化学处理剂：阻垢剂的定义及作用原理

文章录入：卫生安全检测评价网   文章来源：卫生安全检测评价网   添加时间：2018-12-9

阻垢剂（scale inhibitor）：是具有能分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。
阻垢剂能除去垢和阻止水垢的形成,提高热交换效率,减少电能或减少燃料的消耗;水处理还可减少排污,提高水的利用率,一般可节约60%以上,符合我国节能减排的新政策。
作用机理
从作用机理上来讲，阻垢剂的作用螯合增溶作用、凝聚与分散作用、静电斥力作用、晶体畸变作用四部分。 [1] 且在实验室评定试验中，分散作用是鳌合作用的补救措施，晶格畸变作用是分散作用的补救措施。
螯合作用
由中心离子和某些合乎一定条件的同一多齿配位体的两个或两个以上配位原子键合而成的具有环状结构的配合物的过程称为螯合作用。鳌合作用的结果是使得成垢阳离子(如ca2+，Mg2+等)与螯合剂作用生成稳定的螯合物，从而阻止其与成垢阴离子(如 CO3 2-，SO42-，PO43-，和SiO32- 等)的接触，使得成垢的几率大大下降。 [1] 螯合作用是按化学计量进行的，如1个EDTA分子鳌合1个二价金属离子。
螯合剂的鳌合能力可用钙螯合值来表示。通常商品水处理剂的螯合能力(以下各药剂活性组分质量分数均为50%，螯合能力以CaCO3计):氨基三亚甲基膦酸(ATMP)—300 mg/g;二乙烯三氨五亚甲基膦酸(DTPMP)—450 mg/g;乙二胺四乙酸(EDTA)—15om岁g;羟基亚乙基二膦酸(HEDP)—45om扩g。折合算来，1 mg螯合剂只能螯合不足0.5 mgCaCO3垢。若需将总硬为smm0FL的钙镁离子稳定在循环水系统中，所需的螯合剂为l000m/L，这种投加量在经济上是无法承受的。由此可见，阻垢剂螯合作用的贡献只是其中很小一部分。但在中低硬度水中，起重要作用的仍是阻垢剂的螯合作用。
分散作用
分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。 [1] 成垢粒子可以是钙、镁离子，也可以是由千百个CaCO3和MgCO3分子组成的成垢颗粒，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。实验表明，1 mg分散剂可使10一100 mg的成垢粒子稳定存在于循环水中，在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。
晶格畸变作用
当系统的硬度、碱度较高，所投入的鳌合剂、分散剂不足以完全阻止它们析出的时候，它们就不可避免地析出。如果没有分散剂的存在，垢的生长将服从晶体生长的一般规律， [1] 所形成的垢坚固地附着在热交换器表面上。如果有足量的分散剂的存在，由于成垢粒子(由成百上千个CaCO3分子组成)被分散剂吸附、包围，阻止了成垢粒子在其规则的晶格点阵上排列，从而使所生成的污垢松软、易被水流的冲刷而带走。

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