循環(huán)水阻垢分散劑是一種用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中防止水垢形成和沉積的化學藥劑，其核心功能是通過化學作用抑制鈣、鎂等成垢離子的結(jié)晶析出，同時分散已形成的微小顆粒，從而保護設(shè)備免受腐蝕和結(jié)垢影響。以下是關(guān)于循環(huán)水阻垢分散劑的詳細介紹：

一、主要成分與類型

1. 有機膦酸鹽

• 代表物質(zhì)：氨基三甲叉膦酸（ATMP）、羥基亞乙基二膦酸（HEDP）等。

• 作用：與金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，阻止垢層生長，同時具有一定的緩蝕效果。

2. 聚羧酸鹽類

• 代表物質(zhì)：聚丙烯酸（PAA）、聚甲基丙烯酸等。

• 作用：通過吸附和分散作用，使難溶性無機鹽（如碳酸鈣）保持懸浮狀態(tài)，防止聚集成垢。

3. 磺酸鹽共聚物

• 典型結(jié)構(gòu)：含羧基、磺酸基、羥基等官能團的高分子共聚物（如TH-241四元共聚物）。

• 特點：高鹽耐受性、晶格畸變能力，能有效抑制硫酸鈣、磷酸鈣等垢類沉積。

4. 環(huán)保型單體

• 代表物質(zhì)：聚天冬氨酸、聚環(huán)氧琥珀酸、植物提取物（如木質(zhì)素磺酸鈉）等。

• 優(yōu)勢：無磷、可生物降解，符合綠色水處理需求，生物降解率＞90%。

二、作用機理

1. 螯合作用

• 阻垢劑中的膦酸基、羧酸基等官能團與水中的Ca2?、Mg2?等離子形成可溶性絡(luò)合物，阻止其結(jié)晶析出。

• 例如：有機膦酸鹽能將鈣離子穩(wěn)定在水中，相當于提高其溶解度。

2. 晶格畸變

• 阻垢劑分子吸附在微小晶體表面，干擾晶體正常生長，使碳酸鈣等垢層無法形成致密結(jié)構(gòu)。

• 如磺酸鹽共聚物可通過改變晶格取向抑制垢層沉積。

3. 分散作用

• 通過空間位阻效應和物理吸附，將已形成的微小顆粒（如氧化鐵、黏土）分散在水中，防止聚集成大顆粒。

• 例如：聚乙二醇長鏈可增強顆粒間絮凝架橋作用，提升分散效率。

4. 緩蝕與膜保護

• 部分阻垢劑（如含羥基的聚合物）可在金屬表面形成憎水膜，減緩腐蝕。

• β-環(huán)糊精的空腔結(jié)構(gòu)還能包結(jié)腐蝕性分子，增強緩蝕效果。

三、應用領(lǐng)域

1. 工業(yè)場景

• 化工、煉油、冶金：用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，防止換熱器、管道結(jié)垢。

• 電廠：鍋爐給水、凝結(jié)水處理，保護熱力設(shè)備。

• 鋼鐵行業(yè)：高爐、軋鋼機循環(huán)水系統(tǒng)，減少設(shè)備磨損。

2. 環(huán)保需求場景

• 無磷配方（如聚天冬氨酸）適用于對環(huán)保要求嚴格的領(lǐng)域，避免水體富營養(yǎng)化。

• 可生物降解產(chǎn)品滿足歐盟REACH法規(guī)要求。

四、選擇與使用注意事項

1. 水質(zhì)適配

• 根據(jù)水的硬度、pH、鹽含量選擇配方。例如，高鹽水質(zhì)需選用磺酸基改性的耐鹽型阻垢劑。

2. 加藥量控制

• 常規(guī)投加濃度為4-6mg/L（循環(huán)水系統(tǒng)），具體需通過試驗調(diào)整。

• 過量可能導致微生物滋生或增加成本。

3. 投加點優(yōu)化

• 藥劑需在水流湍流處投加，確保快速混合均勻。

4. 兼容性注意

• 避免與不兼容的緩蝕劑（如鋅鹽）復配，否則可能降低效果。

五、環(huán)保與技術(shù)發(fā)展趨勢

1. 無磷化：

• 傳統(tǒng)含磷阻垢劑因易導致藻類繁殖被淘汰，無磷產(chǎn)品（如聚環(huán)氧琥珀酸）占比逐步提升至35%。

2. 生物降解性：

• 新型環(huán)保單體（如水楊、丹寧酸）可實現(xiàn)75%以上的鈣離子去除率，且毒性低。

3. 多功能復合：

• 通過共聚或復配技術(shù)，實現(xiàn)阻垢、緩蝕、殺菌多功能一體化。

總的來說，阻垢分散劑通過螯合、晶格畸變、分散等機制解決水垢問題，其發(fā)展趨向環(huán)保、高效、多功能化。實際選擇時需結(jié)合水質(zhì)、設(shè)備工況及環(huán)保要求，優(yōu)先選用無磷、可生物降解的產(chǎn)品，并嚴格控制加藥量和投加點以發(fā)揮優(yōu)良效果。