循环水用阻垢剂的研究进展
循环水缓蚀阻垢剂的研制与应用

循环水缓蚀阻垢剂的研制与应用摘要本项目根据循环水处理的要求,合理配制缓蚀阻垢剂,一方面能够将循环水浓缩倍率、黏附速率控制在合理的范围内,保证水处理效果,实现循环水最佳运行的综合目标,处理好循环水钙硬度加总碱度之和与浓缩倍数、耗水量、排污量和处理效果的关系,延长冷凝器连续运行时间。
另一方面最大限度的挖掘电力公司各电厂的化验设备、技术人员及生产装置的潜力,减少生产投入,提高电厂的经济效益。
一、企业概况:山东东岳能源公司电力公司成立于2005年5月,现有8座电厂,共有10台35t/h循环流化床锅炉,6台75t/h循环流化床锅炉,7台130t/h循环流化床锅炉,8台6MW抽凝式机组,6台12MW抽凝式机组,6台24MW抽凝式机组,总装机容量264MW,年发电量11.5亿kwh,共有8座双曲线型冷却塔,每小时循环水量3.5万吨。
二、问题的提出:在火力发电厂中,使用的冷却水主要指用于作为汽轮机凝汽器的冷却介质,冷却水的供水方式大致分为开放式和循环式两种,在肥矿集团电力公司各电厂中,全部采用循环供水方式,是指冷却水经凝汽器后,通过冷却塔降低温度后作为冷却介质,其中有无机物也有有机物,它们都有可能附着在铜管上,无机附着物常称为水垢。
由于附着物的传热性能差,会导致凝结水的温度升高,而使凝汽器的真空度下降,影响汽轮机的出力和经济运行,因此,防止凝汽器铜管冷却水侧附着物的形成是非常必要的为了防止水垢的生成,在电厂运行中需要控制好一些指标。
首先做的就是控制好循环水的排污率,目的是使碳酸盐硬度低于极限碳酸盐硬度。
但是循环水量很大,如果排污率太大,为了补充这些损失,所需的补充水量很大,既造成水浪费,又增加了电厂成本,在当前环保节能已成为当今社会的热点,因此必须对水质进行处理,循环水处理不要求严格地除去水中杂质,而以不结CaCO3垢为原则,所以循环水处理常常不是进行水质净化处理,而是向水中投加药物,使水质趋于稳定;常用的水质稳定处理方法有加酸处理和添加磷酸盐阻垢剂处理等。
阻硫酸钙垢缓蚀阻垢剂在发电循环水中的研究及应用

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。
工业循环水用绿色阻垢剂的研究进展

逐 渐变 差 ,在 换 热 设 备 上 结 垢 ,影 响 设 备 的 正 常 使 当温 度<70 c(=时 .其对 碳酸 钙 的 阻垢 率 较 高 :当单 宁
用 。 为防止 循 环水 在 高 浓 缩 倍 数 、长周 期 下运 行 引 酸质 量浓 度为 20 mg/L时 ,阻 垢 率 可达 72%。溶 液
能仅 限 于最 终产 品的无 毒 ,还 要 注意原 料 的选择 和 中间 的合 成 环 节 .以及 最终 对 生 态环境 的影
响 ,绿 色阻垢 剂的 开发将 成 为未 来的发展 趋 势 。
关 键词 :聚 天冬氨 酸 ;聚环 氧琥 珀 酸 ;阻垢 性 能 ;天 然 高分子 阻垢 剂 :绿 色阻垢 剂
2.河 北省 工业 节水 工程 技术 研究 中心 ,河北 石 家庄 050081)
摘 要 :文 中详述 了工业循 环水 用绿 色阻垢 剂 的研 究进展 ,主要 介 绍 了天 然 高分 子 阻垢 剂 和绿
色新型 聚合 物 阻垢 剂在 工 业循 环 水 中的 阻垢性 能 。随 着人 们 环保 意识 的加 强 ,阻垢剂 的 开发 不
收稿 日期 :2018-06—25。 作者简介 :高玉华 (1977一),女 ,博 士 、研究员 ,主要从 事工 业水 处理方面的研究 。E-mail:gaoyuhua77@ 163.conl。 通讯作者 :刘 振法(1963一),男 ,博士 、研究员 ,主要从事工业水处理 方面的研 究。E-mail:lzf63@sohu.con。
第 34卷
高 玉华 ,等.工业循环水用绿色阻垢剂 的研究进展
·33·
在我 国 ,随着 工 业 的迅 速 发 展 ,用 水 量 增 大 ,循
成 晓敏等 通过 静态碳 酸钙 沉积 法 考察 了单 宁
共聚物阻垢剂的研究进展

可 利 用 具 有 不 同 官 能 团 的 单 体 或 它 们 的 不 同 配
比 , 聚成 具 有 水 处 理 功 能 的 共 聚 物 , 而 陆续 开 共 从 发 了一 系 列 带 有 多 种 官 能 团 的 二 元 、 元 甚 至 四 三
元共 聚 物 , 仅 出 现 了能 抑 制 碳 酸 钙 、 酸 钙 、 不 硫 磷
酸 钙 、 酸 钙 、 酸 钙垢 均 有 较 好 的 阻 垢 效 果 丙 硫 磷 烯 酸 一丙 烯 酰 胺 共 聚 物 能 够 抑 制 碳 酸 钙 、 酸 钙 硫 垢 , 散 氧 化 铁 和 粘 泥 , 至 在 铁 离 子 存 在 时 也 能 分 甚 有 效 抑 制 磷 酸 钙 垢 , 以 用 于 硬 度 很 高 的 冷 却 水 可 中 , 以在 碱 性 ( H =6~1 ) 却 水 中 防 止 氧 化 可 p 1冷
电力 等 行业 中的 工业 冷 却 水 在 水 消 耗 中所 占比 例 较 大 , 制 高 性 能 、 功 能 型 水 处 理 剂 , 确 保 节 研 多 以 约用 水 、 少 排 污 和保 护环 境 , 越 来 越 受 到 广 泛 减 正
重 视 和关 注 。
羧 酸 类 共 聚 物 阻 垢 剂 是 一 类 以 丙 烯 酸 ( A) A 、 马来 酸 或 马 来 酸 酐 ( MA) 主要 单 体 , 适 当引 发 为 在
维普资讯
20 0 2年 9月
贾 成 风 等 . 聚 物 阻 垢 剂 的 研 究 进 展 共
共 聚 物 阻 垢 剂 的 研 究 进 展
贾 成 凤 李 义 久
( 济 大 学 化 学 系 , 海 2 09 ) 同 上 00 2
擒
耍
共 聚 物 阻 垢 剂 是 水 质 稳 定 剂 的 一 种 , 泛 应 用 于 工 业 循 环 冷 却 水 系 统 。 本 广
工业循环冷却水用阻垢缓蚀剂的研究进展

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.。
浅析阻垢剂在再生水行业的应用

浅析阻垢剂在再生水行业的应用阻垢剂是一种能够抑制或者减少建筑物、设备和管道内水垢产生工具。
随着再生水行业的快速发展,阻垢剂也被广泛应用于水处理行业中,以减少设备损坏,提高水利用率。
阻垢剂主要是由一些化学物质组成,在处理再生水时能够抑制金属离子被水中矿物质所吸附,减少水垢的产生。
在再生水行业中,阻垢剂主要被应用在供水管道、水处理设备、冷却水回路和锅炉等工业设备中。
阻垢剂的应用有以下几个方面:1. 供水管道:在水处理过程中,管道中的水垢可以导致管道的阻塞,从而影响水的流动性。
阻垢剂可以减少水垢的产生,使供水管道保持畅通状态,提高供水效率。
2. 水处理设备:在水处理过程中,水输送和净化的设备中可能会产生水垢,从而降低设备的效率和寿命。
阻垢剂可以减少设备内水垢的产生,使设备的使用寿命延长,效率提高。
3. 冷却水回路:冷却水回路中如果水垢较多,会影响热传递和冷却效果。
使用阻垢剂能够减少水垢的产生,提高冷却效果,保护冷却设备。
4. 锅炉:锅炉是水处理行业中使用较为广泛的设备之一,但是在使用过程中容易产生水垢,影响热传递。
使用阻垢剂能够减少锅炉内的水垢,保护设备,提高效率。
1. 使用阻垢剂要选择适当的种类和配方,以满足不同条件下的应用要求。
不同的水质、水温和水压等因素都会影响阻垢剂的效果。
2. 阻垢剂的剂量应该根据实际情况合理调整,以达到最佳的防垢效果,同时不应超过安全使用标准。
3. 在使用阻垢剂的过程中应该定期检查,避免剂量过高或者过低,及时调整剂量和更新阻垢剂。
总之,阻垢剂作为水处理行业中重要的一环,应用范围广泛,但是使用阻垢剂也需要在实际应用中充分注意其使用方法和注意事项。
只有合理、安全地使用阻垢剂,才能更好地保护设备和提高水的利用率,促进再生水行业的健康发展。
低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的应用研究

低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的应用研究循环冷却水系统在工业生产中起着重要的作用,但随着时间的推移,循环冷却水中的矿物质和有机物会逐渐沉积在设备表面,形成垢层,导致热交换效率下降、设备损坏等问题。
为了解决这一问题,低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中得到了广泛的应用。
本文将详细探讨低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的应用研究。
首先,低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的使用可以有效地抑制垢层形成。
垢层是由于水中所含的矿物质在高温下析出沉积而形成的,使用低磷缓蚀阻垢剂可以通过一系列物理化学反应,如络合作用、离子交换作用、溶解作用等,与水中的有害物质结合,形成无机物浮游体而达到抑制垢层沉积的目的。
其次,低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的应用研究还表明,它能够有效地降低冷却水系统的腐蚀速率。
在循环冷却水系统中,金属设备和管道受到不同程度的腐蚀,使得设备寿命缩短。
低磷缓蚀阻垢剂通过形成一层保护膜,阻碍金属与水直接接触,减少了金属的腐蚀速率。
此外,低磷缓蚀阻垢剂还可通过吸附和络合作用,形成一种稳定的、均匀的保护膜,提高金属表面的耐蚀性。
另外,低磷缓蚀阻垢剂还具有对水系统中微生物的抑制作用。
微生物的生长会导致循环冷却水系统的微生物腐蚀和微生物结垢等问题。
低磷缓蚀阻垢剂中所含的抑制剂可以抑制微生物的繁殖,降低微生物引起的问题。
此外,低磷缓蚀阻垢剂还具有拥有良好的环境友好性和安全性。
相比于传统的阻垢剂和缓蚀剂,低磷缓蚀阻垢剂不含有害重金属,不会对环境和人体健康造成危害,符合环保要求。
同时,低磷缓蚀阻垢剂还具有一定的稳定性,能够长时间保持优异的性能,减少了维护和更换的次数,降低了使用成本。
然而,低磷缓蚀阻垢剂在循环冷却水系统中的应用还存在一些挑战。
首先,低磷缓蚀阻垢剂的使用量需要根据具体情况进行调整,过量使用可能会造成不必要的浪费,而使用过少则不能发挥其最佳效果。
因此,合理的剂量控制是至关重要的。
另外,低磷缓蚀阻垢剂的选型也需要根据水质、温度和设备材质等因素进行精确选择,以确保其良好的性能。
0699.工业水处理阻垢剂的研究现状与进展

工业水处理阻垢剂的研究现状与进展阻垢剂是能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉积生长的化学药剂。
其中聚合物阻垢剂具有优异的阻垢性能、低公害或无公害、用量少、良好的溶限效应和协同效应等优点, 为高浓缩倍数的碱性水处理技术在工业上的实施提供了条件。
阻垢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。
阻垢分散剂主要有:无机聚合磷酸盐、有机膦酸盐等。
目前循环水系统中多采用磷系配方,其中用得最多的是有机多元膦酸盐。
阻垢分散剂主要是相对中、低分子量的水溶性聚合物,包括均聚物和共聚物两大类,其中均聚物有聚丙烯酸、聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸及其钠盐等; 共聚物的品种较多,以丙烯酸系和马来酸系的两元或三元共聚物为主,以及磺酸类共聚物和含磷共聚物等。
1 阻垢缓蚀剂以磷(或膦)酸化合物为代表,它们既有阻垢作用,又有缓蚀作用。
1.1 无机聚磷酸盐在工业水处理中,最初使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,以此减缓晶体的生长,以使晶体保持在微晶状态,增加其溶解度,这种阻垢机理使药剂具有阈值效应。
但是这类阻垢剂磷浓度高,易水解为正磷酸盐,产生磷酸钙沉淀。
另外聚磷酸盐是微生物的营养源,能促进菌藻的滋生。
因此,单纯用聚磷酸盐作阻垢剂在冷却水处理中已经逐渐被淘汰,取而代之的是复合磷酸盐、有机膦酸盐和其它低磷或无磷药剂配方。
1.2 有机膦酸盐20 世纪六、七十年代, 有机膦酸盐类阻垢剂有了长足发展。
此类阻垢剂主要是通过减缓晶体生长和促使晶体畸变两种作用阻垢的, 它具有化学稳定性好、适用的pH 范围宽、不易水解、有明显的阈值效应、可以和金属离子络合物形成立体大分子环状络合等特点。
此类阻垢剂的出现使水处理技术向前迈进了一大步, 是目前广泛使用的一类水处理剂, 如ATMP( 氨基三亚甲基膦酸) 、HEDP( 羟基乙叉二膦酸) 、HPA( 羟基膦酰基乙酸) 、PBTCA( 2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸) 、PAPEMP( 多氨基多醚基甲叉膦酸盐) 等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
( 1 . 青岛大学环境科学与工程学院, 山东 青岛 2 6 6 0 7 1 ; 2 . 山东省海洋生物质纤维材料及纺织品协 同创新 中心 , 青岛大学 , 山东 青岛2 6 6 0 7 1 )
摘要 : 对 常用阻垢剂进行了综述, 重点介绍 了绿色环保型阻垢剂 , 包括天然阻垢剂 、 聚天冬氨酸 、 聚环氧琥珀酸 、 聚谷 氨酸型 阻垢剂的研究 现状及进展 。并指出高效 、 多功能 、 无磷 、 可生物降解的绿 色阻垢剂是今后水处理剂研究 的热点和方向。
水资 源匮 乏一直 是我 国以及世界 其他 国家 和地
共 聚物类 阻垢剂 。有机 磷 酸 , 特 别 是 有机 多元 磷 酸 及其 盐 , 化学性能稳定 , 能 有 效 抑 制 多 种垢 如 碳 酸
区面临 的一大 难 题 。随 着 工业 的迅 速 发展 , 用 水 量
增大 , 循环用水成为节约水资源 的重要手段 。而反 复 的循环 用水 会使水 质逐 渐变 差 , 结垢 , 影 响设 备 的
Ke y wo r d s:s c le a i n h i b i t o r ;n a t u r a l p o l y me r s c a l e i n h i b i t o r s ;b i o d e g r a d a t i o n;l o w p h o s p h o r u s a n d n o n — t o x i c
关键词: 阻垢剂 ; 天然聚合物阻垢剂 ; 生物降解 ; 低磷无毒
中图分类号 : T Q 0 8 5 . 4 文献标志码 : A 文章编号 : 0 2 5 3—4 3 2 0 ( 2 0 1 5 ) 1 0— 0 0 5 4—0 4
D OI : 1 0 . 1 6 6 0 6 / j . c n k i . i s s n 0 2 5 3— 4 3 2 0 . 2 0 1 5 . 1 0 , 0 1 3
i n h i b i t o r s , i n c l u d i n g n a t u r a l s c le a i n h i b i t o r , p o l y a s p a r t i c a c i d, p o l y e p o x y s u c c i n i c a c i d a n d p o l y g l u t a mi c a c i d i n h i b i t o r , a r e h i g h l i g h t e d . Hi g h e f f i c i e n t , mu l t i — f u n c t i o n a l , n o n — p h o s p h o r u s a n d b i o d e g r a d a b l e g r e e n s c le a i n h i b i t o r i s p r o p o s e d a s t h e h o t t o p i c s a n d d e v e l o p me n t d i r e c t i o n s f o r wa t e r t r e a t me n t i n t h e f u t u r e .
Q i n g d a o U n i v e r s i t y ,Q i n g d a o 2 6 6 0 7 1 , C h i n a )
Abs t r ac t:The c o m mo n l y us e d s c le a i nh i bi t o r s a r e r e v i e we d .The c u r r e n t s t a t us a nd p r o g r e s s o f g r e e n s c a l e
Pr o g r e s s o f s c a l e i nh i b i t o r s f o r c i r c ul a t i ng wa t e r
ZHANG Nn L.CA0 L e i L.GENG Cu n — z h e n
( 1 . C o l l e g e o f E n v i r o n m e n t a l S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,Q i n g d a o U n i v e r s i t y , Q i n g d a o 2 6 6 0 7 1 , C h i n a ;
正 常使 用 , 最 常见 和 最有 效 的方 法是 向水 中投加 阻 垢剂 。最 早 发展起 来 的是 高浓 度 的铬 系 药剂 , 有 较 好 的 阻垢 效果 , 但 铬酸 盐对环 境污 染严重 , 很快 就被
淘 汰 。2 0世 纪 6 0年 代 以 后 开 始 向有 机 盐 方 向 发 展, 发 现有 机 膦 酸 盐 型 的 药 剂 较 无 机 盐 型稳 定 , 可
2 . C o — I n n o v a t i o n C e n t e r f o r Ma r i n e B i o ma s s F i b e r s ,Ma t e r i a l s a n d T e x t i l e s o f S h a n d o n g P r o v i n c e ,
( ) c t 2 0】 5
・
现 代 化 工
M( 《 r n Ch e mi c a l l n du s l r 、
第3 5卷 第 i ( ) 期
2 0 1 5年 l o月
5 4・
循 环 水 用 阻垢 剂 的研 究 进 展
张 娜 , 曹 磊 , 耿存 珍