循环水阻垢分散剂

循环水阻垢分散剂是一种用于工业循环水系统中防止水垢形成和沉积的化学药剂，其核心功能是通过化学作用抑制钙、镁等成垢离子的结晶析出，同时分散已形成的微小颗粒，从而保护设备免受腐蚀和结垢影响。以下是关于循环水阻垢分散剂的详细介绍：

一、主要成分与类型

1. 有机膦酸盐

• 代表物质：氨基三甲叉膦酸（ATMP）、羟基亚乙基二膦酸（HEDP）等。

• 作用：与金属离子形成稳定的螯合物，阻止垢层生长，同时具有一定的缓蚀效果。

2. 聚羧酸盐类

• 代表物质：聚丙烯酸（PAA）、聚甲基丙烯酸等。

• 作用：通过吸附和分散作用，使难溶性无机盐（如碳酸钙）保持悬浮状态，防止聚集成垢。

3. 磺酸盐共聚物

• 典型结构：含羧基、磺酸基、羟基等官能团的高分子共聚物（如TH-241四元共聚物）。

• 特点：高盐耐受性、晶格畸变能力，能有效抑制硫酸钙、磷酸钙等垢类沉积。

4. 环保型单体

• 代表物质：聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、植物提取物（如木质素磺酸钠）等。

• 优势：无磷、可生物降解，符合绿色水处理需求，生物降解率＞90%。

二、作用机理

1. 螯合作用

• 阻垢剂中的膦酸基、羧酸基等官能团与水中的Ca²⁺、Mg²⁺等离子形成可溶性络合物，阻止其结晶析出。

• 例如：有机膦酸盐能将钙离子稳定在水中，相当于提高其溶解度。

2. 晶格畸变

• 阻垢剂分子吸附在微小晶体表面，干扰晶体正常生长，使碳酸钙等垢层无法形成致密结构。

• 如磺酸盐共聚物可通过改变晶格取向抑制垢层沉积。

3. 分散作用

• 通过空间位阻效应和物理吸附，将已形成的微小颗粒（如氧化铁、黏土）分散在水中，防止聚集成大颗粒。

• 例如：聚乙二醇长链可增强颗粒间絮凝架桥作用，提升分散效率。

4. 缓蚀与膜保护

• 部分阻垢剂（如含羟基的聚合物）可在金属表面形成憎水膜，减缓腐蚀。

• β-环糊精的空腔结构还能包结腐蚀性分子，增强缓蚀效果。

三、应用领域

1. 工业场景

• 化工、炼油、冶金：用于循环冷却水系统，防止换热器、管道结垢。

• 电厂：锅炉给水、凝结水处理，保护热力设备。

• 钢铁行业：高炉、轧钢机循环水系统，减少设备磨损。

2. 环保需求场景

• 无磷配方（如聚天冬氨酸）适用于对环保要求严格的领域，避免水体富营养化。

• 可生物降解产品满足欧盟REACH法规要求。

四、选择与使用注意事项

1. 水质适配

• 根据水的硬度、pH、盐含量选择配方。例如，高盐水质需选用磺酸基改性的耐盐型阻垢剂。

2. 加药量控制

• 常规投加浓度为4-6mg/L（循环水系统），具体需通过试验调整。

• 过量可能导致微生物滋生或增加成本。

3. 投加点优化

• 药剂需在水流湍流处投加，确保快速混合均匀。

4. 兼容性注意

• 避免与不兼容的缓蚀剂（如锌盐）复配，否则可能降低效果。

五、环保与技术发展趋势

1. 无磷化：

• 传统含磷阻垢剂因易导致藻类繁殖被淘汰，无磷产品（如聚环氧琥珀酸）占比逐步提升至35%。

2. 生物降解性：

• 新型环保单体（如水杨、丹宁酸）可实现75%以上的钙离子去除率，且毒性低。

3. 多功能复合：

• 通过共聚或复配技术，实现阻垢、缓蚀、杀菌多功能一体化。

总的来说，阻垢分散剂通过螯合、晶格畸变、分散等机制解决水垢问题，其发展趋向环保、高效、多功能化。实际选择时需结合水质、设备工况及环保要求，优先选用无磷、可生物降解的产品，并严格控制加药量和投加点以发挥优良效果。