*常見(jiàn)的工業(yè)過(guò)程,包括石油生產(chǎn),采礦,冷卻水,脫鹽,反滲透,制漿和造紙,地熱發(fā)電和制糖精制,都是使用水系統進(jìn)行的。由于各種原因,在操作過(guò)程中會(huì )形成水垢,例如混合,加熱,濃縮和蒸發(fā)水。隨著(zhù)系統效率的降低,規模的積累會(huì )造成生產(chǎn)的巨大損失,從而在財務(wù)和環(huán)境方面增加成本。例如,熱交換器可能被水垢隔離,因此不能有效地冷卻或加熱。
結垢是由結垢陽(yáng)離子(例如鈣和鋇)以及結垢陰離子(例如碳酸鹽和硫酸鹽)的濃度增加而形成的。一旦離子濃度超過(guò)過(guò)飽和水平,就會(huì )發(fā)生成核作用。隨著(zhù)時(shí)間的流逝,成核作用在宏觀(guān)水平上導致沉淀和水垢的發(fā)展。
新生晶體表面發(fā)生的情況取決于水垢形成和溶解的相對速率。通常,形成速率較大,從而導致晶體生長(cháng)。然后,這些小晶體會(huì )聚在一起形成更大的晶體,*終將阻塞系統。*劑可以在三個(gè)獨立的階段(即成核階段,生長(cháng)階段和沉積階段)防止規模災難性堆積。
在成核階段,閾值*劑與水垢形成離子結合,但與螯合劑不同,結合離子*可與它們的抗衡離子相互作用。這會(huì )在晶體形成的早期平衡階段破壞離子簇,并在它們達到形成核的臨界尺寸之前破壞它們。結果,離子解離,釋放出*劑以重復該過(guò)程。
在生長(cháng)階段,生長(cháng)*劑會(huì )通過(guò)阻塞晶體的活性邊緣來(lái)減緩水垢的生長(cháng)。一旦*劑束縛在晶格上,晶體將形成得更加緩慢并變形。通常,它們的形狀更圓滑,這使它們不太可能粘附在表面上,并且更容易分散在整個(gè)系統中。
在沉積階段,分散劑可防止新晶體聚集在一起形成大塊的鱗片狀物質(zhì)。分散劑型*劑與表面相互作用并排斥其他帶電粒子以防止結合。
如今有大量的阻垢劑可用(表1),包括磷酸酯和膦酸酯,例如PBTC(膦丁烷-1,2,4-三羧酸),ATMP(氨基-三亞甲基膦酸)和HEDP(1-羥乙叉)-1,1-二膦酸),聚丙烯酸(PAA),膦基聚丙烯酸酯(例如PPCA),聚馬來(lái)酸(PMA),馬來(lái)酸三元共聚物(MAT),磺酸共聚物,例如SPOCA(磺化膦?;人幔?,聚乙烯磺酸鹽。*近,所謂的綠色*劑-聚天冬氨酸(PASP),羧甲基菊粉(CMI),聚羧酸(PCA)和馬來(lái)酸聚合物(MAP)-發(fā)揮了作用。.