要应用领域有:

一是作为阻垢分散剂和缓蚀剂。聚天冬氨酸可螯合钙、镁、铜、铁等多价金属离子,尤其是可以改变钙盐的晶体结构,使其形成软垢,因而具有良好的阻垢、分散和缓蚀性能。美国Monsanto 公司[20]研制的聚天冬氨酸在3%的加入量时,对碳钢的缓蚀效果非常明显。美国Rohm&Haas[15]公司研制的聚天冬氨酸的缓蚀效果非常好,既可用于水处理系统,又可用作仪器设备等的洗液,起到清洁及缓蚀的作用。

二是用于农业产品。聚天冬氨酸在土壤中很容易进入植物的根部,可吸收和富集根部周围土壤中对植物有用的元素如N、P、K、Ca、Mg、S、Mn、Cu、Fe和B等,以促进植物生长,它对各种土壤都适用。除直接施用外,还可以用于植物种子的包衣,具有提高发芽率和保墒的作用。由于聚天冬氨酸降解性好,使用它既可促进植物生长,又可以减少由于滥施肥料导致的地表水污染。因此,聚天冬氨酸是非常引人注目的新一代肥料增效剂。由于聚天冬氨酸具有良好的杀虫、灭菌和分散能力,因而将聚天冬氨酸用于农药,既可以保护植物不受病虫害,又可与农药其他成分复合,使其在植物表面润湿、分散、增溶和渗透,充分发挥农药的药效[21,22]。

三是用作吸水材料。高分子量聚天冬氨酸具有很强的吸水性,利用这一性能可以采用γ光照射、交联等方法将聚天冬氨酸制成强力吸水材料,用于超强吸水剂、胶凝剂、毛巾、尿布、墩布及一些卫生保健用品等、用相对分子质量大于40000的聚天冬氨酸可制成水凝胶,其溶胀性好且具有较好的可逆性,制成离子交换树脂用于生化分离,效果很好[23,24]。

其他用途。聚天冬氨酸在日用化学、医药等领域也有十分广泛的用途,见表1.1。

表1.1 聚天冬氨酸的用途

Table 1.1 Uses of polyaspartic acid

应用领域用途

分散剂[25-28]颜料,涂料,记录纸,水煤浆,陶瓷,水还原剂,油田化学

日用化学品[29-30]保湿润肤品,洗发水,护发素,发胶,牙膏,口洁素,口香糖,织物洗涤

助剂,织物柔顺剂,织物保护剂,厨房洗涤用品

医药[31-32]血浆膨胀剂,血小板抗凝剂,药物载体

其他[33-35]非金属性有机光学材料,金属加工用润滑剂,皮革鞣剂,其他

(2)聚天冬氨酸的制备工艺

目前,国内外文献报道的聚天冬氨酸合成所用原料主要有两大类:一类是用马来酸酐和氨为原料。另一类是以L-天冬氨酸为原料。合成聚天冬氨酸首先是合成聚琥珀酰亚胺(polysuccinimide,缩写为PSI),再进行碱性水解、酸化、提纯得到聚天冬氨酸的纯品。因此,人们对聚天冬氨酸的合成进行的研究和探索主要集中在聚琥珀酰亚胺的合成上。不同的合成路线和反应条件均对聚天冬氨酸的分子量和分子结构产生影响,从而改变最终产品的性能。其主要合成路线图见图1.2[36]。根据反应原料的不同,聚天冬氨酸的合成主要有以下两种方法。

一是以马来酸酐为原料制备聚天冬氨酸[37-45]:从马来酸酐出发制备聚天冬氨酸有以下三种途径,方法一是通过马来酸酐与氨反应生成马来酰胺酸,然后,马来酰胺酸热缩聚制备聚琥珀酰亚胺;方法二是将马来酸酐水解得到马来酸,马来酸同氨反应得到马来酸铵盐,由马来酸铵盐热缩聚制备聚琥珀酰亚胺;方法三是由马来酸酐水解得到马来酸,马来酸加热变成反丁烯二酸,反丁烯二酸与氨反应得到天冬氨酸铵盐,天冬氨酸铵盐酸化得到天冬氨酸,天冬氨酸热缩聚得到聚琥珀酰亚胺。将聚琥珀酰亚胺在碱性条件下水解得到聚天冬氨酸的盐溶液。

二是以单体L-天冬氨酸为原料直接热缩聚:从单体L-天冬氨酸为原料制备聚天冬氨酸有以下四种途径,方法一是将固态L-天冬氨酸为原料直接进行热缩聚制备聚琥珀酰亚胺;方法二是在固态L-天冬氨酸进行热缩聚反应中通入氮气或二氧化碳制备聚琥珀酰亚胺;方法三是以固态L-天冬氨酸为原料,加入酸做催化剂进行热缩聚制备聚琥珀酰亚胺;方法四是在有机溶剂中以L-天冬氨酸为原料进行热缩聚制备聚琥珀酰亚胺。将聚琥珀酰亚胺在碱性条件下水解得到聚天冬氨酸的盐溶液。

H H 2H 2N

图1.2 聚天冬氨酸的合成路线

Fig.1.2 The pathway of synthesis of polyaspartic acid

(3)聚天冬氨酸的阻垢分散性能和研究进展

聚天冬氨酸结构中具有类似蛋白质中的酰胺键,自从发现软体动物壳体蛋白具有控制碳酸钙的晶体形成特性以后,国外的研究人员自20世纪50年代开始就对聚天冬氨酸的合成、结构、性能和应用方面进行了研究。到20世纪90年代,聚天冬氨酸作为一种极具发展前景的阻垢分散剂,成为世界各国特别是美国、德国和日本各大公司研究开发的重点。

Koskan等[46~49]以粉末状L-天冬氨酸为原料,在间接加热的旋转或盘架式干燥器、螺杆压出机中进行,初始化温度最低为1900C,然后再将温度迅速升高到2300C以上,维持此温度直到转化率达到80%以上为止,得到的聚天冬氨酸平均分子量为1000~5000。结果表明,温度低,所需反应时间长,产物的颜色较浅;温度高,反应时间短,产物的颜色较深。产物的颜色变化为浅粉、粉色、浅棕色、棕色、棕黑色。

Kalota等[50]在盘架式干燥器中,通入氮气或二氧化碳,搅拌L-天冬氨酸使之形成流化状,反应物的温度为2000C到3000C,气体温度为2400C到3200C。此时气体的体积含量为5%,同时起着催化剂的作用,这样可以提高反应速率。此反应是在双盘架式反应器中进行,60分钟左右即可达到99%的转化率。

Gregory等[51~53]利用螺杆式压出机、捏合机、反应釜、聚四氟乙烯盘等,采用L-天冬氨酸为原料,酸做催化剂进行热缩聚,控制反应温度为2200C~2800C之间。当聚合成聚琥珀酰亚胺时所生成的理论水量全部移走时,冷却反应混合物,然后将催化剂用水洗掉。实验发现,有酸催化剂存在时所得到的聚琥珀酰亚胺比单纯热缩聚时得到的聚琥珀酰亚胺的生物降解速度快,得到的聚天冬氨酸分子量比不加催化剂时的要大(大约2~3万)。典型的催化剂除磷酸、硫酸氢钠、有机膦酸以外,可作为催化剂的还有:硫酸、对甲基苯磺酸、焦硫酸盐、硼酸、盐酸、磷酸二氢钠等。总的说来,磷酸的催化效果最好,硫酸氢钠次之。

Martin等[54]将L-天冬氨酸和有机溶剂混合,加热到1400C~2600C之间,不断搅拌以防止固体凝固,反应中不溶于有机溶剂的水可通过蒸馏移出,反应时间为1~5小时。Tomida等[18]详细考察了各种有机溶剂和酸催化剂对天冬氨酸热缩聚的影响,发现使用1,3,5-三甲基苯和环丁砜作为混合溶剂,少量的磷酸作为催化剂,转化率可达90%以上,产物相对分子量大约6~7万。由于反应产物是固体,所以用传统方法过滤即可从反应溶剂中分离出来。另外,有机溶剂可以循环利用。有机溶剂可以从含7到14个碳原子的高沸点的烷醇中选取,典型的烷醇有庚醇、辛醇、壬醇、异癸醇、正癸醇、十三烷醇、十四烷醇以及它们的混合物,由于异癸醇的沸腾范围和易分离性,所以它是首选的溶剂;也可以从含10到20个碳原子的高沸点的烷烃中选取,典型的烷烃有癸烷、十二烷、十三烷、十四烷、十五烷、十六烷、十八烷、二十烷等。

Wood等[40,42] 以马来酸(马来酸酐)和氨为原料,在500C~1400C反应生成马来酸铵盐、马来酰胺酸和天冬氨酸及其盐的混合物,该混合物再在常压、减压、通惰性气体N2以及由酸催化剂存在的条件下,于1600C~3000C经过热缩聚制得聚琥珀酰亚胺,产率最高可达90%以上。聚天冬氨酸分子量分布于1000~4500。该方法20世纪90年代中期在德国的Bayer、BASF和美国的Donlar公司均实现了工业化生产。

国内开始进行聚天冬氨酸的研究在20世纪90年代末,熊蓉春等[ 55 ]较早地报道了国内关于聚天冬氨酸的研究情况,并利用L-天冬氨酸和马来酰胺加热缩聚的方法合成了聚琥珀酰亚胺。利用红外光谱对聚天冬氨酸的结构进行了表征,采用极限粘度法测定了聚天冬氨酸的相对分子质量,并对聚天冬氨酸的生物降解能和阻垢性能进行了研究。结果表明,聚天冬氨酸的28天降解率可达60%以上,当分子量在2000~3000时,阻垢作用较强。在普通硬水中,用量为2mg.L-1时,阻垢率可达99.8%,在高钙、高碱及高pH的条件下,对硫酸钙仍具有良好的阻垢效果。

霍宇凝等[56-58]将反应容器置于油浴中,在不断搅拌下,利用L-天冬氨酸加热缩聚的方法合成了聚天冬氨酸,对聚天冬氨酸进行了热性能和阻垢性能分析,结果表明,聚天冬氨酸可耐高温,热稳定性好,当Ca2+浓度为300 mg.L-1,聚天冬氨酸用量为0.2 mg.L-1时,对碳酸钙的阻垢率为88%,阻垢率达到100%时的药剂用量仅为2.0 mg.L-1。

韶辉等[59]以马来酸为原料,加入氨水,在一定温度下,热聚合制得聚琥珀酰亚胺,再水解制得聚天冬氨酸,然后用核磁共振进行了结构分析,用凝胶色谱(GPC)测定了聚天冬氨酸的分子量,对阻垢性能进行了分析,结果表明, 当Ca2+浓度为297 mg.L-1,聚天冬氨酸用量为3 mg.L-1时,对碳酸钙的阻垢率大于90%,但比常用的聚丙烯酸和聚马来酸稍差些,聚天冬氨酸对氧化铁具有一定的分散能力。

徐耀军等[60]利用L-天冬氨酸为原料,对磷酸存在和不存在时的热缩聚产物进行了研究,结果表明,催化剂的存在可以获得较高聚合度的产品,当Ca2+浓度为250 mg.L-1,碱度为1000 mg.L-1,聚天冬氨酸用量为5 mg.L-1时,对碳酸钙的阻垢率大于94%。在聚天冬氨酸用量为0.5 mg.L-1时,分散高岭土的性能与聚丙烯酸大体相同,都具有良好的分散性。此外,国内还有许多研究人员[61-68]对聚天冬氨酸的合成和性能进行了深入的研究,取得了许多研究成果。

1-3-4 丙烯酸共聚物的研究进展

丙烯酸类共聚物是一类以丙烯酸为主要单体,在适当的引发剂作用下,与一种或几种单体共聚而形成的一类阻垢剂,此类阻垢剂起主要作用的是聚合物中的-C00-基团,其对Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+等离子具有较强的螯合能力,不仅具有分散和凝聚作用,还能在结垢晶体的结晶过程中

干扰晶格正常的排列,从而达到阻垢和防垢目的。

丙烯酸类阻垢分散剂是随着磷系配方的出现而出现的,由于将磷系及锌系配方应用于工业循环冷却水系统后,解决了冷却水系统产生的碳酸钙垢,但无法解决磷系及锌系配方所产生的磷酸钙垢和锌垢,而丙烯酸类共聚物由于具有对磷酸钙垢独特的抑制能力而成为研究的热点。

(1)丙烯酸与其它羧酸共聚物

国外关于丙烯酸类阻垢分散剂的研究始于20世纪70年代,美国Chemed 公司[69]提出以丙烯酸和苯乙烯磺酸的水溶性共聚物做水系统阻垢分散剂。共聚物由丙烯酸钠与苯乙烯磺酸钠共聚而成,其平均分子量为4000,两组分重量比为1/3。该共聚物对抑制CaCO3、CaSO4、Ca3(PO4)2垢及硅垢均有较好作用,此共聚物可与水系统中的其它药剂匹配使用。用于冷却水系统时的投加量为20 mg.L-1。

美国BETZ公司[70]发明了一种由丙烯酸和丙烯酸-2-羟基丙酯(HPA)共聚而成的共聚物做阻垢分散剂,抑制水系统中的垢物沉积并分散悬浮的固体物质。该阻垢分散剂适用于碱性磷系冷却水及锅炉水系统,投加量为10~100 mg.L-1。

美国B F Goodrich公司[71]化学部发明了由丙烯酸和取代的丙烯酰胺共聚而成的共聚物作阻垢分散剂。该共聚物由丙烯酸(50~90%重量)和取代的丙烯酰胺(10~50%重量)聚合而成非交联无规共聚物。共聚物分子量为2000~20000。该共聚物可以抑制多种垢物沉积,包括CaCO3、CaSiO4、Ca3(PO4)2、Mg(OH)2、Zn3(PO4)2等,并能抑制其混合物结垢,对Fe2O3也有良好的分散作用。该阻垢分散剂无毒,适用于各种水系统,投加量为1~200 mg.L-1。

丙烯酸类共聚物阻垢分散剂在20世纪80年代初由国外引入我国,80年代中期,曹新庄等[72]合成了丙烯酸类共聚物阻垢分散剂,并对该共聚物阻止CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、Zn3(PO4)2沉积的能力进行了研究。结果表明,该共聚物具有优良的阻垢能力,与国外同类产品水平相当。朱清泉等[73]合成了马来酸酐和乙酸乙烯酯、丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酰胺等二元或三元共聚物,发现这些共聚物对CaCO3和CaSO4垢有较好的抑制性能。

(2)丙烯酸与磺酸共聚物

20世纪80年代,随着冷却水系统污垢控制标准的不断提高,对共聚物阻垢分散剂的性能提出了许多新的要求。国际上出现了含磺酸基团共聚物的开发热潮,将AMPS单体(2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸)引入共聚物引起国内外极大的关注,这类共聚物具有多功能性,可以有效地防止由于均聚物与水中离子反应,产生难溶性聚合物-钙凝胶的后果,特别对Ca3(PO4)2垢有较好的抑制作用,能有效地分散颗粒物,稳定金属离子,尤其对铁垢有很好的阻垢分散作用。目前国内外已开发的产品见表1.2[74]。

表1.2丙烯酸与磺酸共聚物

Table 1.2 Copolymer of acrylic acid and sulphonic acid

磺酸盐单体丙烯酸与磺酸共聚物

单烯烃类磺酸盐AA/乙烯磺酸;AA/烯丙基磺酸;AA/SS; AA/乙烯磺酸/乙烯乙酸

丙烯类磺酸盐AA/AMPS;AA/AM/AMPS;AA/AMPS/乙烯醇;AA/AMPS/AMPP;

AA/AMPS/SS

烯丙氧基类磺酸盐 AA/HAPSE/MA; AA/HAPSE; AA/ABS

丙烯酸类磺酸盐AA/甲基,乙基丙烯磺酸

双烯烃类磺酸盐AA/MBSN/HPA;AA/环戊二烯磺酸/双键组分

注:SS:苯乙烯磺酸;AMPS:2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磺酸;AM:丙烯酰胺;

AMPP:2-丙烯酰胺-2-甲基丙基磷酸;HAPSE:2-羟基-3-烯丙氧基-1-丙基磺酸:

ABS:烯丙氧基苯磺酸;MBSN:异戊二烯磺酸盐;HPA:丙烯酸羟丙酯。

林保平等[75]合成的丙烯酸/2-丙烯酰氧基乙磺酸钠共聚物有较好的阻垢效果,该共聚物对Ca2+有较高的螯合能力,可用于Ca2+含量较高的冷却水中。吴振德等[76]研制成功的AA/AMPS共聚物阻垢分散剂在对Ca3(PO4)2的阻垢能力、对Ca2+的螯合能力,对粘土和Fe2O3的分散性能方面都很优异。马志等[77]首次以水为溶剂,过硫酸铵为引发剂,合成了AA/MA/AMPS共聚物系列。探讨了它们对Ca3(PO4)2的阻垢率与共聚物用量的关系,研究了共聚物在稳定锌、分散氧化铁方面的性能。结果表明:共聚物对Ca3(PO4)2有优良的阻垢分散性能,具有良好的稳定锌和分散氧化铁能力。靳晓霞等[ 78]利用自由基聚合机理合成了以AMPS为单体的新型磺酸盐共聚物。实验结果表明:添加了第三种单体的AMPS三元共聚物在阻磷酸钙垢及稳定锌盐性能方面得到明显改善,磷酸钙阻垢率大于92%,稳定锌盐性能大于85%,是一类综合性能优良的水处理用阻垢分散剂,可广泛用于石油化工、电力、冶金、化肥等行业的循环冷却水处理。

(3)丙烯酸与含磷共聚物

含有羧基和磺酸基的聚合物,虽然对CaCO3、Ca3(PO4)2、Zn2+ 和Fe2O3的阻垢分散能力较好,但其缓蚀性能不够理想,因而含磷聚合物以其特有的阻垢缓蚀双重功效引起了研究者们的极大兴趣。该类聚合物的特点是将羧基与磷酸基结合在同一个分子上,并以C-P键方式连接,使化合物的稳定性明显提高,对成垢离子的螯合能力也有所增强。膦基羧酸共聚物在抑制CaCO3、CaSO4和Ca3(PO4)2,稳定锌离子和分散氧化铁方面优于有机膦酸、羧酸聚合物阻垢剂,又具有良好的缓

蚀性能,含磷量低(小于3%),与其它聚合物复合后具有优良的阻垢缓蚀性能,使得聚合物的稳定性明显提高,对成垢离子的抑制能力也有所增加。

Becker等[79]用异丙烯膦酸(IPPA)分别与丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸甲酯和丙烯酸反应合成了一系列目的化合物,评定了它们的抑制磷酸钙垢的能力。结果表明,IPPA/HPA聚合物和HPA/IPPA/AA聚合物阻垢性能良好。赵彦生[80]制备了AA/IPPA二元共聚物,并且较系统地探讨了此共聚物的阻垢、分散和缓蚀性能,结果表明:该聚合物不仅具有优异的阻垢性能,而且对氧化铁具有较好的分散能力。王恩良[81]以水为溶剂,用AA、AMPS和次磷酸钠为原料合成了含磷AA/AMPS共聚物,吕清河等[82]以AA、丙烯磺酸钠和次磷酸钠为原料合成了含磷丙烯酸-丙烯磺酸钠共聚物,结果表明:此两种聚合物对 CaCO3和Ca3(PO4)2有较好的阻垢作用。崔小明[83]也以IPPA为基本单体,合成了三元共聚物IPPA/AA/HPA,该共聚物不仅具有优良的阻垢分散性,而且对碳钢也有很好的缓蚀作用。

1-3-5 聚天冬氨酸复配物

尽管聚天冬氨酸具有螯合和分散性能,又具有很好的生物降解性。但其螯合和分散能力不如目前广泛应用的丙烯酸和马来酸类聚合物,缓蚀能力不如有机膦类缓蚀剂,特别是将聚天冬氨酸应用于高硬度的水质时,阻垢缓蚀效果不能令人满意。因此,将聚天冬氨酸与其他高效阻垢分散剂复配,利用他们之间的协同增效作用来提高聚天冬氨酸的综合阻垢缓蚀性能是非常必要的。

霍宇凝等[84]对聚天冬氨酸与氧化淀粉复配物的阻垢性能进行了研究。结果表明复配物的最佳浓度配比为: 聚天冬氨酸与氧化淀粉各自的浓度均为 1 mg.L-1;复配物的阻垢性能较单纯的聚天冬氨酸有一定的提高,适用于高钙、高 pH、高温的水系统中,并可在其中长时间停留;复配物使碳酸钙的晶格生长受到抑制,晶粒尺寸变小。

韶辉等[ 85]以L-天冬氨酸为原料,热缩聚合成聚琥珀酰亚胺,水解得到聚天冬氨酸的钠盐。为降低聚天冬氨酸的价格,将其分别与三聚磷酸钠和柠檬酸三钠复配。研究了聚天冬氨酸及其复配物的阻CaSO4垢性能。实验表明:聚天冬氨酸与三聚磷酸钠的复配物在投加质量浓度为5 mg.L-1时,阻垢率达到90%,与柠檬酸三钠的复配物的阻垢率达到88%。聚天冬氨酸与三聚磷酸钠复配物的阻垢性能优于和柠檬酸三钠的复配物,聚天冬氨酸及其复配物均具有一定的耐温性能,且聚天冬氨酸优于其复配物。

杨西东[86]将聚天冬氨酸与PBTCA进行复配,研究了聚天冬氨酸与PBTCA复配物的阻垢性能。结果表明:聚天冬氨酸与PBTCA具有协同增效效应,两者的最佳配比为3:2,复配物可以应用于高钙,高温和高pH值的水系统中,并可长时间起作用。

陈琼婵等[87]对聚天冬氨酸和其它阻垢分散剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,聚天冬氨酸和不同的阻垢分散剂产生协同作用。对碳酸钙垢,聚天冬氨酸与聚马来酸酐、聚丙烯酸和羟基乙叉二膦酸有协同作用。对硫酸钙垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和2—膦酸基丁烷—1,2,4—三羧酸有协同作用。对硫酸钡垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸有协同作用。实验结果为聚天冬氨酸的工业应用提供了参考价值。

1-3-6 阻垢分散剂的阻垢机理

从前面的介绍可知,不管是天然的聚合物,还是合成的共聚物。大量的实验和实际应用表明,这些聚合物都对钙、镁、锌等不溶性盐的析出过程和氧化铁表现出了很好的阻止和分散效果。究竟这些聚合物是通过怎样的途径和方式发生作用的,不同的聚合物为什么对不同的盐类具有不同的阻垢分散性能。从聚合物实际应用开始,这些问题就一直成为研究人员的主要研究内容,经过多年的研究,目前对于阻垢分散剂的作用机理归纳起来主要有以下四个方面[5,12,13]:(1)螯合增溶作用:分散剂溶于水后能发生电离,生成带负电荷的分子链,这些带负电荷的分子链可与结垢离子形成能溶于水的络合物,提高了冷却水中Ca2+、Mg2+的允许浓度。阻垢分散剂对阳离子的螯合作用并非按化学计量比进行,而螯合剂(如EDTA和NTA等)的螯合作用是按化学计量比进行的。阻垢分散剂对阳离子的螯合作用使成垢化合物的溶解能力增加,从而起到阻垢作用。阻垢分散剂的阻垢性能与其分子量、羧基的数目和排列有关。

(2)晶格畸变作用:CaCO3垢是结晶体,它的成长是按照严格顺序,由带正电荷的Ca2+与带负电荷的CO32-碰撞才能彼此结合,并按一定的方向成长。当加入分散剂后,它们会吸附到CaCO3晶体的活性增长点上与Ca2+ 螯合,抑制晶格向一定的方向成长。因此,使晶格扭曲,不能长大。另外,部分吸附在晶体上的化合物,随着晶体增长被卷入晶格中,使CaCO3晶格发生位错,在垢层中形成一些空洞,分子与分子之间的相互作用减少,使硬垢变软,极易被水冲走。由于聚羧酸的分子量相当大,是线性高分子化合物,它除了一端吸附在CaCO3晶粒上以外,其余部分则围绕到晶粒周围,使其无法增长而变得圆滑。因此,晶粒增长受到干扰而歪曲,晶粒变得细小,也形成易被水流冲走的软垢。

(3)凝聚与随后的分散作用:聚羧酸盐类聚合物在水溶液中解离生成的阴离子在与CaCO3微晶碰撞时,会发生物理化学吸附现象,在生长晶核附近的扩散边界层内富集,形成双电层并阻碍成垢离子或分子簇在金属表面的聚结。聚羧酸盐的链状结构可吸附多个相同电荷的微晶,它们之间的静电斥力可阻止微晶的相互碰撞,从而避免了大晶体的形成。当吸附产物又碰到其他聚羧酸盐离子时,会把已吸附的晶体转移过去,出现晶粒的均匀分散现象,从而阻碍晶粒间及晶粒与

金属表面的碰撞,减少溶液中的晶粒数,进而将CaCO3稳定在水中。

(4)再生-自解脱膜理论:Herbert等[5]认为,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时,会在传热面上破裂并脱离传热面。由于这种膜的不断形成和破裂,使垢层生长受到抑制。

§1-4 磁化水处理技术

1-4-1 磁场在水处理中的应用

磁化水处理投资小,操作简单,无毒无污染,而且集防垢、除垢、杀菌等多功能于一体,是一种很有发展前途的防垢技术。磁化处理的过程很简单,如图1.3所示,当水在磁场中流过,切割磁力线,即完成磁化水处理。

磁力线

原水磁化水

图1.3 水的磁化处理示意图

Fig.1.3 Schematic of magnetic treatment of water

1945年,比利时的Vermeiren[88]发现用“磁化水”可以减少锅炉水垢的形成。他认为,水流经磁场后,碳酸钙可以发生晶形的变化和暂时失去粘附壁面的能力,可以借排污而排出。依此为基础,在20世纪50年代中期,制作了称做塞皮(CEPI)的防垢装置,建立了名为EPORO的工厂,生产磁化防垢装置,此装置在工业锅炉的防垢、阻垢和除垢上得到广泛应用。20世纪70年代末,美国的Meckling[89]研究发现,当水流过磁场时,水和水中所含离子会产生电子激发,激发出来的电子可以和带不同电荷的原子交换,可以通过吸收或排斥电子来进行调整,形成新的价电子平衡的中性原子,此中性原子的亲和力较小,使得因过饱和而析出的沉淀不再是高强度的像冰块状的立方体结构,而是形成机械强度很低的雪花一样松散的沉淀,此沉淀不易在管壁形成硬垢,很容易随水流带走。依此为基础,美国的水动力公司(Hydrodynamics)[89]制造出MHD磁力防垢装置。此外,美国[90]还发明了一种叫自由流动非腐蚀水处理设备,这种装置可用于防止供水中氧化铁之类悬浮物颗粒的沉降。到20世纪80年代末,美国[90]又发明了一种超高磁场防垢器,它由铁酸钡和铁酸锶经湿法加工和1100o C烧结,再经特定排列组合而制成。其磁场强度在7.96×105A/M以

上,安装也方便。经过磁化后的水可起到防垢、阻垢和除垢作用,解决了工业锅炉等用水设备的结垢堵塞问题。挪威的POLAR公司[91]自20世纪50年代开始研究利用物理方法抑制工业和民用水中的钙沉积,经过与挪威国立水质研究所和奥斯陆大学持续20年的合作研究,于70年代成功开发出磁气式水处理器。此产品已经成功应用于全球400多家船务公司的 2000多艘船舶及日本及欧洲等国家的工业水系统,取得了较好的应用效果。1991年,日本的Nakano Hirofumi等[92]发明了冷却塔循环水磁处理装置,包括孔状的平板磁体、远红外辐射的多孔陶瓷再配合含Ag的杀菌剂,据称该设备具有缓蚀、阻垢和杀菌多种功能。1996年,美国[92]公布了高达1.36T的磁场处理工业冷却水,以阻止碳酸钙和硅垢的生成。前苏联的学者[93]在磁场防垢方面进行了较多的研究,研究结果表明:水经过磁场处理后,水分子与水的缔合体、水合离子原有的振动频率都会有所改变。也相当于能级的改变,在最佳频率作用下,水分子缔合体和水合离子可产生共振,这种共振可使分子间的链变形,从而影响水中成垢物质结垢能力的改变。他们[94]将磁技术用于供暖系统等许多装置的冷凝器,发现不再形成污垢,早先形成的锅垢会被溶解下来而排出。Paul等[95]、Lucija等[96]也分别就磁场防垢做了大量研究。

我国从20世纪50年代就开始了磁技术用于锅炉水除垢和防垢的研究与应用[94],并于1959年生产了第一台磁处理器。南京磁性材料厂[90]于1963年开始生产定型的永磁水器。20世纪70年代,北京矿业实验厂[90]用锶铁氧体磁块制成永久式磁水器。到80年代,该法又有新的发展,如由轻工部广州设计院设计、广东仪表配件分厂生产的UM型超强磁除垢器,其闭路磁场强度已能达到7.96×105A/M以上,收到了良好的使用效果。包头磁性材料厂[90]试制成功WC-1型外磁式除垢器,除有阻垢、除垢功能外,据称还有一定的缓蚀作用。近几年来,国内有上海滨浦强磁设备厂[5]制造的“强套筒式内磁处理器”和中国科学院金属研究所与沈阳新能源联合开发公司合作生产的BCH 型波纹管式磁处理器,在应用于锅炉的防垢除垢时,都取得了较好的使用效果。磁处理器的形式多种多样,根据磁场方向与流体流动方向间的关系可分为正交式和平行式两种。目前研究与应用中效果最好的磁处理设备多为正交式[97,98]。

1-4-2 磁化水阻垢机理的研究进展

尽管磁化水处理技术在许多领域取得了较好的应用效果,但多年来,各国的研究人员对磁化防垢机理的研究始终没有停止。研究主要集中在磁场对成垢晶体的结晶速度、晶粒大小、晶体结构的变化,磁场对水及水中的离子作用情况等。以克拉辛[93]为代表的部分学者认为磁处理有助于均相成核,加快结晶速度,从而生成体积小、数量多的晶粒。Pach[99]通过研究3000Gs的磁场中的Ca(HCO3)2溶液发现:方解石在玻璃及金属表面无磁场作用时的成核速率是有磁场作用时的2~4

倍,而磁处理能使在溶液内部比在器壁表面更易成核。Deren[100]的研究也表明磁处理后晶核增长受到抑制,但成核速率增大,能生成更多不规则的晶体。Wang[101]的研究表明:将Na2CO3和CaCl2混合加热到300C形成过饱和,显微观察发现无磁场作用时,主要形成少量的5-10μm的球形或棱形晶体粒子。有磁场作用时,除少量3μm的晶体,大部分晶体为1μm以下的粒子。一般情况下,水中的Ca2+离子、CO32-离子等均以水合离子的形式存在,当水合离子流过磁场时,会受到洛仑兹力的作用做螺旋圆周运动,且正、负离子旋转方向相反,这将破坏离子的物理水化层,在足够的磁场强度下,离子的化学水化层也将被破坏。这样,这些成垢离子就从水合状态中解脱出来,成为“裸露”离子。被解脱后,Ca2+和CO32-间发生直接碰撞而结合成CaCO3的机会增加,从而形成大量的晶核和微晶。由于这些CaCO3微晶体主要在水中形成,并且颗粒细小分散,易于被水流带走,从而大大减少了在管壁上结垢的机会。水经过磁化后其渗透性增强,这使得水分子容易渗入器壁垢层的微细间隙中并在温度较高处汽化膨胀,使垢层松软。在温度变化时,器壁与垢层之间产生应力作用,同时在水流的冲击下垢层破裂乃至脱落。

磁场能够影响CaCO3的晶型。在CaCO3的晶型中,常见的为方解石和文石,方解石在室温和标准大气压下是热力学最稳定的形式,当CaCO3的晶型为方解石结构时,形成的水垢为致密的硬垢。文石结构的CaCO3结晶不稳定且较疏松,不容易粘附在换热表面而成硬垢。而磁处理有促使方解石转变为文石的趋势,如Donaldson[102]在CaCO3溶液蒸发沉淀过程中发现,磁处理能使方解石和文石的比例由无磁场作用时的80:20变成20:80。 Higshitani等[103-111]也认为经磁处理CaCO3溶液优先进行文石增长。正是因为磁场的这种作用,水经过磁处理后,能防止硬垢的产生,生成软垢,并能使已成为硬垢的方解石转变为文石,能随排污排走,达到防垢和除垢的目的。

近几年,国内的许多研究人员就水质对磁化水的阻垢效果进行了大量的研究,甘安生等[112]研究了硬度对磁化水防垢效果的影响。结果表明,当水的碱度远小于硬度时,磁化水防垢效果不明显;当水中碱度大于8毫克当量时,可考虑采用磁化水防垢。张宝铭等[113]研究了硬度、pH值、SO42-对磁化效果的影响。发现将水进行磁化处理后,结垢量随总硬度增加而有峰值出现;当总硬度在250mg.L-1附近,抑垢率出现极小值;使用磁化处理的水,以pH在8附近为宜,pH值过高或过低,均影响磁化抑垢的效果。当水中含有SO42-时,磁化抑垢的效果被破坏。李松田等[114,115]针对循环冷却水现存的问题,提出了前期预膜加磁化处理的方法,并进行了模拟实验,结果表明此方法具有一定的阻垢杀菌效果。罗漫等[116]研究了磁化对 CaCO3结晶过程的影响。发现磁处理抑制了晶体的成核过程但加速了晶体的生长,生成晶粒数量少,体积大。磁场对 CaCO3结晶过程的影响主要是通过成垢阴离子起作用,磁记忆效应至少可持续 72 小时。此外,国内还有许多研究人员[117-129]对磁化水的阻垢机理及效果进行了研究,取得了许多研究成果。但由于水的性质

千差万别,所报道的研究结果重复性较差,至今还没有建立令人信服的理论与模型,使得磁处理器的设计与应用缺少理论指导。所以,采用先进的现代化分析检测手段,在对磁化水处理机理进行深入研究的基础上,建立完善的磁处理防垢的理论模型是目前的发展方向。

§1-5 本课题研究的目的、意义及主要内容

聚天冬氨酸是一种带有羧酸侧链的聚氨基酸,它既能生物降解,又具有螯合和分散性能,在许多领域有可能取代丙烯酸及其共聚物,成为一种极有发展前途的环保型多功能高分子材料。随着工业循环冷却水系统所用阻垢分散剂的绿色化,聚天冬氨酸作为一种环保型可生物降解的阻垢缓蚀剂,已成为目前国内外研究的热点。尽管聚天冬氨酸具有螯合和分散功能,但其螯合分散能力还比不上目前广泛应用的丙烯酸和马来酸类聚合物,其缓蚀能力也与有机膦类缓蚀剂有一定的差距。特别是将聚天冬氨酸应用于高硬度的水质时,其阻垢缓蚀效果并不令人满意。因此,对聚天冬氨酸合成条件进行优化,深入研究聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能和机理,将聚天冬氨酸与其它高效阻垢分散剂复配或将聚天冬氨酸类阻垢分散剂与其它方法协同作用以提高其综合阻垢分散性能显得尤为重要。

本文主要研究聚天冬氨酸的阻垢性能及阻垢机理。以聚天冬氨酸为主体,研制一种基于聚天冬氨酸的多元环保型低磷阻垢分散剂。研究聚天冬氨酸复配物的阻垢分散性能及阻垢分散机理。研究不同条件下磁场对碳酸钙晶体的影响和稀土永磁水处理与化学水处理的协同阻垢作用及阻垢机理。具体研究内容如下:

(1)聚天冬氨酸的合成及阻垢分散性能

(2)丙烯酸-丙烯酸乙酯-衣康酸三元共聚物(AA-AE-IA)的合成及阻垢分散性能

(3)聚天冬氨酸复配物的研制及其阻垢缓蚀性能

(4)磁场作用下碳酸钙结晶过程研究

(5)磁场与聚天冬氨酸及其复配物协同阻垢作用及机理研究

第二章实验部分

§2-1 试剂和原料

合成聚天冬氨酸(PASP)、丙烯酸-丙烯酸乙酯-衣康酸三元共聚物(AA-AE-IA)及阻垢缓蚀性能测定用的试剂和原料如表2.1、表2.2和表2.3所示。

表2.1聚天冬氨酸合成用试剂

Table 2.1 The chemicals in the synthesis of PASP

试剂名称分子式规格产地

L-天冬氨酸C4H7NO4生化试剂山东淄博凯瑞化工厂

N,N-二甲基甲酰胺(DMF) C3H7ON 分析纯天津市泰兴试剂厂

氢氧化钠NaOH 分析纯天津化学试剂厂

表2.2 丙烯酸-丙烯酸乙酯-衣康酸三元共聚物(AA-AE-IA)合成原料及试剂

Table 2.2 The raw material and chemicals in the synthesis of AA-AE-IA

原料名称分子式规格产地

丙烯酸C3H4O2 工业品北京东方化工厂

过硫酸铵(NH4)2S2O8 分析纯天津市兴泰试剂厂

丙烯酸乙酯C5H8O2 工业品北京东方化工厂

异丙醇C3H8O 分析纯天津市百世化工有限公司

钼酸铵(NH4)6Mo7O24·4H2O 分析纯天津市化学试剂四厂

丙烯酰胺C3H5ON 分析纯上海化学试剂厂

衣康酸C5H6O2工业品山东淄博

马来酸酐C4H2O3工业品北京东方化工厂

水处理作用(谷风文书)

循环水处理的应用技术 如果循环水系统没有进行有效处理,那将不可避免地产生污垢,锈蚀及由于微生物不断繁殖而产生的生物粘泥这三大普遍存在的问题,由此造成管道堵塞:能耗增加,冷水机组的运行受到影响制冷效果降低设备使用寿命缩短等并且对周围环境产生不同程度的影响。一、为什么要进行循环冷却水系统的清洗和预膜? 循环冷却水系统,无论是新系统或老系统,在开车正常投加药之前都要进行系统清洗预膜工作。清洗和预膜工作被称为循环水系统化学处理的预膜处理。对于新系统来说,设备和管道在安装过程中,难免会有碎屑、杂物和灰土留在系统之中,有时冷却设备锈蚀和油污也很严重,这些杂物和油污如不清洗干净,将会影响下一步的预膜处理,老系统的冷却设备还常有垢、粘泥和金属腐蚀产物,严重影响设备寿命和换热效率。因此,清洗工作重要性,对新系统来说,可以提高预膜效果,减少腐蚀和结垢的产生;对于老系统来说,可以提高换热效率,改善工艺操作条件,保证长的生产周期,降低能耗和延长设备使用寿命。所以,清洗工作是循环水系统运行过程中必不可少的一个环节。 循环水系统的预膜是为了提高缓蚀剂的成膜效果,常在循环水开车初期投加较高的缓蚀剂量,待成膜后,再降低药剂浓度维持补膜,即正常处理。这种预膜处理,其目的是希望在金属表面上能很快地形成一层金属保护膜,以提高缓蚀剂抑制腐蚀的效果。实践也证明同在一个系统中,经过预膜和位经预膜的设备,在用同样的缓蚀剂情况下,其缓蚀效果却相差很大。因此,循环水开车初期的预膜工作必须要给

以高度重视。 从上述的介绍中可以知道,新设备在使用初期实施化学清洗的重要性。同样老设备的冷却循环系统在经过了一段时期的运转后,都会出现制冷效果差,管道阻塞,泄漏,冷媒水出口温度高,常常很难满足生产上的要求,因此,为能源,延长设备使用寿命,使其发挥原有的效率,尤其是供给水质硬度含量高的地区,更有必要每1至2年左右对冷却循环系统进行一次化学清洗。化学清洗完毕后,日常的水质处理同样是极其重要的,因为日常的水处理可以有效地减缓水垢的生成,并且提高工作效率。 二、循环水水质处理的目的 1、安全、高效提高制冷效果。 2、省水省电(冷凝温度每降低1℃。冷水机组能耗降低3—5%,所以冷凝器换热效果良好,冷凝小温差保持在最佳效果能大大节约用电。)水处理能除去水垢和阻止水垢的形成,提高热交换效率,从而减少电能的消耗.而且,水处理还可以减少排污,从而提高循环水的利用率,一般可节约水60%以上. 3、延长换热设备的使用寿命 水处理可以除锈防锈避免设备腐蚀损坏。经预防处理后,设备使用寿命可延长一倍。实际使用过程中,我公司现有在保养的空调系统制冷设备已使用20年,冷水机组,管路系统仍然优质的运行。 4、改善环境 三、循环水水质处理作用 1、除污防垢, 2、除锈、缓蚀 3、杀菌、灭藻 四、水质处理达到的技术指标如下: (1)腐蚀率:碳钢≤0.1 mm/a 铜及铜合金≤0.005mm/a (2)阻垢率:阻垢率98%以上无生物粘泥附着。 五、腐蚀率控制 作为我们水处理工程中的一个监测过程,冷冻水碳钢挂片来保证公司水处理效果(通过称重计算腐蚀率)从而保证循环水达到无腐蚀,

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

冷却水缓蚀阻垢剂的绿色化研究进展

冷却水缓蚀阻垢剂的绿色化研究进展 王旭珍 (大连理工大学化工学院,大连116023) 蒙延峰 郭振良 唐清华 (烟台师范学院化学系,烟台264025) 摘 要 简要介绍了工业循环冷却水缓蚀阻垢剂的发展概况,阐述了低磷聚合物及新型无磷缓蚀阻垢剂的研究现状, 并指出了今后的发展方向。 关键词 循环冷却水 缓蚀 阻垢 Progress on greening study of the corrosion and scale inhibitors for circulating cooling w ater Wang Xuzhen (School of Chemical Engineering ,Dalian University of T echnology ,Dalian 116023) Meng Y an feng G uo Zhenliang T ang Qinghua (Chemistry Department of Y antai N ormal University ,Y antai 264025) Abstract The development of corrosion and scale inhibitors for circulating cooling water was reviewed briefly in this paper.Much attention was paid to the research progress of low phosphorus 2containing copolymer and new type of corrosion 2scale inhibitors without phosphorus.In addition ,the direction of this study in the future was foreseen at the end of the paper. K ey w ords circulating cooling water ;corrosion inhibition ;scale inhibition 基金项目:烟台师范学院青年基金资助项目(编号:012901)收稿日期:2002-07-30;修订日期:2003-01-25 作者简介:王旭珍(1968~),女,山西盂县人,理学硕士,副教授,主要 从事物质的分离分析方法和金属材料腐蚀与防护方面的研究工作。 1 前 言 水是人类赖以生存的基本条件,但世界上水资源是有限的,我国更为贫乏,人均水量仅为世界人均水量的四分之一。随着工业的高速发展,水的生态平衡日益受到严重破坏。为解决水资源危机,适应可持续发展,必须合理节约用水。 工业用水中冷却水用量占60%—80%,因此,节约工业用水的主要目标是循环冷却水,应当尽可能地提高重复利用率,同时减少排污。但在冷却水使用过程中,随着不断循环和浓缩,水中矿物质含量 也会不断增加,使管道和设备腐蚀与结垢加剧,必须加入缓蚀阻垢剂改善冷却水质量,保证设备安全运行。而这些化学药剂最终将作为废物排放进入环境。随着人们环保意识的日益提高,对各类水处理化学品也提出了越来越高的要求,环境法规日趋严格———铬系缓蚀剂被禁用,磷系配方因含磷化合物易滋养菌藻、使水体富营养化,目前已被限制排放,“绿色水处理剂”的概念应运而生。因此,开发低磷或无磷、对环境友好的新型缓蚀阻垢剂成为国内外水处理研究的重要方向。本文对这一发展历程作了 简要回顾,并着重论述了近年出现的、趋于绿色的钼 系缓蚀剂、低磷聚合物及无磷缓蚀阻垢剂的发展状 况。 2 缓蚀剂 早期水处理技术采用酸性处理方法,一般加硫 酸将循环冷却水的pH 值调至6.0—7.0,可使 Ca (HC O 3)2稳定而不析出碳酸钙垢,但腐蚀倾向却 增加了,必须通过缓蚀剂来抑制腐蚀。按组成和结构分类,可将缓蚀剂分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两种,前者价格低廉,一直在冷却水系统中得到广泛 的应用。2.1 无机缓蚀剂冷却水系统最早使用的是铬酸盐和重铬酸盐, 第4卷第4期环境污染治理技术与设备 V ol .4,N o .42003年4月T echniques and Equipment for Environmental P ollution C ontrol Apr .2003

阻垢分散剂作用原理说明

阻垢分散剂作用原理说明 阻垢分散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,阻垢分散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。 根据阻垢分散剂的作用机理,阻垢分散剂常被用在锅炉水处理、循环水处理等行业中。

水处理的重要性

火力发电厂水处理的重要性 火力发电厂的水、汽循环系统过程:水进入锅炉后吸收燃料燃烧放出的热能,转变为具有一定压力和温度的蒸汽,送入汽轮机中膨胀做功,使汽轮机带动发电机转动。做完功的蒸汽排入凝汽器被冷却变为凝结水。凝结水由凝结水泵送到低压加热器加热,加热后送至除氧器除氧。出样后的水再由给水泵送到高压加热器加热,然后经省煤器进入锅炉汽包。在这过程中,水担负着传递能量和冷却介质的作用。火力发电厂热力系统中水、汽质量的好坏,是影响火力发电厂热力设备(如锅炉、汽轮机)安全、经济运行的重要因素之一。为了保证热力系统中有良好的水质,必须对天然水进行适当的净化处理,并严格监督水、汽循环系统中水、汽质量,否则,就会引起以下危害:1、热力设备结垢 如果进入锅炉或其他热交换器内的水中含有杂质(特别是高价金属离子),则经过一段时间运行后,在和水接触的受热面上,会生成一些固体附着物,这种现象称为结垢,这些固体附着物称为水垢。水垢的导热性能比金属差几百倍,而这些水垢又极易在热负荷很高的锅炉炉管中生成。所以,会使结垢部位的金属管壁温度过高,引起金属强度下降,这样在管内压力的作用下,就会发生管道局部变形、产生鼓包,深知引起爆管等严重事故。 2、热力设备腐蚀 缩短设备本身的使用周期,影响水质导致事故;影响汽轮机的安全、经济运行。

3、过热器和汽轮机积盐 引起金属管壁过热,甚至爆管;降低汽轮机的效率和出力;对大参数、大容量机组造成停机。、 水处理的工作任务: 1、净化生水 2、对给水要进行加氨和除氧等处理 3、对于汽包锅炉要进行锅炉水的加药处理和排污 4、对于直流锅炉机组和亚临界压力及以上的汽包锅炉机组,进 行汽轮机凝结水精处理 5、在热电厂中,对生产返回凝结水,要进行除油、除铁等净化 处理 6、对冷却水要进行防垢、防腐和防止有机附着物等处理 7、在热力设备停、备用期间做好设备防腐工作中的化学监督工 作 8、在热力设备大修时应掌握设备的结垢、积盐和腐蚀等情况, 以便审查水处理效果,不断改进水处理工作 9、做好各种水处理的调整试验,配合汽轮机、锅炉分场做好除 氧器的调整试验,锅炉的热化学试验以及热力设备的化学清 洗工作 10、正确取样、化验、监督给水、炉水、蒸汽和凝结术等水、汽 质量,并如实反映情况。

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

微生物在水处理中的作用

微生物在水处理中的作用 微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物的总称。微生物的特点总结起来就是小(个体微小)、简(构造简单)、低(进化地位低)。 微生物分布广,在自然界任何角落都有微生物的“身影”。水体中亦存在着大量的微生物,可分为非细胞形态的和细胞形态的两大类,具体分类如下: 其中,大量的微生物具有氧化分解复杂有机物和某些无机物,并将这些物质转化为简单的物质,或将有毒物质转化为无毒物质的能力。这些微生物可被利用于废水处理上,称之为生物处理法,亦指为微生物处理法。 水体的污染物包括蛋白质、氨基酸、油类等好氧有机物,酸、碱等无机物,汞、砷、铅等重金属元素,钾盐、铵盐等植物营养源,有机磷农药、有机氯农药等有毒有机物,寄生虫、细菌等微生物……而废水中需要去除的污染物如蛋白质、氨基酸、氮磷等营养物质恰好是微生物的“食物”,微生物在生命活动的过程中,将废水中“食物”一部分用于合成细胞的原生质和贮藏物;一部分则变为代谢产物,并释放出能量,供给微生物原生质的合成和生命活动,使自身不断地生长繁殖,从而使废水得到净化。并且,像海藻、真菌或细菌等微生物可以吸附汞、砷、铅之类的重金属元素,减少水体中重金属的含量。 水处理中微生物种类多、分布广、数量大、形体小、代谢能力强、繁殖快、容易发生变异,这些特性使微生物能够更为高效的吸收并降解有机物、去除水体臭味、去除重金属离子等。同时,部分微生物也可作为指示生物来反应水质情况。 如今,全世界的污水处理厂均采用生物法处理污水,如活性污泥法、生物膜法、生物接

触氧化法等。而正因为这些默默无闻微生物,被污染的水体才能变得洁净,宝贵的水资源才得以循环利用,人类才能够更好可持续发展!

缓蚀阻垢剂研究进展——王迁

HEBEI UNITED UNIVERSITY 11 级 水处理与油田化学品 文献综述 姓名王迁 班级11应化1班 学号 201114760110 学院化学工程学院 任课教师尚宏周

缓蚀阻垢剂的研究进展 王迁 (河北联合大学化学工程学院,河北唐山) 摘要:根据在冶金、化工、电力、石油和轻工等行业中循环冷却水的水质的特点和生产的要求而开发出兼具缓蚀和阻垢双重功效的复合药剂——缓蚀阻垢剂。本文对缓蚀阻垢剂的分类、作用机理、发展现状以及绿色缓蚀阻垢剂的研究进展作了简单的综述,并对其最新研究前景作了展望: 新型高效/环境友好型阻垢缓蚀剂的研制开发必将成为该领域发展的主流。 关键词:缓蚀阻垢剂;绿色;作用机理;发展现状;研究进展 1 前言 水是人类赖以生存的基本条件,但世界上水资源是有限的,我国更为贫乏,人均水量仅为世界人均水量的四分之一。随着工业的高速发展,水的生态平衡日益受到严重破坏。为解决水资源危机,适应可持续发展,必须合理节约用水。 在工业生产过程中的管道和设备多采用碳钢和不锈钢材料,生产用水多采用地下水。以地下水作为循环水的补充水时,由于其一般属于高含盐量、高硬度、高碱度的三高水质,其中的Ca﹢、Mg﹢等腐蚀性离子,随着水温和pH值的变化,结垢趋势严重,会对管道和设备造成严重的腐蚀。因此,必须加入缓蚀阻垢剂改善冷却水质量,保证设备安全运行。而随着人们环保意识的日益提高,对各类水处理化学品也提出了越来越高的要求,具有含磷的污染性较高的缓蚀阻垢剂受到了限制,因而“绿色水处理剂”的概念应运而生。开发低磷或无磷、对环境友好的新型缓蚀阻垢剂成为国内外水处理研究的重要方向。 2 缓蚀阻垢机理 循环冷却水系统中的缓蚀阻垢方法较多,化学方法是现代工业的主要方式。其机理是缓蚀阻垢剂通过鳌合与分散作用达到缓蚀阻垢的目的。鳌合作用是由于阻垢剂带有的基团能与金属离子(Ca2﹢、Mg2﹢等)形成配位键,生成一种环状鳌合物,将易结垢离子在未析出之前稳定在水中,阻比晶核长大,而起到阻垢作用川。 分散作用则是由于高分子阻垢剂带有很多负电基团,可吸附(CaCO 3、MgSiO 3 等细 小微粒,阻止晶核继续生长。但高分子阻垢剂相对分子质量要小一些,如果太大,吸附架桥作用明显,将变成混凝剂,起不到阻垢作用。

反渗透阻垢剂的功能种类和作用

反渗透阻垢剂是专门用于反渗透()系统及纳滤()和超滤()系统地阻垢剂,可防止膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用. 特点①在很大地浓度范围内有效地控制无机物结垢②不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物③能有效地抑制硅地聚合与沉积,浓水侧浓度可达④可用于反渗透及膜、纳滤膜和超滤膜⑤极佳地溶解性及稳定性⑥给水值在范围内均有效作用在说反渗透阻垢剂地作用前,先简述一下反渗透系统:反渗透系统是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等,再通过泵加压,利用孔径为μ(相当于大肠杆菌大小地,病毒地)地反渗透膜(膜),使较高浓度地水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中地杂质全部隔离,从而达到饮用规定地理化指标及卫生标准,产出至清至纯地水,是人体及时补充优质水份地最佳选择.由于反渗透技术生产地水纯净度是目前人类掌握地一切制水技术中最高地,洁净度几乎达到. 反渗透膜是反渗透系统地关键设备,系统长时间连续运行时,水中钙镁等离子会不断析出并在反渗透膜表面附着,形成结垢堵塞膜孔,这样会影响反渗透系统地出水效率,损坏反渗透膜.由于反渗透膜比较昂贵,所以在系统运行中,要增加一段加药系统,在水中投加反渗透阻垢剂,延缓钙镁离子地析出和膜面结垢. 反渗透阻垢剂地基本作用:络和增溶作用:反渗透阻垢剂溶于水后发生电离,生成带负电性地分子链,它与形成可溶于水地络合物或螯合物,从而使无机盐溶解度增加,起到阻垢作用. 晶格畸变作用:由反渗透阻垢剂分子中地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地正常生长,减慢了晶体地增长速率,从而减少了盐垢地形成; 静电斥力作用:反渗透阻垢剂溶于水后吸附在无机盐地微晶上,使微粒间斥力增加,阻碍它们地聚结,使它们处于良好地分散状态,从而防止或减少垢物地形成. 反渗透阻垢剂功能种类和应用反渗透阻垢剂是用于反渗透和纳滤系统性能改善地阻垢剂和分散剂是一系列用于阻止结晶矿物盐地沉淀和结垢形成地化学药剂. .阻垢剂地功能、抑制析出功能在有阻垢剂地系统中易结构成分地阴阳离子和阴离子开始析出时地离子积值比没有阻垢剂时地临界析出离子积值大得多. 、分散功能在有阻垢剂时因为析出地颗粒地粒经小难于凝聚比没有阻垢剂时析出地颗粒难沉降. 、晶格变形效应在有阻垢剂地系统中析出地晶体有球形、多面体、雪花状等不定形地状态一般认为不定型晶体是在晶体生长过程中阻垢剂吸附在晶体生长点上使其表面地生长速度急剧下降生长与晶体原来形状不同地晶体. 、低限效应阻垢剂地投加量相当于水中结垢成分低得多也能显示出阻垢效果. . 阻垢剂地种类常见地阻垢剂有聚磷酸盐、有机磷酸盐、聚羧酸.此类阻垢剂有六偏磷酸钠和三聚磷酸钠.聚磷酸盐阻垢剂在酸性系中和高温水系中容易水解变为正磷酸形成地二次结垢.另一方面聚磷酸盐是微生物地营养源能促进菌藻地滋生加快膜污染.此类药剂对阻垢无效.因此这类阻垢剂应用已很少正逐步被其他阻垢剂所代替. 、有机磷酸盐有机磷酸盐主要是通过减缓晶体生长和晶格畸变这两种作用进行阻垢地这两种作用地同时存在使得这类药剂也有阈值效应.有机磷酸盐同其他阻垢剂复配还有良好地协同效应.在反渗透系统中常用地有机磷酸盐阻垢剂有、、等. 、含磷地有机化合物含磷地有机化合物之中具有明显阻垢作用地是具有磷酸基地有机化合物简称膦酸盐典型地阻垢剂有、、等膦酸盐类地药剂在钙离子多地水系中也易形成难容性地钙盐完全失去阻垢效果. 含磷地阻垢剂由于生物等作用而发生水解最终变成磷酸根离子除引起磷酸钙结垢外还往往成为富营养化水质污染地一个原因. 、低分子量羧酸盐近年来已广泛应用了不含磷、没有环境污染具有羧基地聚合物阻垢剂典型地构成此类聚合物地单体有丙烯酸、甲基丙烯酸、马来算、富马酸、亚甲基丁二酸等一般来说具有羧基地低分子有机物都具有阻垢效果. 上述地有机物类阻垢剂根据处理地垢物类别及水质不同需要用各种不同结构地阻垢剂.此外即使水质变动大为得到稳定阻垢效果可同时采用不同结构药剂地处理方法. 使用缩合磷酸盐和有机膦酸盐类地阻垢剂若投加量不足由于水质变化水垢成分超过临界浓度时则有水垢附着.羧酸类阻垢剂因为有抑制析出地作用同时对已析出地颗粒有很强地分散效果.所以可以作为适用范围广地阻垢剂

新型高温高效缓蚀阻垢剂

新型高温高效缓蚀阻垢剂 一、项目内容和技术特点简介 本项目产品为针对成垢性离子含量高、介质温度较高的工业水系统,特别是陆上油田和海上油田采出液和回注水系统而专门开发出的兼具防腐蚀性的高效阻垢剂。其主要特点是能有效地防止碳酸钙型垢的生成、允许较高的工作温度、能承受相当高的总盐含量和成垢性离子含量、生产过程较为简单。 二、市场预测、经济效益分析 以石油工业为主体的工业生产过程中,防垢技术与产品的需求量较大。本产品的开发中以较难处理水体系为预设前提,因而在产品性能方面与国内同类产品相比具有技术上的优势,从而能够产生明显的经济效益。 空调亲水铝箔专用高耐碱底涂 一、项目内容和技术特点简介 空调在使用中会出现“水桥”、“白粉”、“异味”等现象,从而引起动力消耗增加,粉尘污染、细菌滋生等问题。对空调铝箔进行亲水处理是解决问题的途径,但涂料配方及工艺控制等关键仍属外国专利保护范畴,国产涂层材料的耐碱性为3-5min(20%NaOH),不能满足目前耐碱性10min以上的出口要求。我们经过长期研究采用国产原料获得了一种耐碱性超过10min 的聚合物乳液涂层材料。该涂层与铝箔等金属附着力好,与通用面涂的结合力强,耐高低温,完全满足出口要求。 二、市场预测、经济效益分析 据报道,1999年全国各种家用空调器的总产量约为1150万台套,预测2000年到2005年空调器的产量按每年7%的速度增长,预计到2005年国内空调铝箔用量将达到8.63万t,其中亲水铝箔所占比例格达到80%,如果加上汽车空调和工业空调,亲水铝箔的需求量将更多,因此也需要大量的亲水涂料。本项目采用国产原料,具有较高的经济效益。并且生产过程无污染和废水等排放,符合环保要求。 磷精细化学品的开发和应用 一、项目内容和技术特点简介 以PCl5为原料,开发具有下列性能的精细化学品: 1、P、N系列阻燃材料。具有溶解性好、污染小,阻燃性能优良的特点。 2、阻燃性感光树脂。目前常用的感光材料均不阻燃,开发具有阻燃性的感光材料具有 广阔的市场前景。 3、新型补牙树脂体系。目前常用的补牙材料在生产过程中需要使用苯做溶剂,残留的 苯对人体具有危害。本项目采用新的生产方式,不使用苯做溶剂,并且具有缓释氟的功

水处理工艺中反渗透缓蚀阻垢剂的作用

水处理工艺中反渗透缓蚀阻垢剂的作用 2020年6月15日

一般高硬度水缓蚀阻垢剂是由多种有含磺酸盐共聚物、缓蚀剂、特殊界面活性剂等,将具高阻垢性能有机膦及高缓蚀性能锌盐组合,再辅以与上述单组份具有良好协同效应的分散活化剂、辅助缓蚀剂而成,适用于循环水中钙硬度+碱度要求达到1500 ppm的高浓缩倍率的循环冷却水系统。 缓释阻垢剂作用机理 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。 缓蚀阻垢剂浓度窄范围控制的意义 精确控制缓蚀阻垢剂浓度,从而控制循环水的腐蚀速度和粘附速率,以减少或避免生产装置冷换设备的介质泄漏事件;如果能够精确控制缓蚀阻垢剂浓度范围,可以将目标控制在允许范围的下限,从而达到节约药剂的目的。 缓蚀阻垢剂性能及用途 高硬度水缓释阻垢剂其阻垢作用是由于它本身能阻止碳酸盐小晶粒的长大,并使晶格歪曲畸变,从而使循环冷却水中碳酸盐不会在换热器表面形成硬垢,同时,通过其组织中有机磷酸盐等成份与金属形成保护膜的特性,使它可与循环冷却水中钙离子相结合,起到防止金属腐蚀的作用。本品PH使用范围广,可在PH7.0~10.0之间具有阻垢

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%。

分散剂的作用原理和作用过程

分散剂的作用原理和作用过程 轻化0802 12号黄卓英 能使固液悬浮体中的固体粒子稳定分散于介质中的表面活性剂称为分散剂。分散就是将固体颗粒均匀分布于分散液的过程,分散液具有一定的稳定性。 作用原理: 机理:1.吸附于固体颗粒的表面,使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。 2.高分子型的分散剂,在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加,提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力。 3.使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离 4.使体系均匀,悬浮性能增加,不沉淀,使整个体系物化性质一样 以上所述,使用分散剂能安定地分散液体中的固体颗粒。 选择分散剂 在我们涂料生产过程中,颜料分散是一个很主要的生产环节,它直接关系到涂料的储存,施工,外观以及漆膜的性能等,所以合理地选择分散剂就是一个很重要的生产环节。但涂料浆体分散的好坏不光和分散剂有关系,和涂料配方的制定以及原料的选择都有关系。分散剂顾名思议,就是把各种粉体合理地分散在溶剂中,通过一定的电荷排斥原理或高分子位阻效应,使各种固体很稳定地悬浮在溶剂(或分散液)中。 双电层原理 水性涂料使用的分散剂必须水溶,它们被选择地吸附到粉体与水的界面上。目前常用的是阴离子型,它们在水中电离形成阴离子,并具有一定的表面活性,被粉体表面吸附。粉状粒子表面吸附分散剂后形成双电层,阴离子被粒子表面紧密吸附,被称为表面离子。在介质中带相反电荷的离子称为反离子。它们被表面离子通过静电吸附,反离子中的一部分与粒子及表面离子结合的比较紧密,它们称束缚反离子。它们在介质成为运动整体,带有负电荷,另一部分反离子则包围在周围,它们称为自由反离子,形成扩散层。这样在表面离子和反离子之间就形成双电层。 动电电位:微粒所带负电与扩散层所带正电形成双电层,称动电电位。热力电位:所有阴离子与阳离子之间形成的双电层,相应的电位. 起分散作用的是动电电位而不是热力电位,动电电位电荷不均衡,有电荷排斥现象,而热力电位属于电荷平衡现象。如果介质中增大反离子的浓度,而扩散层中的自由反离子会由于静电斥力被迫进入束缚反离子层,这样双电层被压缩,动电电位下降,当全部自由反离子变为束缚反离子后,动电电位为零,称之为等电点。没有电荷排斥,体系没有稳定性发生絮凝。 位阻效应 一个稳定分散体系的形成,除了利用静电排斥,即吸附于粒子表面的负电荷互相排斥,以阻止粒子与粒子之间的吸附/聚集而最后形成大颗粒而分层/沉降之外,还要利用空间位阻效应的理论,即在已吸附负电荷的粒子互相接近时,使它们互相滑动错开,这类起空间位阻

浅析自动控制在污水处理中的重要作用

浅析自动控制在污水处理中的重要作用 污水处理一直是环境保护中的一个头疼的问题,做好污水处理问题对改善环境起着非常重要的作用,文章就自动控制在污水处理中的重要作用进行了详细探讨,以便降低企业的成本,提高经济效益。 标签:自动控制;水处理中;作用 引言 随着社会经济发展到一定的阶段,污水处理中的许多问题必须得到解决,实现污水处理的自动化控制,降低事故发生概率,从而在最大程度上提高企业的工作效率,同时也对环保做出相应的贡献。 1 污水处理工艺的简述 1.1 常用的污水处理工艺 目前我国各个企业在对污水处理时常用的方法基本上都是生物处理方法,再用物理和化学处理方法作为辅助作用,其中以活性污泥处理工艺为最常用,该出苦力方法可以说是非常古老的的一种方法。 1.2 污泥处理工艺 在污水处理过程中,经常会伴随着大量污泥的产生,但是这些污泥中基本上都会有大量的有机物存在,并且这些有机物不是非常稳定,容易出现腐化现象,有些还含有一些寄生虫卵,因此必须进行二次处理,以防出现二次污染现象,所以,就必须借助一些污泥处理的工艺措施。 1.3 自动控制在污水处理中应用的必然性 目前污水处理常用的方法就是生物处理法,该方法是一种具有非常高难度的非线性系统。而目前我国各企业在污水处理方面无论是对其设计还是运行都没有足够的经验,还不能很好的运用在试验上,因此,在污水处理效果上还存在着很大的误差,所以说,必须在一些高效的污水处理系统上实现自动化控制,促使其能够更好地发挥出其应用的作用,提高污水处理的工作效率,所以说污水处理实现自动化是社会发展的必然选择。 2 自动控制系统在污水处理中的重要作用 目前,我国的污水处理自动化控制系统主要是由PLC系统的控制来实现的,其功能具有以下几个方面的特点:(1)控制方式非常灵活;(2)多种多样的运行方式;(3)具有很高的系统自动化程度;(4)从分系统画面可以灵活控制和操作

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

分散剂在水煤浆中的作用

分散剂在水煤浆中的作用 水煤浆是粗颗粒悬浮体,煤炭属于疏水性物质,要使浆体具有良好的流变性和稳定性,即使是易成浆的煤种,同时配以高堆积率的粒度分布,若不加入化学添加剂(表面活性剂),要制成所希望的水煤浆是不可能的。在水煤浆制备中化学添加剂的主要作用在于改变煤粒的表面性质,使煤颗粒能够在水中分散,使煤浆体有良好的流动性和稳定性。根据作用不同,化学添加剂可分为分散剂、稳定剂和助剂三类。本文对水煤浆分散剂的种类、作用机理及其影响分散剂作用的因素进行讨论。 1 水煤浆用分散剂 分散剂的主要作用是使水煤浆具有良好的流变特性,也就是说适当降低水煤浆的粘度,使之具有良好的流动性;其次是使水煤浆具有理想的流型,最好是水煤浆能成为触变性液体。常用的分散剂主要有阴离子型和非离子型表面活性剂。 1.1 阴离子表面活性剂 除聚氧乙烯醚类改性阴离子表面活性剂外,聚合阴离子分散剂一般都不起泡,制浆时不需要另加消泡剂。 1.1.1 萘磺酸盐类 其中最典型的是萘磺酸钠甲醛缩合物,其适用范围广,能与各类分散剂混合使用。此分散剂制浆添加量视煤种的不同而不同,大约为干煤质量的0.5%~1.5%,特点是减粘作用及流型好,但通常稳定性差,常需和其他分散剂复配。 1.1.2 木质素磺酸盐 木质素磺酸盐作为分散剂的优点是原料丰富,易于加工,价格便宜,而且浆的稳定性好,一般用量为干煤质量的1%~2%;缺点是杂质含量大,因此,除易制浆煤种外,通常不单独应用。 木质素磺酸盐还可以经甲醛缩合制成木质素磺酸盐甲醛缩合物,用作水煤浆 +、Mg2+、Ca2+等。 分散剂,其平衡离子可以是Na+、NH 4 1.1.3 磺化腐植酸盐 将泥炭、褐煤或风化煤等在150℃下用碱抽提,再经磺化,必要时还可以用甲醛缩合,即可得棕黑色的固体产物磺化腐植酸盐类分散剂。此类分散剂的许多特点和木质素相似,但其分散性能更佳,可单独使用,添加量为干煤质量的1%~1.5%,缺点是浆的稳定性较差。 1.1.4 聚烯烃磺酸盐

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