阻垢机理
阻垢剂1
常用物质：聚磷酸盐 聚偏磷酸盐
（3）有机膦酸盐 ）
作用机理： •在水中与成垢离子形成稳定的螯合物。 •在水中与已形成碳酸钙晶体中的钙形成稳定螯合物。 •在水中形成的螯合物包围碳酸钙小晶粒，使晶粒不能进一步长大 •破坏碳酸钙晶体，使晶格发生畸变。 常用物质：羟基亚乙基二磷酸盐（HEDP）； 乙二胺四亚甲基膦酸盐（ＥＤＴＭＰ）等。
阴离子型
二元共聚物
多元共聚物
（丙烯酸/丙烯酸甲酯/丙烯酰胺共聚物）
非离子型 阳离子型
均聚物 （聚丙烯酰胺PAM，部分水解的聚丙烯酰胺） 均聚加成物 （聚马来酸乙醇胺加成物）
６．阻垢剂研究动态
（１）非交联无规共聚物阻垢分散剂 主要以丙烯酸和α，β—烯烃不饱和酯共聚而成，对水 中的磷酸盐、硅酸盐、碳酸盐、等具有良好的抑垢及 沉积能力，无毒，可用于各种水系统 。 （２）氧化淀粉型阻垢剂 由氧化多糖和含羧基的丙烯酸聚合物或马来酸聚合 物水解复合的阻垢剂。在高温条件下，对防止水垢 有极为显著的功效。
3.阻垢剂种类 阻垢剂种类
膦酸盐 无机缩合磷酸盐 磷酸盐系 （同时具有阻 有机膦酸盐 垢和缓蚀作用） 膦酸酯 聚合物型 非磷酸盐系 螯合物型 合成高分子电解质
阻垢剂
（阻垢分散剂） 天然高分子电解质
4. 磷酸盐系阻垢剂 （1）磷酸盐 作用原理：磷酸盐与水中的硬度成分反应，使硬度 成分变成悬浮沉淀物，同时，碱调节剂和镁的硬度 组分反应，形成悬浮物。 常用物质：磷酸三钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠。
一.阻垢剂 阻垢剂
1.概念：能够防止水垢和污垢产生或抑
制其沉积 生长的化学试剂，包括阻垢缓蚀剂和阻 垢分散剂。
2.水垢形成机理和阻垢作用机理 水垢形成机理和阻垢作用机理
（1）.水垢形成机理 ） 水垢形成机理
阻垢机理
Ksp序号离子
强度25℃时CaSO4
Ksp
1 0.010 1.00×10－4 7 0.070 2.30×10－4 13 0.400 8.40×10－4
0.012 1.00×10－4 0.072 2.35×10－4 0.420 8.40×10－4
0.014 1.03×10－4 0.074 2.40×10－4 0.440 9.20×10－4
判断CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2的结垢倾向采用溶度积法则。
溶度积常数（Ksp）是指溶液中难溶盐离子达到平衡时的平衡常数。
Ksp
离子积（IPb）是指溶液中难溶盐离子实测浓度的乘积。
IPb
判断溶液中物质结垢倾向遵循如下法则：
IPb＞Ksp，溶液为过饱和溶液，有结垢倾向，物质从溶液中析出沉淀；
0.032 1.50×10－4 0.092 2.75×10－4 0.620 12.2×10－4
0.034 1.57×10－4 0.094 2.80×10－4 0.640 12.4×10－4
0.036 1.60×10－4 0.096 2.85×10－4 0.660 12.6×10－4
0.038 1.62×10－4 0.098 2.90×10－4 0.680 12.8×10－4
0.016 1.10×10－4 0.076 2.45×10－4 0.460 9.40×10－4
0.018 1.18×10－4 0.078 2.50×10－4 0.480 9.80×10－4
2 0.020 1.20×10－4 8 0.080 2.50×10－4 14 0.500 10.0×10－4
0.022 1.22×10－4 0.082 2.55×10－4 0.520 10.4×10－4
羧酸聚合物对磷酸钙的阻垢作用和机理
羧酸聚合物对磷酸钙的阻垢作用和机理
羧酸聚合物是一类具有羧酸基团的高分子化合物，广泛应用于阻垢领域。
对于磷酸钙阻垢作用和机理主要有以下几个方面：
1. 离子化学作用：羧酸基团可以通过与磷酸钙表面的阳离子（如Ca2+）发生静电相互作用，从而改变磷酸钙表面的电性质，减少硬水中的钙离子对磷酸钙的吸附，降低磷酸钙的结垢倾向。
2. 配位作用：羧酸基团中的羧基（-COOH）可以通过配位键与磷酸钙表面的钙离子形成配位键，形成稳定的络合物，从而抑制磷酸钙的晶体生长和结垢。
3. 络合作用：羧酸基团还可以通过与磷酸钙表面的阻垢剂形成络合物，包裹磷酸钙表面的阳离子，阻止磷酸钙的结晶过程，达到阻垢的效果。
总体来说，羧酸聚合物通过离子化学作用、配位作用和络合作用减少磷酸钙表面上钙离子与其他阻垢物质的相互作用，从而阻止磷酸钙的结晶和垢石的形成。
它们具有良好的阻垢效果，广泛应用于水处理、洗涤剂和洗发水等领域。
阻垢剂的作用、机理及主要成分介绍
阻垢剂的作用、机理及主要成分介绍1、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。
2、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，常见的分类主要有以下几种：（1）聚羧酸类阻垢分散剂（2）有机膦酸酯（3）有机膦酸类阻垢剂（4）聚磷酸盐3、阻垢剂的性能我们知道阻垢剂具有阻垢作用。
它的阻垢作用是因为它能阻止细小的碳酸盐晶粒长大而扭曲晶格，使循环冷却水中的碳酸盐不进行热交换。
同时，通过组织中有机磷酸盐等成分与金属形成保护膜的特性，与循环冷却水中的钙离子结合，防止金属腐蚀。
本产品PH值应用广泛，在PH值7.0-10.0之间均能抑制结垢和腐蚀，使工业化生产操作简便，不会因PH值失控而引起腐蚀、结垢等问题。
本品最高碳酸盐硬度可达680mg/L左右，阻垢效果好。
4、阻垢剂的作用机理（1）在阻垢剂中的络合增溶共聚物溶于水后发生离子化，形成带负电荷的分子链，与Ca2+形成水溶性络合物或螯合物，从而增加无机盐的溶解度。
增加并起到阻垢作用。
（2）晶格畸变效应是由于分子中的某些官能团占据了无机盐晶核或微晶上的一定位置，阻碍和破坏了无机盐晶体的正常生长，减缓了晶体的生长速度，从而减少盐垢的形成。
（3）静电斥力的作用是共聚物溶于水吸附在无机盐的微晶上，增加了粒子间的斥力，阻碍了它们的聚结，使它们保持良好的分散状态，从而阻止或减少了形成规模。
由此我们知道，阻垢剂可以有效分散难溶的无机盐类，其中的化学物质可以有效阻碍污垢的聚结，从而达到阻垢的效果。
5、反渗透阻垢剂和循环水阻垢剂的区别由于两者面临的情况不同，对两者的要求也不同：循环水的运行环境要求长期性能和抗细菌性。
可使用大量高分子分散剂分散悬浮物，以增加阻垢效果。
循环水系统体积大，露天运行，对药剂纯度要求不高。
由于反渗透阻垢剂作用时间短，要求阻垢剂与结垢离子快速相互作用，因此要求快速高效；另外，由于膜内部通道狭窄，如果使用高分子分散剂，会带来更大的问题；同时，阻垢剂在膜表面的过程是一个浓缩过程。
阻垢机理介绍
山东泰和水处理有限公司
1
主要内容
1、结垢形成过程
2、阻垢机理
溶限效应机理
晶格歪曲机理
分散机理
3、脱盐系统的结垢特点
4、结垢的防治
结垢形成过程
结垢的形成过程
溶解的离子 晶体生长 凝聚 离子成对 离散晶体 结垢 离子簇 成核 临界体积
3
阻垢剂的阻垢机理 溶限效应
成垢离子，如Ca2+
阻垢剂分子
*
*
聚合物 Flocon 135 聚合物复合 物 Flocon 260Leabharlann *********
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13
不同类型阻垢剂的阻垢机理
六偏磷酸钠 CaCO3 CaSO4 BaSO4 硅胶 Fe 胶体 LSI<0.8 好 无 无 无
有机磷酸盐 LSI<2.6 差 无 无 无
聚合物复合物 Flocon 260 LSI<2.6 好 好 好 好
阻垢剂约束住成垢离子
4
阻垢剂的阻垢机理 溶限效应
被束缚的离子同时还可与其相反电荷离子作用形成离子簇
5
阻垢剂的阻垢机理 溶限效应
阻垢抑制剂处于离子簇的中央，离子簇的成核临界体积进一步 增大，降低成垢机率
6
阻垢剂的阻垢机理 晶格歪曲机理（以碳酸钙晶体为例）
基于菱形单位晶格，其最快成长方向发生在点和边上。
硅酸盐
在碱性条件下形成钙镁硅酸盐垢 随pH升高碱性硅酸盐溶解度下降
铁的氧化物
亚铁离子转成高铁离子
其它类型如：硫酸钡、硫酸锶、碳酸铁、氧化钙、氢氧化镁、氟化钙等 18
结垢的防治
防止结垢的方法
阻垢剂的作用机理
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。
阻垢剂的种类与作用机理
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。
电子阻垢除垢
电子阻垢除垢一、阻垢、除垢原理变频电磁场作用于管道上，引起管道内部水分子产生共振，使氢键缔合的水分子团变成单个极性水分子，因而提高了水的活化性，促进极微小的水分子可以渗透、包围、溶解，使污垢逐渐蓬松，从而去除热水器、锅炉、管道内壁等热交换系统内的老垢。
单个极性水分子会吸附在管道内壁上，从而形成由极性水分子组成的活化水带，达到一个阻垢、除垢的目的。
同时，通过变频作用使悬浮在水中的钙离子和碳酸根离子相互碰撞，形成特殊的表面无电荷的文石碳酸钙晶体，使其无法吸附在管壁之上，从而达到有效的除垢、防垢目的。
由于环境的不同，水的温度、硬度、粘度、PH值也不一样，对其共振所需频率也必须随之改变。
因此，只有采用变频共振技术，才能确保使不同水质条件下的水分子产生共振，从而达到理想的除垢、防垢目的。
二、磁防垢、阻垢其主要机理如下：1、油介质共振吸收的原理。
（200HZ-90KHZ）变频电磁场作用在油介质上，主要组成成份是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素，该成份都有各自的固有振荡频率，在外加变频电磁场的作用下使油介质分子、离子共振，油介质的分子运动加剧，破坏了分子间的缔合，影响了油中结晶的生成，其结果阻止了油垢、油蜡晶在管壁、设备上生成，起到防垢阻垢的目的。
2、油介质在磁场作用下的磁化效应，降低了原油的黏度。
在磁场作用下，油介质的分子磁矩排列有序，分层的流动，降低了油层流动的内摩擦力，使原油黏度降低，流动性增强，输油量加大。
3、磁场线对流体的约束效应（托卡马克原理）。
磁场线具有约束流体的作用，管壁处磁场线密集，阻止原油接触管内壁，起到保护膜的作用,阻止油垢生成。
4、驰豫效应。
在磁场作用下油介质被磁化，退磁化需要一定时间。
实验表明静态液体退磁需48小时，流动液体退磁需8小时，输油管道磁化有效传输距离可达8-12Km，循环回路阻垢效果更佳。
三、磁场强度对抑垢效果的影响磁场强度是磁场的重要参数之一，对磁处理效果的好坏起着非常关键的作用，在不同强度条件下进行抑垢实验，以获得良好的抑垢效果。
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阻垢机理
1.络合增溶
络合增溶作用是阻垢剂在水中能够与钙、镁离子形成稳定的可溶性螯合物,将更多的钙、镁离子稳定在水中,从而增大了钙镁盐的溶解度,抑制了垢的沉积。
对于有些有机膦酸盐,它不仅能和水溶液中的钙镁离子形成稳定的络合物,同时还可以与已形成CaCO3 晶体的钙离子作用,这种作用使得CaCO3 小晶体与其它CaCO3 微晶体碰撞过程中难以严格按次序排列,故不易生成CaCO3大晶体,从而提高晶体颗粒溶解性能。
2.晶格畸变
晶格畸变作用主要是由于阻垢剂的官能团对金属离子具有螯合能力,在晶格中占有一定位置,因而可干扰无机垢的结晶生长过程,而使晶体不能严格按正常晶格排列生长,致使无机盐晶体不能按特有次序排列而生长,形成了不规则的或有较多缺陷的晶体,即发生了晶格歪曲现象或使大晶体内部的内应力增大,从而使晶体易于破裂,阻碍垢的生长。
对于CaCO3 垢,则可使其变为软垢,这种软垢易被水流冲掉和分散。
3 凝聚与分散
阴离子型阻垢剂在水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,使微晶的表面形成双电层而带负电。
因阻垢剂的链状结构可吸附多个相同电荷的微晶,静电斥力可阻止微晶相互碰撞,从而避免了大晶体的形成。
在吸附产物碰到其它阻垢剂分子时,将已吸附的晶体转移过去,出现晶粒均匀分散现象,从而阻碍了晶粒间和晶粒与金属表面的碰撞,减少了溶液中的晶核数,将CaCO3 稳定在溶液中。
4 再生——自解脱膜假说
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后,在传热面上破裂,并携带部分垢层脱离传热面。
由于这种膜的不断形成和破裂,使垢层的生长受到抑制。
5 双电层作用机理
有机膦酸盐类阻垢剂,其阻垢作用可能是由于阻垢剂在生长晶核附近的扩散界层内富集,从而形成双电层并阻碍成垢离子或分子簇在金属表面凝结。