有机磷酸类阻垢剂除垢机理 -回复
浅谈高分子阻垢剂的研究进展
阻垢 剂和 绿 色环 保 型 高分 子 阻 垢 剂 的研 究进 展 情 况 。
磷 酸盐 类 主 要 是氨 基 亚 甲基磷 酸类 ，是 ２ ０世 纪 ６ ０ 年代 后 期开 发 的水 处 理剂 ，它 的化 学 稳定 性 和热 稳 定性 好 ，不 易 水 解 ，２ ０℃以下 阻 碳 酸 钙垢 效 果 优 ０
系统 中菌藻 的繁殖 ，因此 ，在 冷却 水处 理 中单 纯 用 聚磷 酸盐 作 阻垢剂 已经 逐渐 被 淘汰 。
降低 。 ４ 聚羧 酸类 高分 子 阻垢剂 聚羧 酸类 高 分 子 阻垢 剂起 主 要作 用 的是聚 合 物 中 的一 Ｏ 一 团 ，其对 Ｃ ｚ，Ｍｇ ，Ｆ ．Ｃ ： 离 ＣＯ基 ａ＋ ｎ ｅ ｕ 等 子具 有 较 强 的耦合 能 力 ，不仅 有 分 散 和 凝 聚 作 用 ， 还 能 在无 机垢 结 晶过程 中干扰 晶格 正 常 的排列 ，从
现 代冷却水 阻垢 技术 的新 局 面 。
在 水处 理药 剂 工 作者 的不 断努 力 下 ，又 不断 开 发 出含 有 磺 酸基 嘲 、醚基 、氮 氧 化 型 的亚 甲基 磷 酸 ．以及 多官 能 团 的亚 甲基 磷 酸 。此 类化 合 物在 浓 缩倍 数 不 高 的水 质 中具有 良好 的 阻碳 酸钙 垢性 能 和
孟 明
（ 原 市 塑料 研 究所 ， 山西 太 原 太 ００ ２ ３ ０４）
摘
要 ： 细介 绍了天然高分 子阻垢 剂、含磷 低分子 阻垢 剂 、 详
２２ 有机 类 ＿
一
含 磷 高 分 子 阻垢 剂 、 聚 羧 酸 类 高分 子 阻垢 剂 、磺 酸 盐 高分 子
类 为磷 酸盐 类 ，另一 类 为磷 羧 （ ）酸 类 。 磺
基 化 、酯 化 、酰化 等 反应 ，这 些 基 团 中氧原 子ห้องสมุดไป่ตู้上 的
常用阻垢剂种类
常用阻垢剂种类目前，常用的防垢剂包括有机膦酸盐、低分子聚合物(均聚物和共聚物)、聚合磷酸盐和天然改性高分子等。
天然聚合物阻垢剂20世纪60年代初尚未发展聚合物阻垢剂时，主要采用单宁、纤维素、淀粉、木质素、壳聚糖和腐植酸钠等简单加工的天然有机物作为阻垢分散剂。
天然分散剂在水处理应用中一般用量较大，约50～200 mg／L；且在高温、高压条件下易分解，易造成系统的有机污染，而且其阻垢和分散效果均不及合成的聚合物阻垢剂，现已很少使用。
但由于天然分散剂具有来源方便、价格低廉、无公害，且具有分散污物的优点，目前在少量商品复合配方中仍有使用。
聚羧酸阻垢剂聚羧酸阻垢剂由是一种、二种或多种单体聚合而成的阴离子型低相对分子质量的聚电解质，起阻垢作用的主要是聚合物的负离子，为Ca2+、Mg+、Fe3+、Cu2+、Zn2+等的优良螯合剂。
按照合成单体的种类，聚羧酸阻垢剂有均聚物阻垢剂和共聚物阻垢剂两大类。
均聚物阻垢剂20世纪70年代，开始使用聚合物聚丙烯酸(PAA)和聚马来酸(HPMA)，同时将具有优良缓蚀性能的有机膦酸盐作为阻垢分散剂使用，显示出良好的阻垢效果。
PAA除具有良好的阻垢性能外，还能对非晶状的泥土、粉尘和腐蚀产物以及生物碎屑等起分散作用，应用广泛。
马来酸(酐)由于含有的羧基数量较多，以它为单体的聚合物的稳定性及耐温性能均优于丙烯酸类共聚物，得到了快速的发展。
共聚物阻垢剂共聚物阻垢剂是20世纪80年代开发的、由多种单体共聚而成的一类新型无公害水处理剂，在分子中引入酰胺基、羟基、酯基、磺酸基、膦酸基等多种官能团，具有防止磷酸钙、硫酸钙、硫酸钡垢生成，分散氧化铁和粘土等作用，某些聚合物甚至还具有防腐、杀菌等多种功能。
另外，同时还具有耐温性能优越、热稳定性好、无毒、无害、对生态环境无污染等优点，共聚物阻垢剂主要是以丙烯酸和马来酸为主体，而且与聚磷酸盐复配可收到显著的缓蚀和阻垢效果。
磷系阻垢剂磷系阻垢剂最常见的是聚膦酸盐和有机膦酸。
无磷阻垢剂的研究进展
无磷阻垢剂的研究进展舒红英 唐星华 覃 毅(南昌航空工业学院环境与化学工程学院 江西 南昌330034)摘 要:本文从天然聚合物阻垢剂、聚羧酸类阻垢剂和新型绿色阻垢剂三方面,介绍了无磷环保型阻垢剂的种类、特点和研究状况,并展望了阻垢剂的发展方向即无磷、非氮和可生物降解的绿色环保型阻垢剂。
关键词:阻垢剂 无磷 绿色环保型 进展 工业循环冷却水系统在运行过程中,由于原水水质、水温升高、浓缩倍数的提高等,造成系统的结垢、积污等问题,影响了系统的正常运行。
阻垢剂就是能够控制产生泥垢和水垢的一类药剂[1]。
阻垢剂的发展经历了无机聚磷酸盐、聚合电解质、天然高分子、有机磷酸、聚羧酸共聚物、二元及三元含磷共聚物、二元及三元不含磷共聚物几个阶段[2][3]。
20世纪80年代,随着环境对工业排污的限制和人类环保意识的提高,阻垢剂也正在向无毒无害的无磷、低磷新型高效的环境友好型绿色阻垢剂的方向发展[4]。
本文主要综述了无磷环保型阻垢剂的种类、特点和研究状况。
1.天然高分子阻垢剂天然高分子阻垢剂是一些天然产物如淀粉、纤维素、单宁、磺化木质素、腐植酸钠和壳聚糖等,这些天然物质具有可观的阻垢能力,并且由于来源方便、价格低廉、对环境无污染等特点,曾以广泛应用于冷却水的水质稳定中。
淀粉的外形呈颗粒状,其颗粒可分为两部分,外层的主要部分是淀粉胶,内部为淀粉糖。
淀粉的来源非常广泛,但用来冷却水处理的一般只有来自马铃薯、玉米等。
纤维素是无色纤维状物质,用化学方法测得它的分子量为2000—4000,纤维素分子呈直链形。
淀粉和纤维素都属于碳水化合物中的多聚糖类,分子式均为(C6H10O5)X,其糖单体为葡萄糖C6H12O6。
木质素是一种无定形的芳香族聚合物,有很强的活性,磺化木质素是由磺化后的结构单元组成,结构单元上含有酚羟基和羧基。
单宁实际上是指一类含有多酚羟基而聚合度不同的物质,但是单宁只是一个笼统的名称,代表许多不同的成分的混合体,并包括了一些单体物质,单宁的分子量一般在2000以上[5]。
阻垢剂的分类和性能特点
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。
水质硬度降低的方法
水质硬度降低的方法1、离子交换法：采用特定的阳离子交换树脂使用盐水浸泡使之富含钠离子，用钠离子将清水中的钙镁离子置换出来形成成品软水。
由于钠盐的溶解度很高，所以就避免了随温度的升高而造成水垢生成的情况。
这种方法是目前最常用的标准方式，也是凤钢目前大量生产软水的方法。
2、膜分离法：纳滤膜(NF)及反渗透膜(RO)均可以拦截水中的钙镁离子，从而从根本上降低水的硬度。
缺点是通过率会受滤膜影响，且需要定时更换滤膜，运行成本较大。
3、石灰法：向水中加入石灰，主要是用于处理大流量的高硬水，只能将硬度降到一定的范围。
虽然PH值降低，但是水体内钙离子增加更易结垢。
4、电磁法：采用在水中加上一定的电场或磁场来改变离子的特性，从而改变碳酸钙(碳酸镁)沉积的速度及沉积时的物理特性来阻止硬水垢的形成。
目前常见安装在供水管道或者回流管道上的电磁水处理器。
5、加药法：向水中加入专用的阻垢剂，可以改变钙镁离子与碳酸根离子结合的特性，从而使水垢不能析出、沉积。
目前工业上可以使用的的阻垢剂很多。
如需除垢则加入除垢剂（如工业用一级柠檬酸），不仅可以有效除垢，还可以降低水体PH值。
6、煮沸法：煮沸水可排除水中碳酸化合物,降低暂时的硬度,但不能解除硫酸化合物、氯化物等而降低讯八硬度,所以煮沸法只能降低硬度的1/3-1/2。
实际上凤钢回流冷却水在经过升温-降温过程后，硬度自然会降低。
7、活性炭吸附法：活性炭可吸附水中金属离子,从而降低水的硬度,同时还有杀菌和除腥味的作用。
将活性炭放入滤化器水中,把需要调整的水反复通过活性炭,也能降低水的硬度。
缺点是水通过量会受活性炭影响而降低。
8、配比法：即在原有水中加人软水降低原有水的硬度。
凤钢除1炼钢对清水水质要求非常高之外（超过饮用水标准），其他分厂无特殊要求。
因此为降低产水成本和便于使用，不建议在源头清水池加入软水，建议将置换出来的结晶器软水由分厂置换进入电炉清水池。
附件：1、阻垢剂：1.1阻垢剂简介阻垢剂是一种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，并维持金属设备的化学剂，在水处理方面有着广泛的运用。
无磷缓蚀阻垢剂主要成分
无磷缓蚀阻垢剂主要成分
无磷缓蚀阻垢剂是一种用于水处理和工业生产中的化学品，其主要作用是防止水中的硬度离子沉积在管道和设备上，同时还具有缓蚀作用，防止金属设备被腐蚀。
其主要成分包括以下几种：
1. 聚羧酸盐类：聚羧酸盐是一种高分子有机化合物，具有良好的缓蚀和阻垢效果。
其分子结构中含有羧酸基，可以与金属表面形成一层保护膜，防止金属被腐蚀。
2. 有机磷酸盐类：有机磷酸盐是一种含有磷酸基的有机化合物，具有良好的缓蚀和阻垢效果。
其分子结构中含有磷酸基，可以与钙、镁等离子形成稳定的络合物，防止它们沉积在管道和设备上。
3. 聚酰胺类：聚酰胺是一种高分子有机化合物，具有良好的阻垢效果。
其分子结构中含有酰胺基，可以与钙、镁等离子形成稳定的络合物，防止它们沉积在管道和设备上。
4. 有机硅类：有机硅是一种含有硅基的有机化合物，具有良好的阻垢效果。
其分子结构中含有硅基，可以与钙、镁等离子形成稳定的络合物，防止它们沉积在管道和设备上。
综上所述，无磷缓蚀阻垢剂的主要成分包括聚羧酸盐类、有机磷酸盐类、聚酰胺类和有机硅类等。
这些成分可以有效地防止水中的硬度离子沉积在管道和设备上，同时还可以缓蚀金属设备，延长其使用寿命。
HEDP
羟基乙叉二膦酸羟基乙叉二膦酸（HEDP）,化学用品，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。
分子式：C2H8O7P2分子量：206.03HEDP是五元酸，有五个H+可以离解中文名称羟基乙叉二膦酸[2]中文别名1-羟基有乙叉-1,1-二磷酸;HEDP通用络合剂;羟基亚乙基二磷酸;羟基亚乙基二膦酸;水质稳定剂HEDP;羟乙磷酸;1-羟基乙叉-1,1-二磷酸;羟乙二磷酸;1-羟基亚乙基1,1-二磷酸;依替膦酸;HEDP,羟基乙叉二磷酸;1-羟亚乙基-1,1'-二膦酸;HEDP,亚羟乙基二磷酸理化性质密度1.45 (60% aq.)[2]熔点198~199℃[2]外观形状在高PH值情况下，仍很稳定，不易水解，也不受体内酶作用。
低毒并易排出体外，能在200温度下起良好作用，250以上分解，耐酸碱。
能同铁铜铝锌等多种金属离子形成稳定的络合物。
HEDP质量指标符合HG/T 3537-1999项目指标HG/T 3537-1999外观无色或淡黄色透明液体白色粉末状固体活性组分（以HEDP计）% ≥50.0 60.0 89.0 亚磷酸（以PO33-计）% ≤2.0 2.0 0.80 磷酸（以PO43-计）% ≤0.8 0.8 0.50 氯化物（以Cl-计）% ≤1.0 1.0 0.10 PH值（1%水溶液）≤ 2 2 2.0密度（20℃）g/cm3 ≥ 1.34 1.40 ——铁（以Fe3+计）含量 ppm10 10 5.0 ≤活性组份（以HEDP·H2O——98.0 计）% ≥制备方法【方法一】工业上通常采用冰醋酸与三氯化磷酰期货，再由酰基化产物与三氯化磷水解产物缩合法。
将计量的水，冰醋酸加入反应釜中，搅拌均匀。
在冷却下滴加三氯化磷，控制反应温度在40～80℃。
反应副产物氯化氢气体经冷凝后送入吸收塔，回收盐酸。
溢出的乙酰氯和醋酸经冷凝仍回反应器。
磷系和含磷缓蚀阻垢剂的现状及展望
物 配 方。
【 键 词 】 聚磷酸盐 关
有机膦酸 舍膦共聚物 缓蚀阻垢
循环冷却水
在石 油化 工 、 铁 、 肥 制药 等 行 业 中， 钢 化 特别是在热 力 发 电 厂 中 ， 业 循环 冷却 水 都 工 需要消耗 大量的水 资源 。而 随着工 业 的高速 发展 ， 资源匮乏 已相当严 重 ， 水 为提高循 环 水 浓 缩倍率 ， 处 理 工 作 者开 发 和应 用 了 多 种 水 水 处理药剂来 解决 冷 却 水 系统 产 生 的结 垢 、 腐蚀 问题 ， 这些 药荆 针 对不 同系统 及要求 ， 组 成最 佳水 处理配 方及 相 应配套 处 理技术对 水 质 进行 处理 ， 以适 应工 业 节 水 的要 求 。虽 然 目前较多 国家 巳开 始 限制 磷 排 放 ， 国对排 我 污水 中的磷 含量 也 提 出 了一定 的 要求 ， 由 但 于非磷 水质 稳定 剂 受 制 作 成本 、 量 和 缓蚀 用 阻垢性 能的影 响 ， 目前仍 处 于研究 发展 阶段 ， 在工 业循 环冷 却水 处 理 中 较少 使 用 ， 众 多 在 循环 冷却水 使 用 的水 质稳 定 剂 中 ， 系 和 古 磷 膦配方仍 占有 非 常大 的 比重 ， 今 后 一 段 时 在 间 内仍 然是 药剂 中的 主要 基 团和水稳 剂配方 中的主要 成分 。 自从 ６ 代 末 有 机 膦 酸进 人 水 处 理领 ０年 域， 由于其具 有 热 稳 定 性 好 、 水 解 、 耐 有较 好 的缓 蚀性能 和优 异 的阻碳 酸钙镁 垢 的作用 而
离开 ， 而抑 制 金属腐 蚀 。 从 １ ３ 使 用 中应 注意 的 问题 ．
- 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)。
有机磷酸类阻垢剂除垢机理-回复
有机磷酸类阻垢剂在除垢过程中发挥重要作用，其机理复杂多样。
本文将以有机磷酸类阻垢剂的除垢机理为主题，一步一步回答。
第一步：了解阻垢剂的基本概念
阻垢剂是一种化学物质，通过与垢形成特定的作用，降低或消除垢的产生，从而保持设备系统的正常工作。
有机磷酸类阻垢剂是一类常用的阻垢剂，主要应用于水处理系统中。
第二步：垢的形成原因
在水处理系统中，水中常含有碳酸盐、硫酸盐、铁、锰等离子物质，当水中这些物质达到一定浓度时，就会发生晶体的析出和聚集，形成垢。
这些垢会附着在设备的内表面上，影响设备的传热、传质和流体动力学等性能。
第三步：有机磷酸类阻垢剂的基本特性
有机磷酸类阻垢剂具有以下几个基本特性：
1. 高效性：有机磷酸类阻垢剂能够通过与垢物质发生特定反应，降低或消除垢的形成。
2. 环境友好：有机磷酸类阻垢剂不含有害物质，对环境无污染。
3. 缓蚀性：有机磷酸类阻垢剂能够对金属表面形成一层保护膜，防止金属发生腐蚀。
4. 稳定性：有机磷酸类阻垢剂具有较好的热、光、酸碱稳定性，适用于各
种工艺条件下的阻垢。
第四步：有机磷酸类阻垢剂与垢物质的作用机制
有机磷酸类阻垢剂与垢物质发生相应的化学反应，主要包括侵蚀型阻垢和结晶抑制型阻垢两种作用机制。
1. 侵蚀型阻垢机制：
有机磷酸类阻垢剂中的磷酸根离子（PO_4^3-）与钙离子（Ca^2+）形成难溶的磷酸钙（Ca_3(PO_4)_2），从而阻止垢的形成。
此外，磷酸根离子还能与铁离子（Fe^2+、Fe^3+）形成难溶的磷酸铁，抑制铁锈的生成，减少腐蚀。
2. 结晶抑制型阻垢机制：
有机磷酸类阻垢剂中的分子结构中的有机功能团（例如羧酸、磺酸、磷酸等）能够与水中的离子物质发生相互作用，影响其结晶过程，从而抑制垢的形成。
此外，有机磷酸类阻垢剂还能够通过缓蚀金属表面，阻止金属发生腐蚀，从而降低垢的产生。
第五步：有机磷酸类阻垢剂的应用
有机磷酸类阻垢剂广泛应用于各种水处理系统，如锅炉水处理、循环冷却水处理、供水管道、热交换器等。
其应用方式可以是添加于水处理系统中，也可以制成阻垢剂溶液，通过不同的投放方法进行应用。
第六步：有机磷酸类阻垢剂的优势和发展趋势
有机磷酸类阻垢剂相比其他阻垢剂具有以下优势：
1. 高效性：有机磷酸类阻垢剂能够有效降低或消除垢的形成，提高设备的工作效率。
2. 环保性：有机磷酸类阻垢剂对环境无污染，符合环保要求。
3. 经济性：有机磷酸类阻垢剂具有较低的成本，适用于大规模应用。
4. 可调性：有机磷酸类阻垢剂的配方可根据实际需要进行调整，以适应不同的应用场景。
未来，有机磷酸类阻垢剂的发展趋势主要包括技术改良、新型阻垢剂的研发以及智能化水处理系统的应用等方面。
通过不断改进和创新，有机磷酸类阻垢剂将具有更广阔的应用前景。
综上所述，有机磷酸类阻垢剂作为一种重要的阻垢剂，在水处理系统中发挥着重要的作用。
其除垢机理主要包括侵蚀型阻垢和结晶抑制型阻垢两种机制。
有机磷酸类阻垢剂具有高效性、环保性、经济性和可调性等优势，并具有广阔的应用前景。
未来的发展将更加注重技术改良、新型阻垢剂的研发和智能化水处理系统的应用。