優(yōu)良緩蝕阻垢劑生產(chǎn)廠家一文讀懂循環(huán)水阻垢緩蝕機(jī)理

　　優(yōu)良緩蝕阻垢劑廠家一文讀懂循環(huán)水阻垢緩蝕機(jī)理。隨著工業(yè)發(fā)展，尤其北方地區(qū)陸續(xù)出現(xiàn)供水緊張，近年來(lái)更為突出，由于水資源匱乏，已經(jīng)嚴(yán)重影響著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，連生活用水都出現(xiàn)了危機(jī)。冷卻水占工業(yè)用水主體，提高其重復(fù)利用率、循環(huán)使用是節(jié)水節(jié)能的必須手段，但是工業(yè)中循環(huán)水由于工藝條件所致造成的水質(zhì)變化所產(chǎn)生的危害如腐蝕、結(jié)垢、菌藻、粘泥等問(wèn)題，不得到解決，則無(wú)法進(jìn)行安全生產(chǎn)，使工藝條件無(wú)法滿足，帶來(lái)管道堵塞，換熱器穿孔，傳熱系數(shù)下降等嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，致使生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行，由此造成的工業(yè)損失常以億計(jì)。仁源水處理帶你了解阻垢緩蝕機(jī)理。

　　結(jié)垢的原因

　　●天然水中溶解有各種鹽類，如重碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽等，其中以溶解的重碳酸鹽如Ca (HCO3)2和Mg (HCO3) 2最不穩(wěn)定，受熱容易分解生成碳酸鹽。因此，如果使用重碳酸鹽含量較多的水作為循環(huán)水，隨著水溫的升高會(huì)發(fā)生下列反應(yīng):Ca(HCO3)2→CaCO3↓+H20+CO2↑

　　●如果水中有磷酸鹽時(shí)，將會(huì)生成磷酸鈣, 2P043-+3Ca2+→Ca3(P04)2

　　●上述反應(yīng)中生成的碳酸鈣和磷酸鈣均屬微溶性鹽，同時(shí)它們的溶解度

　　隨著溫度的升高而降低，因此這些微溶性鹽很容易達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)并由

　　水中結(jié)晶析出。當(dāng)循環(huán)水流速較小或換熱面較粗糙時(shí)，這些結(jié)晶沉淀物

　　就容易沉積在傳熱表面上。此外水中溶解的硫酸鈣、硅酸鈣、硅酸鎂等,當(dāng)其離子濃度的乘積超過(guò)其本身溶度積時(shí)，也會(huì)生成沉淀，沉積在管道和換熱面上。

　　●垢的產(chǎn)生會(huì)引起水冷設(shè)備換熱效率下降，管線的阻力增大，導(dǎo)致循環(huán)

　　水量減少或換熱管的堵塞等。

　　●敞開(kāi)式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中影響結(jié)垢的主要因素是冷卻水pH、Ca2+、 總堿度、水溫、換熱器表面溫度、表面狀態(tài)等。

　　阻垢機(jī)理

　　由于阻垢機(jī)理較復(fù)雜，目前對(duì)其看法尚不統(tǒng)-一, 歸納起來(lái)可分為以下幾類:

　　●鰲合增溶作用:水溶性的阻垢分散劑分子能與水中離子形成鰲合物(如EDAT可與Ca2+、Mg2+形成鰲合物)，而這種鰲合物往往是可溶于水的而提高了冷卻水中Ca2+、Mg2+離子的允許濃度, 相對(duì)來(lái)說(shuō)就增大了鈣、鎂鹽的溶解度。例如CaSO4在25℃時(shí)的正常溶解度為2100mg/L,當(dāng)加入微量的ATMP后，其水溶液含有6500 mg/L的CaSO4, 仍不產(chǎn)生沉淀。

　　●凝聚與隨后的分散作用:對(duì)于聚羧酸鹽類聚合物阻垢劑，在水溶液中解離生成的陰離子在與CaCO3微晶碰撞時(shí)，會(huì)發(fā)生物理化學(xué)吸附現(xiàn)象而使微晶表面形成雙電層。聚羧酸鹽的鏈狀結(jié)構(gòu)可吸附多個(gè)相同電荷的微晶，它們之間的靜電斥力可阻止微晶的相互碰撞，從而避免了大晶體的形成。在吸附產(chǎn)物又碰到其它聚梭酸鹽離子時(shí)，會(huì)把已吸附的晶體轉(zhuǎn)移過(guò)去，出現(xiàn)晶粒的均勻分散現(xiàn)象。從而阻礙晶粒間及晶粒與金屬表面間的碰撞,減少溶液中的晶核數(shù)，進(jìn)而將CaCO3穩(wěn)定在水溶液中。

　　●晶格畸變作用:水垢CaCO3微晶成長(zhǎng)過(guò)程中，抑制劑被吸附在結(jié)晶成長(zhǎng)格子中，此吸附作用會(huì)改變結(jié)晶正常形態(tài)，而阻礙其成長(zhǎng)為較大晶體。由于晶格中吸附有阻垢分散劑分子，大大破壞了結(jié)晶的規(guī)整性，使結(jié)晶的晶格變形，導(dǎo)致水垢結(jié)晶的強(qiáng)度降低，變得較為松散而易被水流沖刷，使水垢從傳熱表面剝落。

　　●閾值效應(yīng):在水中投加幾種阻垢劑(數(shù)量級(jí)為每升數(shù)毫克)可將，比按化學(xué)計(jì)量比高得多的鈣離子穩(wěn)定在水中。一般認(rèn)為產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因在于阻垢劑的陰離子和金屬陽(yáng)離子的螯合作用并非按化學(xué)計(jì)量比而進(jìn)行。而有些人則認(rèn)為是由于CaCO3微晶吸附上阻垢劑后可抑制CaCO3晶體的析出。

　　腐蝕原因

　　●由于碳鋼在冷卻水接觸過(guò)程中，會(huì)形成許多微小的腐蝕電池，從而受到腐蝕，其反應(yīng)如下:

　　●2Fe +02 +H20→Fe (OH)2;如果水中溶解氧比較充足，則Fe (0H)2,會(huì)進(jìn)一步氧化成黃色的銹Fe0(OH)或Fe203●H2O,如果水中溶解氧不充足會(huì)進(jìn)一步氧化成綠色的水合Feg04●H20或黑色的Fe304。但由于循環(huán)水經(jīng)涼水塔曝氣后，溶解氧充足，生成物大多為前者，即黃色的銹Fe0 (OH)。

　　●按保護(hù)膜的類型可分為兩種理論，即吸附理論和成膜理論。

　　●吸附理論認(rèn)為，緩蝕劑之所以能阻止、延緩金屬的腐蝕，是由于緩蝕劑通過(guò)物理和化學(xué)吸附在金屬表面，減小了介質(zhì)與金屬表面接觸的可能性，從而達(dá)到緩蝕的效果。

　　●成膜理論認(rèn)為，緩蝕劑與金屬作用生成氧化膜(或鈍化膜)，或與介質(zhì)中的離子反應(yīng)生成沉淀膜，以及通過(guò)特性集團(tuán)吸附在金屬表面形成吸附膜，從而起到抑制金屬腐蝕的目的。

　　(1)氧化膜型緩蝕劑的典型例子是鉻酸鹽和亞硝酸鹽，它們使鋼鐵表面氧化，生成主要成份為γ -Fe2O3的保護(hù)膜，其厚度通常為幾十A,從而抑制了鋼鐵的腐蝕。

　　(2)沉淀膜型緩蝕劑的典型例子是硫酸鋅和碳酸氫鈣等，沉淀膜的厚度一般都比鈍化膜厚，約為幾百到- -千A,其致密性和附著力都比鈍化膜差，所以保護(hù)效果比氧化膜型緩蝕劑要差。

　　(3)吸附膜型緩蝕劑的例子有硫脲和烏洛托品等，它們能吸附在金屬表面,形成一層屏蔽層或阻擋層，從而抑制了金屬的腐蝕。吸附膜是分子級(jí)的厚度較氧化膜為薄。

　　21世紀(jì)的主題是綠色，水資源的危機(jī)推動(dòng)水回用的發(fā)展，工業(yè)循環(huán)水必將面臨著節(jié)水與資源化的雙重壓力，這對(duì)循環(huán)水處理劑提出了更高的要求，水處理劑也會(huì)成為重要的開(kāi)發(fā)方向。

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