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循环水处理剂

循环水处理剂采用缓蚀阻垢剂和杀菌剂制成,解决水垢、污垢、腐蚀等问题。

循环水处理剂简单的说就是通过物理或者化学的方式对水资源进行处理,以此来达到节约用水的目的,并对水资源进行科学合理的利用。 [1] 低磷、无磷、低金属、易降解水处理剂将会是未来水处理剂的研究热点,同时具有阻垢、缓蚀、杀菌作用的复合型水处理剂也会成为重要的开发方向。 [2]

工业冷却循环水系统普遍存在水垢、污垢、腐蚀、菌藻、管网腐蚀和浓缩倍数的控制问题,一般采用添加缓蚀阻垢剂和杀菌剂等化学药剂,就是所谓的循环水处理药剂。

我国的水处理剂种类相对较多,按照其自身的作用与效果来看,分别有分散剂、氧化杀菌剂、金属缓蚀剂以及非氧化杀菌剂等等。我国的循环水处理的方式也在不断的更新,逐渐的缩短了与先进国家之间的距离,虽然还存在一定的不足之处,但在不断的实践过程中会逐渐的对其进行完善。 [1]

常见的阻垢剂有

1、有机膦系列阻垢剂

ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定,不易水解。在水中浓度较高时,有良好的缓蚀效果。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂,能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物,能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用,在高pH下仍很稳定,不易水解,一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。

EDTMPS是含氮有机多元膦酸,属阴极型缓蚀剂,与无机聚磷酸盐相比,缓蚀率高3~5倍。能与水混溶,无毒无污染,化学稳定性及耐温性好,在200℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子,因而可以与多个金属离子螯合,形成多个单体结构大分子网状络合物,松散地分散于水中,使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力,与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒,在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂,用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA,几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。

2、有机膦酸盐阻垢剂

ATMP?Na4是ATMP的中性钠盐,可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。 ATMP?Na4适用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。ATMP?Na4对于其他一些添加剂也有很好的相容性。ATMP?Na4特别适用于中性到酸性配方中,无氨味产生。

ATMP?Kx是ATMP的部分钾盐溶液,相对于等量的钠盐,ATMP?Kx具有更高的溶解度,可阻止水中成垢盐类形成水垢,特别是碳酸钙垢的形成。ATMP?Kx尤其适用于油田回注水系统。

HEDP?Na4广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀。

3、聚羧酸类阻垢分散剂

PAAS无毒,易溶于水,可在碱性和中浓缩倍数条件下运行而不结垢。PAAS能将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀,从而达到阻垢目的。

AA/AMPS为丙烯酸与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚而成。由于分子结构中含有阻垢分散性能好的羧酸基和强极性的磺酸基,能提高钙容忍度,对水中的磷酸钙、碳酸钙、锌垢等有显著的阻垢作用,并且分散性能优良。与有机膦复配,增效作用明显。特别适合高pH、高碱度、高硬度的水质,是实现高浓缩倍数运行的最理想的阻垢分散剂之一。

PESA是一种无磷、非氮的“绿色”环保型多元阻垢缓蚀剂。PESA对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能,阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。PESA与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时PESA具有一定的缓蚀作用,是一种多元阻垢剂。

PASP为水溶性聚合物,是一种新型绿色水处理剂,具有无磷、无毒、无公害和可完全生物降解的特性。对离子有极强的螯合能力,具有缓蚀与阻垢双重功效,对碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、磷酸钙等成垢盐类具有良好的阻垢效果,对碳酸钙的阻垢率可达100-。

十二烷基二甲基苄基氯化铵1227

1227是一种阳离子表面活性剂,属非氧化性杀菌剂,具有广谱、高效的杀菌灭藻能力,能有效地控制水中菌藻繁殖和粘泥生长,并具有良好的粘泥剥离作用和一定的分散、渗透作用,同时具有一定的去油、除臭能力和缓蚀作用。

1227毒性小,无积累性毒性,并易溶于水,并不受水硬度影响,因此广泛应用于石油、化工、电力、纺织等行业的循环冷却水系统中,用以控制循环冷却水系统菌藻滋生,对杀灭硫酸盐还原菌有特效。

1227可作为纺织印染行业的杀菌防霉剂及柔软剂、抗静电剂、乳化剂、调理剂等。

聚季铵盐

聚季铵盐絮凝杀菌剂属强阳离子高分子聚合物,在水中有很好的溶解性能。属非氧化性杀菌剂絮凝剂,广泛应用于石油、化工、电力等行业的循环冷却水系统中,用以控制循环冷却水系统菌藻滋生,对杀灭大肠杆菌有特效。聚季铵盐杀菌剂絮凝剂可作为纺织印染行业的杀菌防霉剂及柔软剂、抗静电剂、乳化剂、调理剂等,还可以用于洗化行业作为表面活性剂等。

异噻唑啉酮

异噻唑啉酮主要由5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)和 2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MI)组成。异噻唑啉酮是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的。异噻唑啉酮微生物接触后,能迅速地不可逆地抑制其生长,从而导致微生物细胞的死亡,故对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。杀生效率高,降解性好,具有不产生残留、操作安全、配伍性好、稳定性强、使用成本低等特点。能与氯及大多数阴、阳离子及非离子表面活性剂相混溶。高剂量时,异噻唑啉酮对生物粘泥剥离有显著效果。

异噻唑啉酮是一种广谱、高效、低毒、非氧化性杀生剂。广泛运用于油田、造纸、农药、切削油、皮革、油墨、染料、制革等行业。

稳定性二氧化氯溶液ClO2

二氧化氯是一种强氧化剂,不致癌、无致畸、无突变作用。二氧化氯与氯气相比具有以下优点:不仅能杀死一般微生物,而且具有杀真菌孢子,杀病毒等作用;不与氨、酚和不饱和化合物作用; PH变化对杀菌效果影响甚小,故特别适用于用于化肥厂循环水中作杀生剂;可完全代替氯气和非氧化性杀生剂,因此十分经济。

优氯净杀菌剂

优氯净易溶于水,具有高效、快速、广谱、安全等特点,有极强的杀生作用,在20ppm时,杀菌率达到99-。

优氯净性能稳定,干燥条件下保存半年内有效氯下降不超过1-。在120℃以下存放不会变质,不会燃烧。

优氯净作为杀生剂广泛用于循环冷却水系统、游泳池水杀菌消毒。 循环冷却水系统中用优氯净作杀生剂时,夏季每隔2-3天投加15-20ppm,春秋两季每隔3-5天投加一次,冬季每隔5-7天投加一次。为确保杀生效果,还可以定期投加非氧化性杀菌剂。

是指水中溶解或悬浮的无机物,由于种种原因,而沉积在金属表面。

冷却水中富含碳酸氢钙等不稳定盐类,在换热管壁受热,即转变为碳酸钙等致密硬垢,规则沉积在管壁,其传热效率仅为碳钢的1-左右,也就是在换热管壁如果沉积0.5mm厚的硬垢,就相当于换热管壁厚增加了50mm,严重阻碍传热的正常进行,能耗增加,从而对生产负荷构成极大影响,甚至停车。

循环冷却水系统处理药剂降低滋生粘泥软垢,阻碍传热;降低设备腐蚀,特别是发生点蚀事故;

微生物繁殖、代谢产生的黏液(象胶水一样具有很强黏性),与循环水中的悬浮物(补充水进入、冷却塔抽风冷却水洗涤空气灰尘进入)和微生物尸体等交织黏附在一起,随水流黏附在设备壁面,不久就会形成一层滑腻的垢层,即所谓的表面疏松多孔的软垢。附着在换热管壁的软垢,是热的不良导体(导热系数很小,只有不锈钢材的百分之一),因此会造成换热效果明显下降,影响生产负荷。

软垢层疏松多孔,为氧气的渗入形成良好通道,在循环水这个大的电导池中(富含盐),形成无数个小浓差电池,每个小电池就是一个点发生电化学反应,从而加速设备点蚀现象的发生,久之即发生纵深腐蚀穿孔事故。

循环冷却水系统处理药剂可以增强设备腐蚀性能,延长设备使用寿命;

是指通过化学或电化学反应使金属被消耗破坏的现象。

在循环水系统中,主要以溶解氧化学或电化学腐蚀为主,这种腐蚀除了会造成系统的水冷设备损坏或使用寿命减少外,还会由于腐蚀造成水冷器穿孔,从而引起工艺介质泄漏造成计划外的停车事故等,另外由于腐蚀会产生锈镏,会引起换热效率下降或管线堵塞等危害。

对于循环水处理剂的具体应用,要注重药剂的作用机理、协同效应等基础理论的研究,在不断提高、完善现有品种的生产技术的基础上,加强多功能循环水处理药剂和辅助自动监测控制设备的研究和应用。循环水处理药剂的快速发展,对于热电厂这样一些水处理剂用量大的企业,应加快循环水处理系统工艺的优化,注重理论与实践相结合,持续将创新技术应用到具体生产中。我国经济的飞速发展,对循环水处理剂的需求将越来越大,从可持续发展角度来看,多功能和绿色化将是未来循环水处理剂发展的方向。 [3]

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