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冷却水阻垢剂介绍

更新时间:2026-01-22点击次数:34
冷却水阻垢剂是工业循环冷却水系统中用于防止换热设备、管道内壁结生碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、硅酸盐等硬垢的关键水处理药剂。其作用机理主要是通过螯合、分散、晶格畸变和阈值效应,使成垢离子稳定悬浮于水中,不沉积在金属表面,从而保障系统高效、安全、长周期运行。

一、主要类型

  1. 有机膦酸盐类
    如HEDP(羟基乙叉二膦酸)、ATMP(氨基三甲叉膦酸)、PBTC(2-膦酰基丁烷-1,2,4-三羧酸)。

    • 优点:耐高温(≤120℃)、耐氯、与锌盐或聚合物协同性好;

    • 缺点:含磷,排污水可能受环保限制。

  2. 聚合物类
    包括聚丙烯酸(PAA)、聚马来酸(PMA)、AA/AMPS共聚物(丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物)等。

    • 优点:分散性强,对悬浮物、铁氧化物、硅垢有良好抑制作用;

    • 常与膦酸盐复配使用,提升综合性能。

  3. 无磷阻垢剂
    如聚环氧琥珀酸(PESA)、聚天冬氨酸(PASP),适用于环保要求严格的地区。

    • 优点:可生物降解、总磷排放接近零;

    • 局限:对硬度水适应性较弱,需强化预处理。

  4. 复合配方阻垢缓蚀剂
    市场上多数产品为“阻垢+缓蚀+杀菌"多功能复合剂,便于管理,如含膦羧酸、锌盐、唑类(BTA/TTA)及非氧化性杀菌成分的集成药剂。


二、核心功能

  • 抑制碳酸钙垢:见垢型,由Ca²⁺与HCO₃⁻在升温或浓缩后生成;

  • 防止硫酸钙沉淀:在高浓缩倍数或海水冷却系统中易析出;

  • 控制硅酸盐沉积:尤其在高硅水源或高温区域;

  • 分散腐蚀产物:如Fe₂O₃、Fe(OH)₃,避免形成沉积下腐蚀;

  • 维持传热效率:1毫米水垢可降低换热效率10%以上,阻垢即节能。


三、使用方法

  1. 投加浓度
    通常为 2~10 mg/L(以循环水量计),具体根据水质硬度、碱度、浓缩倍数调整:

    • 低硬度水:2–4 mg/L;

    • 中高硬度水:5–8 mg/L;

    • 高硅或高硫酸根水:可增至10 mg/L以上。

  2. 投加方式

    • 连续投加:通过计量泵从循环水泵出口或补水管道均匀注入,保持药剂浓度稳定;

    • 配合自动控制系统:根据电导率(控制排污)和流量比例联动加药,实现精准投加。

  3. 与其他药剂协同

    • 与缓蚀剂(如钼酸盐、硅酸盐、唑类)兼容;

    • 与非氧化性杀菌剂(如DBNPA、异噻唑啉酮)配伍;

    • 避免与阳离子杀菌剂(如1227)直接混合,以防沉淀。


四、关键控制指标

  • 浓缩倍数(N):一般控制在3–5倍,过高易结垢,过低浪费水;

  • pH值:维持8.0–9.2,过高易析出CaCO₃,过低加剧腐蚀;

  • 钙硬度 + 碱度:<1100 mg/L(以CaCO₃计)为安全阈值;

  • 浊度:<10 NTU,好<5 NTU;

  • 正磷或总磷(若用含磷药剂):监控排放是否符合地方标准(如总磷<1 mg/L)。


五、效果评估

  • 监测换热器端差:温差异常增大提示结垢;

  • 挂片试验:测定腐蚀速率与污垢热阻;

  • 垢样分析:停机检修时取垢样做XRD或化学分析,判断阻垢效果;

  • 压差变化:冷却塔填料或管道压降升高,可能因沉积堵塞。


六、注意事项

  • 严禁断药运行:即使短暂停机,也应维持低剂量保护;

  • 定期清洗系统:每年至少一次化学清洗,清除累积沉积;

  • 避免超量投加:过量膦酸盐可能生成磷酸钙垢,过量聚合物可能起泡;

  • 切换药剂需清洗:从含磷转无磷,或不同品牌间更换,应冲洗系统。


总结

冷却水阻垢剂是保障工业换热系统安全经济运行的“隐形守护者"。其选型与使用必须基于水质分析、系统工况和环保要求,采用“精准投加、动态监控、协同管理"的策略。随着绿色制造推进,低磷、无磷、可生物降解的高性能阻垢剂正成为主流方向,但无论配方如何变化,科学的水处理管理始终是防垢的核心


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