循環水系統阻垢劑是一種通過化學作用抑制水垢形成、保護設備并提升系統效率的工業藥劑，其核心功能包括阻垢、分散、緩蝕及調節水質。以下是基于其作用原理、類型、應用及使用要點的綜合分析：

一、作用原理

1. 螯合作用

• 阻垢劑中的螯合劑（如有機膦酸、聚羧酸）與水中的鈣、鎂、鐵等金屬離子形成穩定的水溶性絡合物，阻止其與碳酸根、硫酸根結合生成難溶鹽垢。例如，HEDP（羥基亞乙基二膦酸）能與鈣離子形成六元環螯合物，顯著提高鈣鹽的溶解度。

2. 分散作用

• 通過靜電斥力或空間位阻效應，將微小垢顆粒懸浮在水中，防止聚集成大顆粒沉積。例如，聚羧酸類（如PAAS）可吸附在垢核表面，阻礙晶體生長。

3. 晶格畸變

• 干擾晶體（如CaCO?、CaSO?）的正常生長，使垢層結構疏松、易被水流沖刷。例如，ATMP（氨基三亞甲基膦酸）可改變碳酸鈣晶體形態，降低其附著力。

4. 閾值效應

• 低濃度下即可抑制垢的形成，遠超化學計量比的效果。例如，投加3-8ppm的阻垢劑即可滿足火電廠循環水系統的防垢需求。

二、常見類型與特點

1. 有機膦酸類

• 代表產品：HEDP、ATMP、EDTMPS（乙二胺四亞甲基膦酸）。

• 特點：耐高溫、緩蝕性能好，適合高硬水和堿性環境。例如，EDTMPS對硫酸鈣垢抑制效著，常用于電力、化工行業。

• 局限性：含磷可能導致微生物滋生，需配合殺菌劑使用。

2. 聚羧酸類

• 代表產品：PAAS（聚丙烯酸）、AA/AMPS共聚物。

• 特點：可生物降解、環保，分散性強，適合高硬水和硫酸鈣垢。例如，PAAS常用于反滲透預處理。

• 優勢：不含磷，減少富營養化風險。

3. 復合配方

• 組成：有機膦+聚羧酸+緩蝕劑（如BTA、鋅鹽）+殺菌劑。

• 特點：協同作用強，適應復雜水質（如高氯離子、高硅酸鹽）。含硫磺鹽和銅緩蝕劑，適用于高硬、高堿水質。

• 應用：石油化工、冶金、化肥廠等高污染風險場景。

4. 無磷/低磷型

• 代表產品：PESA（聚環氧琥珀酸）、PASP（聚天冬氨酸）。

• 特點：環保，對硫酸鈣、硅酸鹽垢效著。例如，PASP可替代EDTA，用于生態敏感場景。

三、應用場景

1. 工業循環水系統

• 電力行業：用于火電廠凝汽器銅管的阻垢緩蝕，維持高濃縮倍數運行。

• 石化/鋼鐵行業：復合配方耐受高硬度、高氯根水質，保護換熱器和管道。

2. 中央空調與冷卻塔

• 防止冷凝器結垢，提升熱交換效率。例如，聚羧酸類阻垢劑適用于中性至堿性水質。

3. 反滲透（RO）系統

• 作為預處理藥劑，防止膜污堵。常用無磷型阻垢劑（如PESA）與分散劑聯用。

4. 鍋爐水處理

• 低壓鍋爐：EDTMPS與HPMA復配，實現爐內阻垢緩蝕。

• 中高壓鍋爐：多元醇磷酸酯或PAPEMP，耐受高溫（>200℃）。

四、選型與使用建議

1. 水質分析

• 關鍵指標：硬度、堿度、pH、氯離子、溫度、濃縮倍數。

• 示例：高硫酸根水質選用EDTMPS或DTPMPA；高硅酸鹽水質需復配硅抑制劑。

2. 加藥控制

• 劑量：通常為2-50 mg/L，需通過掛片實驗或動態模擬優化。

• 方式：連續加藥（在線控制）優于間斷投加，避免局部過量。

3. 配套措施

• 殺菌滅藻：聯合非氧化性殺菌劑（如異噻唑啉酮）控制微生物黏泥。

• 清洗預膜：定期化學清洗去除頑固垢層，新系統投產前預膜處理。

• 水質監測：定期檢測濁度、電導率、結垢量，評估藥劑效果。

五、未來趨勢

1. 綠色化：無磷、可生物降解配方（如PASP）替代傳統含磷藥劑。

2. 智能化：自動加藥系統實時調整劑量，適應水質波動。

3. 多功能復配：集成阻垢、緩蝕、殺菌于一體的復合藥劑，簡化管理流程。

總結

循環水系統阻垢劑的核心在于精準匹配水質、優化復配方案及系統管理。通過螯合、分散、晶格畸變等機制，有效抑制水垢形成，同時降低腐蝕風險。實際應用中需結合水質特點選擇合適類型（如高硬水選有機膦酸復配聚羧酸），并配合科學加藥、定期監測和清洗維護，以實現高效、經濟的運行目標。