循環水在使用時不斷循環水中的礦物質不斷增加, 造成設備管道結垢、腐蝕。污垢不但影響傳熱效率, 還會產生垢下腐蝕。因此, 循環水防垢十分重要。一般將能夠防止水垢和污垢產生或者抑制其沉積生長的化學藥劑統稱為阻垢劑。阻垢劑常用的主要有緩蝕劑和分散劑兩種。目前循環水緩蝕阻垢劑多采用磷系配方, 其中多的是有機多元磷酸。阻垢分散劑主要是中、低相對分子質量的水溶性聚合物包括均聚物和共聚物兩大類。
有機磷酸是一類非化學當量阻垢劑, 具有明顯的溶限效應。當它們和其他水處理劑復合使用時, 可表現出協同效應。對許多金屬離子(如鈣、鎂、銅、鋅等) 具有優異的螯合能力, 對這些金屬的無機鹽類如硫酸鈣、碳酸鈣等也有去活化作用。是一類有發展前途的藥劑。但磷的存在會污染環境。
1. 1 亞甲基膦酸型
亞甲基膦酸型化合物在水中與 Ca2+、M g2+、 Zn2+、Fe2+ 等金屬離子形成雙五元環螯合物, 有較好的阻碳酸鈣垢的效果和對碳鋼的緩蝕性能。常見的有氨基三亞甲基膦酸 (A TM P)、乙二胺四亞甲基膦酸(EDTM P)、己二胺四亞甲基膦酸(HDTM P) 等。
1. 2 同碳二膦酸型
常見的有 1 - 羥基亞乙基 - 1, 1 - 二膦酸 (HEDP) 和1- 氨基亞乙基- 1, 1- 二膦酸(A EDP)。其中HEDP 能與金屬離子形成六元環螯合物, 其抗氧化性好于亞甲基膦酸型化合物, 除對碳酸鈣外, 還對水合氧化鐵和磷酸鈣等水垢有較好的抑制效果。羥基亞丙基二磷酸(HPDP) 在分子結構上比HEDP 多了一個亞甲基, 但對 Ca2+ 離子的控制能力遠超 HEDP, 能有效的防止冷卻水中產生碳酸鈣、磷酸鈣和硫酸鈣垢。
1. 3 羧酸膦酸型
在特殊條件下運行的循環水, 上述幾種有機磷酸很難滿足要求。更高效的羧酸膦酸型緩蝕阻垢劑能適用于各種苛刻工藝條件下運行。其中代表性的產品有 2- 膦?；⊥? 1, 2, 4- 三羧酸 (PBTCA ) 和1, 1- 二膦酸丙酸基膦酸鈉(BPBP)。其中PBTCA 具有對金屬離子較強的螯合能力, 能耐酸、堿和氧化劑作用, 熱穩定性好, 在高硬、高堿、高溫情況下, 其阻垢性能優于HEDP、A TM P, 是優良的陰極型緩蝕劑。
2. 1 水溶性均聚物
目前, 均聚物主要有聚環氧琥珀酸 (PESA ) 和聚天冬氨酸(PA SP) 兩種產品。
聚環氧琥珀酸 (PESA ) , 毒性小, 生物降解性好, 易為環境接受, 與磷酸鈉、PBTCA 等多種藥劑復配使用有較好的協同效應。有良好的緩蝕阻垢性能, 能抑制CaCO 、CaSO 和BaSO 垢的形成, 耐高溫, 熱穩定性好, 對這類水處理劑的研究與開發在國外已成熱點。
2. 2 水溶性共聚物
水溶性共聚物結構中不僅含有羧基, 而且含有羥基、酯基、磺酸基或膦?；扔H水性基團, 因此共聚物的阻垢分散性能遠比水溶性均聚物優異。特點是能夠抑制碳酸鈣垢, 對磷酸鈣垢、膦酸鈣垢、氧化鐵、黏泥等也有很好的抑制分散作用。從早期的均聚物, 發展到二元共聚物、三元共聚物, 共聚物阻垢分散劑的品種在不斷增多。
產品主要有: 馬來酸丙烯酸共聚物 (AA -MA )、丙烯酸丙烯酸羥丙酯共聚物 (AA - HPA )、丙烯酸有機磺酸共聚物、馬來酸丙烯酸2- 丙烯酰胺- 2-甲基丙磺酸類三元共聚物等。
由于磷污染會使水體富營養化, 促進菌藻滋長形成“赤潮”, 因此發達國家已提出禁磷限磷措施, 如德國要求磷的排放≤1m gL。我國污水排放標準也對磷的排放量做了限制。從長遠看, 磷系水處理緩蝕劑的應用必將受到限制。未來的阻垢劑將向著綠色環保型方向發展, 加強無磷或少磷的高效阻垢劑的研究, 特別是在苛刻條件下仍能發揮效能的高效阻垢劑, 開發具有阻垢和緩蝕雙重功效的產品有重大的經濟和社會效益。
