含磷類聚合物阻垢劑課件

1、阻垢劑簡介B環(huán)工061（30-34）一、阻垢劑的定義 阻垢劑主要是指能夠防止水垢和污垢產(chǎn)生或抑制其沉積生長的化學(xué)類試劑,是工業(yè)水處理中必不可少的元素, 可以用來延長設(shè)備壽命并保證設(shè)備安全運行。 二、阻垢劑的阻垢機理 1、螯合增溶作用 2、凝聚與分散作用 3、靜電斥力作用 4、晶體畸變作用 說明：以上幾種機理表示出目前人們對阻垢作用的認(rèn)識水平,由于它們都帶有不同程度的推測,因而人們在對具體結(jié)垢問題的分析時,往往將阻垢作用歸結(jié)為多種機理的復(fù)合作用,這反映當(dāng)前人們對阻垢機理的認(rèn)識還相當(dāng)籠統(tǒng)。 三、阻垢劑的分類 阻垢劑的種類豐富,按照阻垢劑的發(fā)展歷程及起主要作用的官能團,大致可以將其分為天然聚合物阻垢

2、劑、含磷類聚合物阻垢劑、共聚合物阻垢劑、綠色新型聚合物阻垢劑。 1、天然聚合物阻垢劑：包括單寧、纖維素、淀粉、木質(zhì)素、殼聚糖和腐植酸鈉等天然有機高分子化合物。 2、含磷類聚合物阻垢劑：包括無機含磷聚合物阻垢劑、復(fù)合磷酸鹽、有機磷酸鹽和其它低磷或無磷藥劑等。 3、共聚物阻垢劑：包括丙烯酸類共聚物、磺酸類共聚物馬來酸酐類共聚物和烷基環(huán)氧羧酸鹽等。 4、綠色新型聚合物阻垢劑：包括聚環(huán)氧琥珀酸( PESA)和聚天冬氨酸( PASP)。四、阻垢劑的現(xiàn)狀 阻垢劑的發(fā)展經(jīng)歷了從最初的天然有機物到無機聚磷酸鹽,直至現(xiàn)在的全有機配方聚合物的過程。隨著全球環(huán)境問題的日益嚴(yán)重,要求阻垢劑向無毒害的無磷、低磷新型高效

3、的環(huán)境友好型“綠色阻垢劑”的方向發(fā)展。目前國內(nèi)外出現(xiàn)的新型綠色聚合物阻垢劑主要有聚環(huán)氧琥珀酸和聚天冬氨酸。五、“綠色阻垢劑”介紹1、聚天冬氨酸（PASP） 被譽為更新?lián)Q代的綠色阻垢劑聚天冬氨酸，是受了動物代謝過程啟發(fā)而合成成功的一種生物高分子。其原料天冬氨酸可從自然界提取，它的制造過程是綠色的，可生物降解，還可同時起到緩蝕劑和阻垢劑功能，也可用于海水淡化和反滲透制水的阻垢劑，是一種很有發(fā)展前景的生物高分子材料。PASP 類水處理劑因具有優(yōu)良的生物可降解性和較高的阻垢性能，被認(rèn)為是一種真正的綠色阻垢劑。1.1 PASP 的合成 聚天冬氨酸的合成目前主要有以天冬氨酸為原料的熱縮合法和以馬來酸或馬來

4、酸酐為原料的合成法兩種工藝技術(shù)。結(jié)構(gòu)式一般有兩種構(gòu)型（如圖1 所示），分子量一般為3000-10000，呈淺色粉末狀。在堿性條件（pH = 10-12）下容易水解得到聚天冬氨酸鹽。聚天冬氨酸（PASP）的構(gòu)型1.2 PASP 的阻垢緩蝕性能 PASP 可應(yīng)用于高鈣離子濃度、高溫和pH 值較高的水系統(tǒng)。PASP 對磷酸鈣、硫酸鈣等也有優(yōu)異的阻垢性能，也可作為緩蝕劑用于解決油田中的CO2 腐蝕問題。另外，PASP 抑制氧化鐵沉積的能力也較好。1.3 PASP 生物降解性 PASP 對環(huán)境沒有毒性，而且能全部生物降解成無毒性的化學(xué)品，具有優(yōu)良的生物降解性能。研究表明，將PASP調(diào)節(jié)pH 值為8-9，

5、在250的活性泥中，28 d 后降解83%，微生物降解后釋放出的CO2 量不低于參比的葡萄糖。1.4 PASP 的經(jīng)濟性 作為水處理的新型綠色化學(xué)品，PASP 是一種從原料、制備過程到最終產(chǎn)品均對人體和環(huán)境無害的易生物降解的水處理藥劑。但是，PASP 的價格較一般的水處理劑高，這影響了其應(yīng)用圍。為了提高與其他阻垢劑的競爭能力，可將其與其他環(huán)境友好的阻垢劑復(fù)配使用，以提高PASP 性能。 2 、聚環(huán)氧琥珀酸（PESA） 聚環(huán)氧瑚珀酸，最早在20 世紀(jì)90 年代初由美國Betz實驗室首先開發(fā)，是一種無磷、非氮并具有良好生物降解性的綠色阻垢劑，具有很強的抗堿性，在高鈣、高硬度水中，其阻垢性能明顯優(yōu)于

6、常用的有機膦酸類。一般說來，具有最佳阻垢效果的PESA 產(chǎn)品的分子量范圍為400-800。2.1 PESA 的合成 目前聚環(huán)氧琥珀酸的合成大多采用以環(huán)氧琥珀酸為原料的一步合成法或采用以馬來酸酐等為原料的多步合成法。聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）的結(jié)構(gòu)式2.2 PESA 阻垢緩蝕性能 國內(nèi)外對于PESA 阻垢緩蝕性能研究較多，基本認(rèn)為PESA 阻CaCO3、BaSO4、SrSO4、CaF2 垢的性能優(yōu)越，但PESA 對Ca3(PO4)2、CaSO4、鋅垢的阻垢效果較差。2.3 PESA 生物降解性 有關(guān)專家對PESA 進(jìn)行的可生物降解性研究表明，PESA 在降解前需要一個短期的馴化時間，隨后生物降解過程進(jìn)行得十分迅速，且CO2 產(chǎn)生量與時間基本上呈線性關(guān)系，具有良好的可生物降解性六、阻垢劑的市場展望 隨著人們對環(huán)保意識的加強,綠色阻垢劑的開發(fā)必將