PASP、PAA与PBTCA阻垢性能的对比实验研究
中 环境科学２０１０，３０（１ １）：１４６６－１４７２ Ｃｈｉｎａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ１ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＰＡＳＰ、ＰＡＡ与ＰＢＴＣＡ阻垢性能的对比实验研究 覃海华，李彩亭 ，文Ｕ 海，张 巍，曾光明，高宏亮，李焕利（湖南大学环境科学与工程学院，环境生物与控制教 育部重点实验室，长沙４１００８２） 摘要：采用静态阻垢法研究了聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）、聚丙烯酸（ＰＡＡ）和２一膦酸基丁烷１，２，４一三羧酸（ＰＢＴＣＡ）￣）碳酸钙和硫酸钙的阻垢性能， 并用旋转挂片法研究了３种阻垢剂作用下湿法石灰脱硫浆液系统的结垢规律．研究发现：随着阻垢剂浓度的增加，３种阻垢剂都表现出溶限 效应：相同实验条件下，３种阻垢剂对碳酸钙的静态阻垢性能表现为ＰＢＴｃＡ＞ＰＡＡ＞ＰＡｓＰ；对中性和碱性环境，ｐＨ对阻垢剂阻硫酸钙垢的性能 影响较小；随着温度的升高和反应时问的延长，３种阻垢剂阻硫酸钙的阻垢率先增大后减小；对湿法石灰脱硫浆液系统，３种阻垢剂作用下，单 位面积挂片』二的结垢量均是随着阻垢剂质量浓度的增大先增大后减小，在浓度达到３０ｍｇ／Ｌ时，挂片Ｅ的结垢量都很小 关键词：聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）：聚丙烯酸（ＰＡＡ）；２膦酸基丁烷一１，２，４一三羧酸（ＰＢＴＣＡ）；阻垢性能 中图分类号：Ｘ５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００—６９２３（２０１ｏ）１１ １４６６ ０７ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｃａｌｅ－ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ，ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ２－ｐｈ０ｓｐｈＯｎＯｂｕｔａｎｅ一１，２， ４－ｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ．ＱＩＮ Ｈａｉ—ｈｕａ，ＬＩ Ｃａｉ—ｔｉｎｇ’，ＬＩＵ Ｈａｉ，ＺＨＡＮＧ Ｗｌｅｉ，ＺＥＮＧ Ｇｕａｎｇ—ｒｕｉｎｇ，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ—ｌｉａｎｇ，ＬＩ Ｈｕａｎ—ｌｉ（Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２，Ｃｈｉｎａ）．Ｃｈｉｎａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１０，３０（１１）：１４６６￣１４７２ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｓｔａｔｉｃ Ｓｃａｌｅ—ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ ｓｃａｌｅ—ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ（ＰＡＳＰ）， ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ（ＰＡＡ）ａｎｄ ２－ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｂｕｔａｎｅ一１，２，４一ｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ（ＰＢＴＣＡ）ｗｅｒｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ，ｓｃａｌｉｎｇ ｌａＷＳ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｗｅｒｅ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ ｂｙ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｍｅｔｈｏｄ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｈａｄ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ ｅｆｆｅｃｔ ａＳ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｎｃｒｅａＳｉｎｇ．Ｔｈｅ ｏｒｄｅｒ ｏｆ ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｇａｉｎｓｔ ＣａＣＯ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｗａｓ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ：ＰＢＴＣＡ＞ＰＡＡ＞ＰＡＳ Ｐ．Ｗｈｅｎ ｐＨ＞７．０．ｐＨ ｈａｄ ｌｉｔｔｌｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｇａｉｎｓｔ ＣａＳＯ４ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ．Ａｓ ｗａｔｅｒ－ｂａｔｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａＳｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅ ｔｉｍｅ ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ，ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｇａｉｎｓｔ ＣａＳＯ４ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｆｉｒｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａＳｅｄ．Ｉｎ ｗｅｔ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ Ｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｌｉｍｅ，ａｌｌ ｔｈｅ ｓｃａｌｉｎｇ ｍａＳｓ ｏｆ ｈａｎｇｉｎｇ ｏｎ—ｃｈｉｐ ｕｎｉｔ ａｒｅａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａＳｅｄ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅｉｒ ｄｏｓａｇｅ ｏｆ ３０ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅ ｓｃａｌｉｎｇ ｍａｓｓ ｏｆ ｈａｎｇｉｎｇ ｏｎ—ｃｈｉｐ ｕｎｉｔ ａｒｅａ ｏｆＰＡＳＰ，ＰＡＡ ａｎｄ ＰＢＴＣＡ Ｗａｓ ｖｅｒｙ ｓｍａｌ１． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ．－ｐｏｌｙａｓｐａｒｔｉｃ ａｃｉｄ（ＰＡＳＰ）；ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ ａｃｉｄ（ＰＡＡ）；ｐｈｏｓｐｈｏｎｏｂｕｔａｎｅ一１，２，４一ｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ（ＰＢＴＣＡ）； ｓｃａｌｅ—ｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ 湿式石灰石／石灰法烟气脱硫工艺是我国目 前应用最为普遍的脱硫工艺，但由于其系统中采 用浆状物料，脱硫系统特别是浆料入口干湿交界 区、脱硫塔内壁、浆液池、除雾器和浆液管路易 结垢而影响系统的运行．添加阻垢剂被视为一种 解决结垢和堵塞问题的可行方法ｌＪ Ｊ． 聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）是一种水溶性的氨基酸 可降解聚合物，是近年来人们受到海洋动物的代 谢过程启发而成功开发的一种环境友好型绿色 阻垢剂ｌ ｌ，因其无毒、不破坏环境，可完全降解为 对环境无害的终产物，在工业、农业、医疗等领 域中应用』 泛ｌ２一１．聚丙烯酸（ＰＡＡ）是较常见的聚 羧酸类阻垢剂，因其经济高效，在循环冷却水系统 应用较多．２一膦酸基丁烷一１，２，４一三羧酸（ＰＢＴＣＡ） 为膦羧酸型阻垢剂，适用于高温、高ｐＨ值或高固 含量的循环冷却水系统［４－５１但是ＰＡＡ分子链比 收稿日期：２０１０ ０３ １７ 基金项目：国家自然科学基金资助项日（５０８７８０８０）；长沙市科技重大 专项（Ｋ０９０２００６—３ １ 责任作者，教授，ｃｔｌｉ＠ｈｎｕ．
ｃｎ １ １期 覃海华等：ＰＡＳＰ、ＰＡＡ与ＰＢＴＣＡ阻垢性能的对比实验研究 较规整，生物降解性能较差［６１ ＰＢＴＣＡ为含有机 磷的阻垢剂，所以选择阻垢性能高、生物降解性 能好的阻垢剂很有必要． 本文采用静态阻垢法，就ＰＡＳＰ的阻垢性能 与ＰＡＡ以及ＰＢＴＣＡ进行了对比实验研究，并利 用旋转挂片法研究了３种阻垢剂作用下模拟湿 法石灰脱硫浆液系统的结垢规律． １ 实验方法 １．１试剂 聚天冬氨酸（市售），含量≥９８％，淡黄色粉末； 聚丙烯酸（市售），分析纯，固体含量≥３０％，黏稠液 体；２一膦酸基丁烷一１，２，４～三羧酸（市售），工业品，执 行标准ＨＧ／Ｔ ３６６２—２０００，无色至淡黄色液体；其 他试剂为分析纯． １．２阻垢性能测定 １＿２．１对ＣａＣＯ３的静态阻垢性能测定参照《水 处理剂阻垢性能的测定一碳酸钙沉积法》 Ｊ，在 ５００ｍＬ容量瓶中加入大约２００ｍＬ去离子水，移入 一定体积的ＣａＣ１２溶液，加入一定量的阻垢剂溶液， 加入２０ｍＬ硼砂缓冲液，摇匀．用移液管缓慢加入 一定体积的ＮａＨＣＯ３溶液，边加边摇动，用去离子 水定容至刻度线，摇匀．另取５００ｍＬ容量瓶不加阻 垢剂做空白试液．实验重复３次，取其平均值． 将加阻垢剂试液与空白试液分别置于 ５００ｍＬ锥形瓶中，并置于恒温水浴锅６０℃恒温水 浴１０ｈ，取出冷却至室温，并补充蒸发水分，吸取上 层清液２５ｍＬ，加水至约８０ｍＬ，加５ｍＬ氢氧化钾 溶液和约０．１ｇ钙一羧酸指示剂，用乙二胺四乙酸 二钠标准滴定溶液滴定至溶液由紫红色变为亮 蓝色即为终点．依下式计算阻垢率： ，７＝（Ｖａ—Ｖ０）／（ 一Ｖ０）×１００％ （１） 式中： 为阻垢率，％； 为加阻垢剂水样加热后消 耗掉的ＥＤＴＡ的体积，ｍＬ；Ｖｂ为未加热空白水样 （总钙）消耗ＥＤＴＡ的体积，ｍＬ；Ｖｏ为未加阻垢剂 试样消耗ＥＤＴＡ的体积，ｍＬ． １．２．２对ＣａＳＯ 的静态阻垢性能测定 参照 《油田用防垢剂性能评定方法》 Ｊ，在１００ｍＬ容 量瓶中加入大约５０ｍＬ去离子水，移入一定体积 的ＣａＣＩ２溶液，加入一定量的阻垢剂溶液，摇匀．用 移液管缓慢加入一定体积的Ｎａ２ＳＯ４溶液，边加 边摇动，用水定容至刻度线，摇匀．另取１００ｍＬ容 量瓶不加阻垢剂做空白试液． 将上述试液分别置于１５０ｍＬ具塞磨口锥形 瓶中，６０￣Ｃ恒温水浴６ｈ，取出冷却至室温，并补充 蒸发水分，测定Ｃａ２ 浓度，计算阻垢率．实验重复 ３次，取其平均值． １．２．３ 湿法石灰脱硫浆液系统中的阻垢性能测 定 根据石灰石一石灰法脱硫产物干基组成［９１ 配制成模拟浆液，将２０００ｍＬ脱硫浆液置于烧 杯中，其中挂有不锈钢挂片２片（其形状尺寸参 考《水处理剂缓蚀性能的测定一旋转挂片 法》ｌ１叫），用搅拌机以１００ｒ／ｍｉｎ的转速搅拌，水浴 保持６０￣Ｃ，观察挂片上结垢情况，并及时补充蒸 发水分．恒温５ｈ后，取下挂片，用事先准备好的 纸袋装好，１００℃烘３ｈ；烘干后，取出样品放入干 燥器冷却至室温称重，计算单位面积挂片上的 质量增量，如式（２）．结果取平均值． ＡＭｓ＝（Ｍ—ｍｏ—ｍ１）／Ｓ （２） 式中：ＡＭｓ为单位面积不锈钢挂片上结垢 量，ｇ／ｃｍ ： 为烘干后装在纸袋中的不锈钢挂片 以及结晶的总重量，ｇ；ｍ。为烘干后不锈钢片的重 量，ｇ；ｍｌ为烘干后纸袋的重量，ｇ；Ｓ为结垢面 积，ｃｍ ． ２结果与讨论 ２．１ 阻垢剂浓度对阻垢性能的影响 对于ＣａＣＯ ，水样中Ｃａ 质量浓度为 ２００ｍｇ／Ｌ，ＨＣＯ３质量浓度为６１０ｍｇ／Ｌ，６０℃恒温 １Ｏｈ，加硼砂溶液２０ｍＬ维持水样ｐＨ值为８．９±０．１； 对于ＣａＳＯ４，Ｃａ 浓度为２０００ｍｇ／Ｌ，Ｓ０４｝浓度为 ４８００ｍｇ／Ｌ。６０℃恒温６ｈ；阻垢剂浓度对阻垢率的 影响如图Ｉ所示． 由图１可见，在相同水质条件下，３种阻垢剂 的阻垢率随着阻垢剂浓度的增加而上升，并都表 现出溶限效应．图１ａ中，３种阻垢剂出现溶限效应 的拐点浓度均为３ｍｇ／Ｌ．图１ｂ中，ＰＡＳＰ、ＰＢＴＣＡ 及ＰＡＡ出现溶限效应的拐点浓度分别为３ｍｇ／Ｌ、 ３ｍｇ／Ｌ及６ｍｇ／Ｌ＇．由此可见，对于ＣａＣＯ３和ＣａＳＯ４， 相同浓度下，ＰＢＴＣＡ
表现出较好的阻垢效 中国环境科学 ３０卷 果，ＰＡＡ较ＰＡＳＰ阻ＣａＣＯ３垢效果要好，而阻 ＣａＳＯ 垢时ＰＡＳＰ较ＰＡＡ效果要好．这与阻垢剂 的结构有关，羧酸基、膦酸基是阻碳酸钙的活性 基团，数日多则阻垢性能强，而羟基等亲水基团的 阻垢性能比羧酸基优越．酰胺基、羟基是防止聚 合物胶凝的活性基团ｌ１ 引．ＰＢＴＣＡ含有膦酸基 （ＰＯ３Ｈ２）和羧酸基（ＣＯＯＨ）两种官能团［１３１，ＰＡＡ只 含有一个羧酸基，ＰＡＳＰ含有酰胺基和羧酸基 引， 在此实验条件下，对碳酸钙垢的阻垢性能， ＰＢＴＣＡ＞ＰＡＡ＞ＰＡＳＰ；对硫酸钙垢ｌＪ 的阻垢性 能，ＰＢＴＣＡ＞ＰＡＳＰ＞ＰＡＡ． 摹 料 四 礴 蜾 四 ２ ４ 阻垢剂浓度（ｍｇ／Ｌ） ０ ５ ｌ０ １ ５ 图１ 阻垢剂浓度对其抑制ＣａＣＯ３和ＣａＳＯ４结垢效果 的影响 Ｆｉｇ．１ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｏｓａｇｅ ｏｎ ＣａＣＯ３ ａｎｄ ＣａＳＯ４ ｓｃａｌｅ．ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ２．２ Ｃａ 浓度对阻垢性能的影响 对于ＣａＣＯ３，水样中ＨＣＯ３质量浓度为 ６１０ｍｇ／Ｌ，投加ＰＡＡ、ＰＡｓＰ及ＰＢＴＣＡ的质量浓 度均为３ｍｇ／Ｌ，６０￣Ｃ恒温１０ｈ，加硼砂溶液２０ｍＬ 维持水样ｐＨ值为８．９±０．１；对于ＣａＳＯ４，水样中 Ｓ０４ 的浓度为４８００ｍｇ／Ｌ，投加ＰＡＳＰ及ＰＢＴＣＡ 的质量浓度均为３ｍｇ／Ｌ，鉴于ＰＡＡ的阻ＣａＳＯ４性 能，取ＰＡＡ的质量浓度为６ｍｇ／Ｌ，６０￣Ｃ恒温６ｈ；不 同Ｃａ 质量浓度下，３种阻垢剂的阻垢率分别如 图２所示． 斛 蜾 囊 槲 蜷 四 ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ ［Ｃａ＇－ ］（ｍｇ／Ｌ） ｌ０００ ２０００ ３０００ ４０００ ５０００ ［Ｃａ２一］（ｍｇ／Ｌ） 图２［Ｃａ 】埘阻垢剂抑制ＣａＣＯ３和ＣａＳＯ４结垢的影响 Ｆｉｇ．２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ［Ｃａ 】ｏｎ ＣａＣＯ３ ａｎｄ ＣａＳＯ４ ｓｃａｌｅ．ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ 由图２可见，在相同水质条件下，随着Ｃａ 质 量浓度的增大，３种阻垢剂的阻垢率均有下降；对 于ＣａＣＯ 垢，随着Ｃａ２ 质量浓度的增大，３种阻垢 剂中，ＰＢＴＣＡ阻垢率一直维持在９６％以上，更适 用于高钙系统，ＰＡＡ较ＰＡＳＰ的阻ＣａＣＯ３垢效果 好；对于ＣａＳＯ４垢，３ｍｇ／Ｌ的ＰＢＴＣＡ和６ｍｇ／Ｌ的 ＰＡＡ都表现 较好的阻垢效果，当［Ｃａ 】＜ ４０００ｍｇ／Ｌ时，阻垢率维持在９２％以上，表明２者适 于高钙系统．３ｍｇ／Ｌ的ＰＡＳＰ在［Ｃａ ］＜２０００ｍｇ／Ｌ 时，阻垢率维持在９２％以 ，Ｃａ 的质量浓度继续 增大，ＳＯ 一的质量浓度不变，ＣａＳＯ４浓度积增大， 因而使得ＣａＳＯ 的相对过饱和度变大，结垢趋势 增强 引，酰胺基团阻ＣａＳＯ４垢作用受到限制【ｌ ， 阻垢率下降较快． ２．３阴离子浓度对阻垢性能的影响 ∞ ∞加鲫如∞ 加０ ∞如∞加∞如∞如加 ０ ∞如鲫 ∞∞∞如加 ∞帅∞ ∞如∞如加 ０
新型阻垢剂BHMTPMPA阻垢性能的实验研究
新型阻垢剂BHMTPMPA
阻垢性能的实验研究
李建玺1，王蓉蓉1，刘伟杰2，周亚洲3，都小兵3，冯梅堂4，张红星5，罗奖合1
（1.西安热工研究院有限公司，陕西 西安 710032；2.东北电力大学,吉林 吉林 132012；3.济源市清源水处理有
限责任公司，河南 济源 454650；4.华能杨柳青热电有限公司，天津 300042；5.华能铜川电厂，陕西 铜川 727100）
[摘要] 在实验室以动态模拟极限碱度法进行了双1，6亚己基三胺五亚甲基膦酸
（BHMTPMPA）单体及复合配方阻垢性能试验以及BHMTPMPA与其他阻垢剂的阻垢性能
对比试验。结果表鸣：（1）BHMTPMPA具有较好的阻垢性能，用于循环水处理时可有效提
高循环水浓缩倍率，降低循环水的耗水率；（2）使用BHMTPMPA可有效降低循环水排污水
磷含量，有利环保。
[关键词]BHMTPMPA；循环冷却水处理；阻垢剂；磷含量；耗水率
[中图分类号]TM621.8 [文献标识码]A [文章编号]1002－3364（2006）07－0056－04
1 阻垢技术现状及发展趋势
有机膦酸自20世纪60年代引入国内循环水处理领域，由于其热稳定性好、耐水解、阻垢性能优异而被广
泛应用[1].目前有机膦酸(ATMP、HEDP)及其盐仍然是最广泛应用的阻垢剂，但其不能有效抑制膦酸钙垢、锌垢
以及氧化铁沉淀等。含磷化合物是微生物的营养源之一，易滋养菌藻，使环境水体营养化，从而造成水体污染[2]。有机膦系列阻垢剂在火电厂循环水系统使用，系统易滋生菌藻，产生粘泥，引发对铜合金、不锈钢等凝汽
器管的腐蚀。目前对循环水系统排污水已限制磷的排放，因此开发和应用低磷或无磷、环境友好型的绿色阻垢
剂已成为国内外研究和发展的方向。
为控制低pH值下循环水系统的腐蚀，目前普遍采用碱性冷却水处理法[3]。在碱性处理条件下循环水及其处理技
术有以下发展趋势。
（1） 为节约用水，循环水向高浓缩倍率技术发展，循环水水质一般具有高硬度、高pH值得特点。
PESA与其他阻垢剂的协同效应
PESA与其他阻垢剂的协同效应
余嵘;房平;崔心水;林明旭
【摘 要】通过静态阻垢实验对PESA和其他阻垢剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,PESA和不同的阻垢剂产生不同的协同作用.对碳酸钙垢,PESA与AA/AM/MA和HEDP有协同作用;对硫酸钙垢,PESA与PASP和PBTCA有协同作用.实验结果为PESA在工业领域的应用提供了参考.
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2010(030)004
【总页数】3页(P69-70,74)
【关键词】聚环氧琥珀酸;阻垢;冷却水
【作 者】余嵘;房平;崔心水;林明旭
【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ085
聚环氧琥珀酸（PESA）无磷、非氮，可生物降解，兼具阻垢和缓蚀双重功效，是一种真正的绿色水处理剂，有着其他阻垢剂无法比拟的环境保护优势，应用前景非常广阔〔1-3〕。
对于循环冷却水，单一阻垢剂往往难以适应多种水质的阻垢要求，需要将不同药剂进行复配以利用它们之间的协同效应，提高配方的阻垢效能〔4〕。通过对PESA和其他阻垢剂复配协同作用的选择，不仅可提高阻垢效能，降低PESA的总投量，从而降低水处理的成本，还可以部分替代现在普遍使用的含磷或难降解阻垢剂，从而减轻其排放时对环境的影响。水中往往会形成多种垢，选择2种或2种以上的阻垢剂，可以很好地对其进行控制。复配阻垢剂的协同效应可以使其适用的水质范围更广，控制更容易，对环境更有利，是现在国内外使用阻垢剂进行水质控制的发展方向〔5〕。笔者仅对PESA和一些常见阻垢剂复配的协同效应进行研究。
1.1 实验用阻垢剂
聚环氧琥珀酸（PESA），质量分数35%，自制；聚天冬氨酸（PASP），质量分数46%，自制；羟基亚乙基二膦酸（HEDP），质量分数50%，工业级；2-膦酰基-1，2，4-三羧基丁烷（PBTCA），质量分数50%，工业级；丙烯酸／丙烯酰胺／马来酸酐三元共聚物（AA/ AM/MA），质量分数35%，自制。
低压水解法制备PBTCA研究
2021年第7期广东化工
第48卷总第441期ꞏ1ꞏ
低压水解法制备PBTCA研究
梁显志1，刘跃龙1,2*
(1．江西科技师范大学化学化工学院，江西南昌330031；2．江西省水性涂料工程实验室，江西南昌330031)
[摘要]2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)是一种耐高温、耐氧化、耐氯的低磷缓蚀阻垢剂。现有工艺采用高温蒸汽水解生产PBTCA，水解
时间在24小时以上，能耗高。本文采用低压水解法制备PBTCA，研究了反应温度、反应压力、水酯质量比和反应时间对水解反应的影响。结
果表明，反应温度为130℃，反应压力为0.5~0.60MPa，水酯质量比1.9，反应6小时，2-膦酸丁烷-1,2,4-五甲酯转化率为100%。最后得到一
种浅黄色透明液体，即为PBTCA。经磷谱检测，产品质量分数在93%以上。
[关键词]2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸；低压；水解
[中图分类号]TQ062+.1[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)07-0001-04
PreparationofPBTCAbyLow-pressureHydrolysis
LiangXianzhi1,LiuYuelong1,2*
(1.SchoolofChemistryandChemicalEngineering,JiangxiScienceandTechnologyNormalUniversity,Nanchang330031；
2.JiangxiEngineeringLaboratoryofWaterborneCoating,Nanchang330031,China)
Abstract:2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylicacid(PBTCA)isakindoflow-phosphoruscorrosionandscaleinhibitorwithgoodhightemperature
绿色阻垢剂研究进展
2013年3月李茜等．绿色阻垢剂研究进展47
绿色阻垢剂研究进展
李茜1，马喜平1，王成龙1，黄文佼2
(1．西南石油大学化学化工学院，成都610500；2．中国石油工程设计有限公司新疆设计院，克拉玛依834000)
[摘要】对常见的阻垢剂和绿色阻垢剂进行了综述，着重对聚天冬氨酸(PSAP)和聚环氧琥珀酸(PESA)等新型绿色阻垢剂的研究现状进行了总结。[关键词]绿色化学绿色阻垢剂聚天冬氨酸聚环氧琥珀酸
绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、
清洁化学¨j，其核心是利用化学技术与方法从根
本上减少甚至消灭那些对人类健康或环境有害的
原料、产物、副产物、试剂和溶剂等的产生和应用。
工业循环冷却系统及各种管道中，结垢会降低传
热效率，阻塞管道，引发垢下腐蚀。目前，国内外
普遍采用阻垢剂，以延缓污垢的产生。随着社会
的发展，人们的环保意识也逐渐提高，所以阻垢剂
向无毒无害无磷、低磷新型高效及生物降解性好
的环境友好型的绿色阻垢剂的方向发展∽J。
1常见的阻垢剂1．1有机膦酸类阻垢剂
有机膦酸类的阻垢剂的化学稳定性好，耐高
温，不易水解，可以和金属离子配合形成立体大分
子环状配合物，分散在水中破坏钙垢晶体的生长，
从而起到阻垢的作用。但是，含磷化合物易滋养
菌藻，使环境水体富氧化，造成水体污染。常见的
几种典型的有机膦酸类阻垢剂有：(1)氨基三甲
叉膦酸(ATMP)，分子式为N(CH：PO，H：)。；(2)羟基乙叉二磷酸(HEDP)，分子式为c：H。O，P：；(3)乙二胺四甲叉膦酸(EDTMPA)，分子式为
c6H加012N：P4；(4)2，4一三羧酸一2一膦酸基丁烷
(PBTCA)，分子式为C，H。，O，P。它们的主要性能
特征如表1所示p1。
表1几种有机膦酸阻垢剂的性能特征
名称性能特征ATMPHEDPEDTMPAPBTCA有机膦酸酯阻碳酸钙、硫酸钙良好，缓蚀阻碳酸钙垢良好，缓蚀阻碳酸钙、硫酸钙垢良好，缓蚀阻碳酸钙和磷酸钙垢良好阻硫酸钙垢较好，抑制碳酸钙垢较差
聚环氧琥珀酸及其复配物阻垢缓蚀性能的研究
聚环氧琥珀酸及其复配物阻垢缓蚀性能的研究
陈颖敏;崔丽
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2009(029)007
【摘 要】针对火电厂循环冷却水水质研究了聚环氧琥珀酸(PESA)的阻垢性能,并同PASP、MA-AA、ATMP等阻垢剂的阻垢效果进行了比较.实验结果表明:PESA阻垢效果优良.比PASP、MA-AA阻垢效果更优,比ATMP阻垢效果稍差.针对凝汽器铜材质(HSn-70A)研究了单一聚环氧琥珀酸的缓蚀性能,开发了与之复配的复合配方,筛选出的最佳复配方案为10mg/L PESA+0.5 mg/L BTA+2mg/L
Zn2++10mg/L葡萄糖酸钠,在此条件下铜的腐蚀率仅为0.0005mm/a.
【总页数】4页(P21-24)
【作 者】陈颖敏;崔丽
【作者单位】华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定,071003;华北电力大学环境科学与工程学院,河北保定,071003
【正文语种】中 文
【中图分类】TG174.42
【相关文献】
1.聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀性能的研究进展 [J], 苗贝贝;柳鑫华;王孟依;舒世立;韩婕;吴卫华;王磊;李慧娟
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PBTCA和HEDP低温条件下碳酸钙阻垢性能评价
PBTCA和HEDP低温条件下碳酸钙阻垢性能评价
楼琼慧;谢文州;秦会敏;郦和生;吴颖
【摘 要】By static experiments,the calcium carbonate scale inhibition
capability of PBTCA and HEDP under low temperature conditions(at 2-15℃)has been investigated. The results show that PBTCA and HEDP have
good scale inhibition capability for calcium carbonate at 2-15℃.The initial
Ca2+and alkalinity have comparatively great influen-ce on the scale
inhibition capability of PBTCA and HEDP.When Ca2++alkalinity
concentration increases from(500+600)mg/L to(800+800)mg/L,the scale
inhibition rate of PBTCA is dropped from 100% to 65% and the scale inhi-bition rate of HEDP is dropped from 100% to 60%.The presence of PO43-,Zn2+,turbidity,etc. has less influence on scale inhibition effect.%通过静态阻垢试验研究了PBTCA和HEDP在低温条件下(2~15℃)的阻碳酸钙垢性能.结果表明:PBTCA和HEDP在2~15℃下的阻碳酸钙垢性能良好.初始钙离子+碱度对PBTCA和HEDP的阻垢性能影响较大,当钙离子+碱度从(500+600)mg/L提高至(800+800)mg/L时,PBTCA和HEDP的阻垢率从100%分别降至65%、60%.PO43-、Zn2+和浊度等的存在对PBTCA和HEDP阻垢效果的影响较小.
PAPEMP对硫酸钙的阻垢性能1...
南京工业大学硕士论文
I 摘 要
本文对有机膦酸盐和水溶性聚合物类水处理药剂的发展进行了综述，采用端
氨基聚醚、三氯化磷、甲醛等原料，通过曼尼希反应，合成了一种新型的阻垢缓
蚀剂聚氧丙烯二胺四甲叉膦酸（polyoxypropylene diamino tetramethylene
phosphonate，简称PDTMP），并用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和31P-核磁共振
谱（31P-NMR）确定了合成产物的结构。通过鼓泡法和静态阻垢法研究了PDTMP
的阻碳酸钙和阻硫酸钙性能，并与DTPMP、ATMP、PAA进行了对比。采用扫
描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射仪（XRD）对几种药剂的阻垢机理进行了
探讨；同时，运用极化曲线、电化学阻抗谱（EIS）等方法研究了PDTMP于1mol·L-1
盐酸溶液中对碳钢的缓蚀作用，并用SEM观察了添加PDTMP前后碳钢表面的
腐蚀形貌。结果表明：
（1）FTIR和31P-NMR表明合成产物具有PDTMP的结构；
（2）PDTMP是一种几何覆盖型兼混合型缓蚀剂，其缓蚀作用随浓度的增加而增
强。阳极极化时，PDTMP在碳钢表面的吸附膜被破坏，发生脱附，其完全
脱附的电位在+0.14V左右；
（3）PDTMP在碳钢表面的吸附是自发进行的，符合Langmuir等温吸附模型，
其吸附自由能G△ads＝－36.21 kJ·mol－1；
（4）在自腐蚀电位下，阻抗谱上均只出现一个容抗弧，即只有一个时间常数。
当极化电位达－0.14 V时，出现两个时间常数，在高频区，谱图表现为一段
容抗弧，而在低频区出现了一段感抗弧。极化电位至0V时，阻抗谱上出现
三个时间常数，对应两个容抗弧和一个感抗弧。极化电位增加至＋0.14V时，
阻抗谱出现了三个时间常数，阻抗谱中感抗成分消失，低频区出现一段与电
极的扩散阻抗相对应的直线；
（5）鼓泡实验表明，PDTMP有良好的延迟析晶作用；在低浓度时，几种药剂的
阻CaCO3垢能力依次为：
缓蚀阻垢剂PBTCA低磷
缓蚀阻垢剂PBTCA低磷
缓蚀阻垢剂PBTCA（2-磷酸基-1，2，4-三羧酸丁烷）是上世纪八十年代发明的新一代膦羧酸，为比较领先的一种低磷缓蚀阻垢剂，现已广泛应用于工业生产。工业生产中以二烷基亚磷酸酯、顺丁烯二酸二烷酯，以及丙烯酸烷酯等为原料，在强碱性催化条件下，经一步连续反应合成的。其产率为87.7%;采用IR、31P-NMR、1H-NMR、13C-NMR等方法证实了合成产物的分子结构，并取得了理想的结果。
中文名
2-膦酸基丁烷-1，2，4-三羧酸
外文名
PBTCA
化学式
C7H11O9P
分子量
270.13
CAS登录号
37971-36-1
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产品性能质量指标用途安全防护英文介绍
基本介绍
产品广泛应用于循环冷却水系统和油田注水系统。PBTCA具有良好的阻碳酸钙、磷酸钙垢的性能，对锌离子等有独特稳定的作用，使锌离子在PH为8.3的循环冷却水中稳定存在。在PH为9.5时还能稳定，使含锌碱性运行配方成为可能。PBTCA还具有良好的耐高温、耐氧化、耐氯稳定性能，对高浊度、高铁的循环水有良好的分散性能。
别名：,2,4-三羧酸-2-膦酸基丁烷；PBTC；2-膦酰基-1,2,4-丁烷三羧酸；膦酰基丁烷三羧酸； CAS No. 37971-36-1 分子式
C7H11O9P 相对分子质量：270.13 结构式
产品性能
PBTCA含磷量低，由于它具有膦酸和羧酸的结构特性，使其具有良好的阻垢和缓蚀性能，优于常用的有机膦酸，特别在高温下阻垢性能远优于常用的有机膦酸，能提高锌的溶解度，耐氯的氧化性能好，复配协同性好。
质量指标
项 目
指 标
外 观
无色或淡黄色透明液体
活性组分（以PBTCA计）% ≥
50.0
亚磷酸（以PO3计）% ≤
0.40
展开全部
质量指标 符合HG/T 3777-2005
项 目
指 标
外 观
无色或淡黄色透明液体
活性组分（以PBTCA计）% ≥
PESA与其他阻垢剂的协同效应 2
PESA与其他阻垢剂的协同效应
余嵘;房平;崔心水;林明旭
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2010(030)004
【摘 要】通过静态阻垢实验对PESA和其他阻垢剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,PESA和不同的阻垢剂产生不同的协同作用.对碳酸钙垢,PESA与AA/AM/MA和HEDP有协同作用;对硫酸钙垢,PESA与PASP和PBTCA有协同作用.实验结果为PESA在工业领域的应用提供了参考.
【总页数】3页(P69-70,74)
【作 者】余嵘;房平;崔心水;林明旭
【作者单位】西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048;西安工程大学环境与化学工程学院,陕西西安,710048
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ085
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某厂循环水阻垢缓蚀剂的评价筛选
某厂循环水阻垢缓蚀剂的评价筛选
金志文;郑敏聪;张强
【摘 要】针对安徽某中外合资发电机组,进行循环水阻垢缓蚀剂的性能评价和筛选.通过对现场水进行静态阻垢试验、极限碳酸盐试验、旋转挂片试验和电化学测定,分别评价1号、2号和3号药剂的阻垢和缓蚀性能.试验表明:2号药剂的阻垢和缓蚀性能最好,3号药剂的阻垢和缓蚀性能次之,1号药剂最差.
【期刊名称】《东北电力技术》
【年(卷),期】2012(033)009
【总页数】3页(P47-49)
【关键词】循环水;阻垢;评价;筛选
【作 者】金志文;郑敏聪;张强
【作者单位】吴江污水处理厂,江苏 苏州215200;安徽省电力科学研究院,安徽合肥230601;安徽省电力科学研究院,安徽合肥230601
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ085+.4
安徽某中外合资发电厂一期建设2×350 MW机组，于2002年建成投产。机组采用敞开式循环冷却水系统，凝汽器管为316L不锈钢材质，循环水补水取自合肥临河集水直接补入冷水塔，通过投加阻垢缓蚀剂的方法进行水质稳定处理。
随着循环水原水的水质不断恶化，以及循环水高浓缩倍率的运行要求，分别对循环水的1号、2号和3号药剂的阻垢和缓蚀性能进行试验、评价和筛选，确保循环水系统经济、安全和稳定运行。
1 水质评价
2011年12月现场取循环水补水，对水样的主要指标进行水质分析，见表1。
利用经验公式Puckoricus结垢指数 (P.S.I.)，判断水质在不同浓缩倍率下的腐蚀和结垢倾向[1]。根据不同浓缩倍数条件下得到的P.S.I.绘制曲线，如图1所示。
表1 循环水补水水质分析分析项目pH DDs/(μs·cm－1)Ca2+/(mg·L－1)总硬/(mmol·L －1)碱度/(mmol·L －1)Cl－/(mg·L－1)含量7.50 609 46.86 3.63 4.01
74.61
图1 不同浓缩倍率条件下的P.S.I.