含磷类聚合物阻垢剂
阻垢剂的几种简介
阻垢剂一、ZG系列阻垢剂1、产品简介锅炉、加热炉、内燃机水箱等以水为冷却介质的循环系统都存在结垢问题。
水垢的产生不仅降低设备的导热系数、浪费能源，而且会因水垢破裂使水与高温铁壁接触急剧产生大量水蒸气，引起爆炸。
大量的水垢还会堵死盘管和管道，造成设备报废。
ZG系列阻垢剂其中的多聚磷酸盐能与水中的成垢离子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的产生，从而达到防垢的目的。
2、技术指标：3、性能特点：(1)、ZG-930和ZG-108对Ca CO3、CaSO4均有很好的阻垢效果，两者同时使用效果更佳。
(2)、ZG-558对Ca CO3、CaSO4均很较好的阻垢效果，对BaSO4垢的阻垢效果更好。
(3)、ZG 阻垢剂对已形成的垢有松软、剥落的作用。
4、使用方法：(1)、使用浓度一般按35-40mg/L投加。
(2)、配制用量由如下式决定：W=CV×10-3W：每天加入药品量(kg/d)C：使用浓度(mg/L)V：每天处理水量(m3/d)对采油集输系统而言，油水混输其用量由下式决定：W=CV=CV0×10-3V0：毛油日产量(m3/d)C：使用浓度(mg/L)5、包装贮存采用25L、50L塑料桶包装。
贮存于阴凉干燥处。
有效期二年。
二、RX系列缓蚀阻垢剂本剂是由高分子聚合物复配而成，能有效阻止油田注水、采出水中的钙、镁、铁等离子的结垢，防止结垢物腐蚀、堵塞黑色金属管道、设备，确保生产正常运行。
1、原理：（１）络合：该剂所具有的成分能与水中的二价以上阳离子形成络合作用，使其保持在水中。
（２）分散：该剂把已经形成或者即将形成的成垢结晶分子分散于水体不致沉淀。
2、性状：外观：黄色或橙色均质液体密度：≥1.00（g/cm3 20℃）PH：≥2.0水溶性：易与水混溶凝固点：≤0℃气味：几乎无任何气味毒性：无毒或毒性很低，因为是高分子水溶液，无明显的有害成分（生物类小剂量使用未见病理反应），未列入危险性化学品。
结垢预测
结垢预测结垢机理研究1.1 理论分析水垢一般都是具有反常溶解度的难溶或微溶盐类，它具有固定晶格，单质水垢较坚硬致密。
水垢的生成主要决定于盐类是否过饱和以及盐类结晶的生长过程。
水是一种很强的溶剂，当水中溶解盐类的浓度低于离子的溶度积时，他将仍然以离子状态存在于水中，一旦水中溶解盐类的浓度达到饱和状态时，设备粗糙的表面和杂质对结晶过程的催化作用就促使这些饱和盐类溶液以水垢形态结晶析出。
水垢的种类有很多，但通常油田水中只含有其中少数几种水垢。
最常见的水垢有碳酸盐类水垢，组成为CaCO3、MgCO3，但易被酸化去除，危害相对较小；而硫酸盐垢，组成成分有CaSO4、BaSO4、SrSO4，常常采用防垢方法加以阻止；铁化物垢组成为FeCO3、FeS、Fe（OH）2、Fe2O3。
实际上一般的结垢都不是单一的组成，往往是混合垢，只不过是以某种垢为主而已。
表2-13 常见垢的溶度积垢溶度积垢溶度积BaSO4 1.1×10-10SrSO4 3.2×10-7CaCO3 2.8×10-9FeS 8.3×10-13CaSO49.1×10-8FeCO3 3.2×10-11MgCO3 3.5×10-8Fe（OH）28.0×10-13注：溶度积温度为18～25℃（1）不相容论两种化学不相容的液体（不同层位含有不相容的离子的地层水、地层水与地面水、清水与污水）相混，因为含有不同离子或不同浓度的离子，就会产生不稳定的、易于沉淀的固体。
如宝浪油田，两个不同层位的水一混合就结垢，主要是因为一层含有SO42-，另一层含有Ba2+、Sr2+较多，混合后就生成BaSO4、SrSO4。
（2) 热力学条件变化当井下热力学和动力学条件不变时，即使有不相容的离子，并且为过饱和溶液也会处于稳定的状态。
在油井生产的过程中，压力的下降，温度的上升或流速的变化，均会导致高矿化度水结垢。
有机磷系列阻垢缓蚀剂
氨基三亚甲基膦酸（ＡＴＭＰ）Amino Trimethylene Phosphonic Acid (ATMP)【CAS】 6419-19-8别名：氨基三亚甲基膦酸Dequest:2000分子式N(CH2PO3H2)3C 相对分子质量：299.05一、性能与用途：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ATMP用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。
可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。
ATMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。
ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。
由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。
二、质量指标三、应用范围使用方法ATMP常与其它有机磷酸、聚羧酸或盐等复配成有机碱性水处理剂，用于各种不同水质条件下的循环冷却水系统。
用量以1~20mg/L为佳；作缓蚀剂使用时，用量为20~60mg/L。
四、包装与贮存ATMP液体用塑料桶包装，每桶30kg或250kg；ATMP固体用内衬聚乙烯袋的塑料编织袋包装，每袋净重25kg，也可根据用户需要确定。
贮于室内阴凉通风处，防潮、严防曝晒，贮存期十个月。
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid (HEDP)【CAS】 2809-21-4别名：羟基亚乙基二膦酸Dequest:2010分子式: C2H8O7P2 相对分子质量：206.02一、产品特性：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。
阻垢剂的几种简介
阻垢剂一、ZG系列阻垢剂1、产品简介锅炉、加热炉、内燃机水箱等以水为冷却介质的循环系统都存在结垢问题。
水垢的产生不仅降低设备的导热系数、浪费能源，而且会因水垢破裂使水与高温铁壁接触急剧产生大量水蒸气，引起爆炸。
大量的水垢还会堵死盘管和管道，造成设备报废。
ZG系列阻垢剂其中的多聚磷酸盐能与水中的成垢离子形成可溶性螯合物，有效防止沉淀晶核的产生，从而达到防垢的目的。
2、技术指标：3、性能特点：(1)、ZG-930和ZG-108对CaCO3、CaSO4均有很好的阻垢效果，两者同时使用效果更佳。
(2)、ZG-558对CaCO3、CaSO4均很较好的阻垢效果，对BaSO4垢的阻垢效果更好。
(3)、ZG 阻垢剂对已形成的垢有松软、剥落的作用。
4、使用方法：(1)、使用浓度一般按35-40mg/L投加。
(2)、配制用量由如下式决定：W=CV×10-3W：每天加入药品量(kg/d)C：使用浓度(mg/L)V：每天处理水量(m3/d)对采油集输系统而言，油水混输其用量由下式决定：W=CV=CV×10-3：毛油日产量(m3/d)VC：使用浓度(mg/L)5、包装贮存采用25L、50L塑料桶包装。
贮存于阴凉干燥处。
有效期二年。
二、RX系列缓蚀阻垢剂本剂是由高分子聚合物复配而成，能有效阻止油田注水、采出水中的钙、镁、铁等离子的结垢，防止结垢物腐蚀、堵塞黑色金属管道、设备，确保生产正常运行。
1、原理：（１）络合：该剂所具有的成分能与水中的二价以上阳离子形成络合作用，使其保持在水中。
（２）分散：该剂把已经形成或者即将形成的成垢结晶分子分散于水体不致沉淀。
2、性状：外观：黄色或橙色均质液体密度：≥1.00（g/cm3 20℃）PH：≥2.0水溶性：易与水混溶凝固点：≤0℃气味：几乎无任何气味毒性：无毒或毒性很低，因为是高分子水溶液，无明显的有害成分（生物类小剂量使用未见病理反应），未列入危险性化学品。
环境危害：本品有增加水体含磷之虞，大部分活性成分能降解燃爆性：不燃不爆。
有机磷型阻垢剂
有机磷型阻垢剂是一类广泛应用于工业水处理领域的化学药剂，其主要作用是防止或减少水中的钙、镁离子与碳酸根离子结合形成碳酸钙沉淀，从而防止水处理系统中的设备结垢。
有机磷阻垢剂的种类繁多，它们的分子结构和性质各异，但都具有阻止水处理系统中形成垢层的能力。
常用的有机磷阻垢剂包括：1. ATMP（氨基三甲叉膦酸盐）：具有良好的整合、低限抑制及晶格畸变作用。
能够有效地阻止水中成垢盐类的形成，特别是对碳酸钙垢的形成有很强的抑制作用。
在水中化学性质稳定，不易水解，对金属具有缓蚀效果。
2. HEDP（羟基乙叉二膦酸盐）：是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，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。
在高温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，对硫酸钙、硫酸钡的阻垢效果好。
3. EDTMP（乙二胺四甲叉膦酸盐）：含氮有机多元膦酸，属于阴极型缓蚀剂，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，在高温下仍有良好的阻垢效果。
4. DTPMP（二甲苯基膦酸盐）：具有良好的阻垢和缓蚀作用，适用于各种水处理系统。
5. PBTCA（苯并三氮杂环己烷磷酸盐）：具有很好的阻垢缓蚀效果，适用于冷却水处理。
有机磷阻垢剂的阻垢机理通常涉及以下几个方面：- 螯合作用：有机磷阻垢剂能与水中的钙、镁离子形成稳定的螯合物，阻止它们与碳酸根离子结合形成碳酸钙。
- 晶格畸变作用：阻垢剂能够吸附在碳酸钙晶粒上，并与其表面的CO32-发生置换反应，从而干扰碳酸钙晶格的正常生长。
- 成膜作用：一些有机磷阻垢剂能在金属表面形成保护膜，防止金属离子释放到水中。
由于有机磷阻垢剂具有较好的环保性能，能够有效减少水处理系统中垢的形成，因此它们在工业循环冷却水处理、锅炉水处理等领域得到了广泛的应用。
在使用有机磷阻垢剂时，需要遵循相应的使用规范和环保要求，确保其安全、有效地发挥阻垢作用。
磷酸盐在水处理中的作用
磷酸盐在水处理中的作用磷酸盐在冷却水和锅炉水处理中主要是作缓蚀剂和阻垢剂,其机理依品种、用途及使用条件的不同而有所差别。
因有缓蚀阻垢效果及环保方面等因素,磷酸盐处理技术经历了不断的改革。
它每一次改进,都针对性解决了控制中的某些技术难题。
目前面临环保限磷问题,加快绿色水处理技术的研究进程,已刻不容缓。
1 引言水的处理问题早已引起国内外的普遍重视。
为缓解水的供需矛盾,最根本的办法是通过水处理技术加以解决。
水处理可以提高占耗水比例相当大的工业用水循环利用率。
在水处理中使用很多种化学药剂,就目前来看, 磷酸盐仍是水处理中选用的重要化工产品。
它们在水处理中的作用因处理目的、被处理水的水质和处理方法的不同而异。
工业循环冷却水和锅炉水处理是磷酸盐在水处理应用中的两大领域,冷却水在食品、纺织、造纸、化工、石油、钢铁和机械工业等的用量是很高的。
平均占总用水量的67%。
其中又以化工、石油、钢铁工业为最高约占85% ~90%。
锅炉水处理是保证锅炉的热效率、防止事故、延长使用寿命,保证锅炉安全运行的重要手段。
目前,我国有40余万工业锅炉采用磷酸盐处理方式处理炉水。
2 磷酸盐的缓蚀机理和阻垢机理磷酸盐在冷却和锅炉水处理中主要作缓蚀剂和阻垢剂。
其作用机理即为缓蚀机理和阻垢机理。
缓蚀机理2. 1磷酸盐类作为缓蚀剂的缓蚀机理,依其品种、用途及使用条件不同而有所差别。
在循环冷却水处理中,使用较多的是聚合磷酸盐。
各种聚合磷酸盐对碳钢都具有较好的缓蚀效果。
碳钢在水中的腐蚀是微电池造成的,其电化学反应式为:阳极反应:Fe Fe2++2e阴极反应:O2+2H2O+4e 4OH-这种机理[1]认为,当水中具有一定浓度的Ca2+ 或其它二价金属离子时,聚合磷酸根离子与Ca2+形成带正电荷的配离子,这种配离子以胶溶状态存在于水溶液中。
钢铁在水中腐蚀时,阳极反应产物 Fe2+向阴极方向扩散移动,胶溶状态的带正电荷的聚磷酸钙配离子可再与Fe2+络合,生成以聚磷酸钙铁为主要成分的配离子,依靠腐蚀电流沉积于阴极表面,形成沉淀皮膜。
有机膦阻垢分散剂硫酸钙阻垢行为研究
有机膦阻垢分散剂硫酸钙阻垢行为研究靳晓霞王会滕厚开（天津化工研究设计院，天津 300131）硫酸钙结垢是油田生产和海水淡化中常见的问题，结垢会影响正常生产和开发效益，给生产带来许多危害，目前多采用添加化学阻垢分散剂的方法来预防硫酸钙垢的生成。
我们选取几种常用的阻垢分散剂，对其硫酸钙阻垢性能进行详细研究，为今后油田水阻垢处理和海水淡化阻垢处理奠定实验基础。
有机膦阻垢分散剂硫酸钙结垢油田海水淡化油田水结垢是油田生产中不可避免的问题，这个问题随着油田产水量的增加而变得更加突出。
结垢给生产带来许多危害，如在加热炉换热表面结垢会影响传热和发生安全问题，在地层结垢会引起注水压力升高和油井产液量减少，在管线结垢会引起堵塞和局部腐蚀【1】。
油田中最常见的无机垢有碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸钡锶垢、硅垢等。
在这几种油田结垢中，由于硫酸盐垢质地坚硬，附着牢固，又难以用常规酸碱类物质清除，因此对油田危害【2】【3】最大，常会导致采油管道、设备因结垢而报废，或堵塞地层等，严重影响油田的开发【4】效益。
硫酸盐垢在海水淡化工艺中也常常会遇见，海水淡化是目前解决沿海城市淡水资源严重缺乏的重要措施之一，而硫酸钙结垢是海水淡化生产中难以克服的实际问题,不仅影响【5】海水淡化装置的正常运行，结垢严重时还会使生产停止。
【6】【7】目前，防治硫酸钙垢的方法多以添加化学阻垢剂法为主，对抑制油田开发生产和海水淡化过程中硫酸钙结垢的阻垢分散剂进行综合研究，无疑会为制定有效的防垢措施起到重要的作用。
本试验重点研究了常见的有机膦类阻垢分散剂对硫酸钙垢的抑制作用，并利用扫描电镜等手段初步探讨了药剂对硫酸钙垢的阻垢机理。
CaCl（分析纯）、NaSO(分析纯)、KOH（分析纯）、去离子水； 24日立X－650扫描电子显微镜、PHS-3E型pH计、恒温水浴、干燥箱等。
表1 试验药剂试剂名称化学名称DTPMP 二乙烯三胺五甲叉膦酸BHMP 1，6-双亚已基三胺五甲叉膦酸EDTMP 乙二胺四甲叉膦酸PBTCA 2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸PAPEMP 多氨基多醚基甲叉磷酸ATMP 氨基三亚甲基膦酸HEDP 羟基亚乙基二膦酸HPA 2-羟基膦酰基乙酸2+2-储备溶液、SO储备溶液；按一定4要求和顺序将配制好的各种储备液加入到500mL容量瓶中，用去离子水定容后转移至500mL用去离子水配制含阻垢剂1mg/mL的储备溶液、Ca2+烧杯中。
循环水中各种缓蚀阻垢剂的用量及配方
1)聚磷酸盐(六偏磷酸钠、三聚磷酸钠)阻垢剂。
使用时加入水中浓度为～10ppm，适合于低压锅炉。
①六偏磷酸钠(NaPO3)6，由磷酸二氢钠脱水经高温(600～650℃)处理后，急剧冷却而制得。
②三聚磷酸钠，即三磷酸钠(Na5P3O10)，由磷酸二氢钠和磷酸氢二钠充分混合，加热脱水，再高温熔融而成。
(2)膦酸盐阻垢剂常用的药剂有以下几种：①羟基乙叉二膦酸，结构式为：别名为HEDP，含量为50%，为**透明粘稠液体，显强酸性(pH=2～3)，具腐性。
羟基乙叉二膦酸多由三氯化磷与醋酸等原料制成，其合成反应如下：【用途】HEDP为阴极型缓蚀剂。
在水溶液中，HEDP可解离成5个正、负离子，可与金属离子形成六员环螯合物，尤其是与钙离子可以形成胶囊状大分子螯合物，阻垢效果较佳。
HEDP与其它缓蚀剂、阻垢剂配合使用，具有协同效应，可提高药效。
例如与铬酸盐、钼酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、聚丙烯酸盐、锌盐等配合使用，多用于锅炉水处理、冷却水的处理，使用量一般低于1～3ppm，适用于低、中压锅炉用水的处理。
②乙二胺四甲叉四膦酸，其结构式为：别名为EDTMP，其钠盐为棕**透明粘稠液体，含量为28%～30%，pH=9～10。
EDTMP多由甲醛、乙二胺、三氯化磷为原料制成。
其合成反应如下：【用途】EDTMP为有机多元膦酸阴极缓蚀剂。
在水中，EDTMP能解离成8个正、负离子，可以和两个或多个金属离子螯合，形成两个或多个立体结构大分子粘状络合物，松散地分散于水中，使钙垢的正常结晶破坏，减少垢的形成。
EDIMP多用于锅炉水的阻垢。
加入水中浓度为1ppm，适用于中、低压锅炉。
③氨基三甲叉膦酸，其结构式为：别名为ATMP，含量为50%，为淡**液体。
本品多由三氯化磷、铵盐、甲醛等原料反应制得，其反应原理为：PCl3+3H2O→H3PO3+3HCl3H3PO3+NH4Cl+HCHO→ATMP+CO2+3H2O【用途】ATMP为阴型缓蚀剂。
火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂
火力发电厂循环冷却水用阻垢缓蚀剂HBI—2000代替HBI—19971范围本规定规定了火力发电厂循环冷却水用含有机磷复配型阻垢缓蚀剂验收指标和测定方法。
本规定以有机磷、共聚物为主有成分复配而成的A类阻垢缓蚀剂适用于不锈钢管、钛管循环冷却水处理系统。
也适用于碳钢管冲灰水系统。
本规定以有机磷、共聚物和苯并三氮唑为主有成分复配而成的B类阻垢缓蚀剂适用于铜管循环冷却水处理系统。
本规定以有机磷、共聚物和苯并三氮唑为主有成分复配而成的C类阻垢缓蚀剂适用于要求较高唑类含量的铜管循环冷却水处理系统。
2 引用标准GB/T601 化学试剂滴定分析容量分析用标准GB/T603 化学试剂实验方法中所用制剂及制品的制备GB/T6682 分析实验用水规格和实验方法HB/T2430 2431—93水处理剂阻垢缓蚀剂ⅡⅢ3要求3.1外观：无色、淡黄色或棕色透明液体，与水混溶无沉淀3.2火力发电厂循环冷却水用含有机磷复配型阻垢缓蚀剂应符合表1的要求注：本指标只作产品验收，应用前必须结合谁知作性能试验，合格后方可使用。
4试验方法本规定所用试剂和水，在没有注明其他要求时，均指分析纯试剂和符合GB6682规定的三级水。
试验中所需标准溶液，制剂在没有其他要求时，均按GB601、GB603的规定制备。
4.1 磷酸盐含量的测定4.1.1 方法提要在酸性介质中，磷酸盐和亚磷酸盐在硫酸铵存在下，加热，氧化成磷酸，利用钼酸铵、酒石酸锑钾和磷酸反映生成锑磷钼酸配合物，以抗坏血酸还原成“锑磷钼蓝”，用吸光光度法测定总磷酸盐（PO43-计）含量，然后再减去磷酸（PO43-计）和亚磷酸（PO43-计）的含量，计算出磷酸盐含量。
4.1.2 试剂和材料4.1.2.1 磷酸盐（PO43-计）标准储备液：1mL溶液含有0.5000mgPO43-称取0.7165克精确至0.0002克，预先在100—105度干燥至恒重的磷酸二氢钾，置于烧杯中加水溶解，移入1000毫升容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
浅谈我国近年来阻垢剂的研究现状
浅谈我国近年来阻垢剂的研究现状摘要:本文介绍了阻垢剂的种类及我国近年来阻垢剂的研究现状,并对其未来的发展方向作了展望。
认为在阻垢剂的研制开发中要加强对可生物降解的无毒、无害阻垢剂的研制,并能够得到优先开发。
关键词:阻垢剂生物降解无毒无害水资源匮乏一直是我国面临的一大难题。
近年来,随着我国水资源的短缺、人口数量的增加和工业生产的迅速发展,用水量也在急剧增大,如何节约用水已经成为人们生活及工业发展的趋势。
水的循环使用是节约用水的有效途径,但水的循环使用会使水质逐渐变差,并会使设备结垢,影响其正常使用。
解决这个问题的有效方法是向循环水中投加阻垢剂,防止垢的生成。
1 阻垢剂研究进展概述经过半个多世纪的发展,阻垢剂的研究开发和应用已取得一定的成果。
近年来,阻垢剂的品种丰富多样,在工业水处理及环保要求的推动下,阻垢剂朝着多功能、高效、环保的方向发展[1]。
2 阻垢剂分类及研究现状阻垢剂的种类繁多,按照阻垢剂的发展过程和其结构特点,一般情况下将其分为天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合物阻垢剂、共聚合物阻垢剂、环境友好型聚合物阻垢剂。
2.1 天然聚合物阻垢剂天然聚合物阻垢剂是一些天然产物如木质素、单宁、淀粉、纤维素和壳聚糖等,由于它们都含有许多酚羟基,而这些基团能对Ca2+、Mg2+等盐垢晶体的生长具有一定的抑制作用,很早就被作为阻垢剂在工业上得到了广泛的使用。
在20世纪60年代,天然聚合物由于来源丰富,价格便宜,并且由于水垢处理的产物能够被生物降解而得到了迅速的发展。
但是天然聚合物阻垢剂在水处理应用的过程中,又存在着用量大,高温下不稳定等缺点,逐渐被新合成的阻垢剂所取代,目前天然聚合物已很少使用。
2.2 含磷类聚合物阻垢剂在冷却水处理中,最常用的无机含磷聚合物阻垢剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠[2]。
它的阻垢机理主要是通过分子中的某些官能团或静电力吸附在晶体表面的活性点上,抑制晶体的生长,增加它的溶解度。
但是这类阻垢剂也存在着缺点:其一磷浓度高;其二容易水解为正磷酸盐,产生磷酸钙沉淀。
阻垢缓蚀剂
阻垢缓蚀剂是由有机膦、优良共聚物及铜缓蚀剂等组成，对碳钢、铜及铜合金都具有优良缓蚀性能，对碳酸钙、磷酸钙有卓越的阻垢分散性能。
本品主要用于敞开式循环冷却水处理系统，对含铜设备的系统特别适合。
本品可用于高pH、高碱度、高硬度的水质，是目前较理想的不调pH碱性运行的水处理剂之一。
目录氨基三甲叉膦酸 ATMP乙二胺四甲叉膦酸钠 EDTMPSEDTMPS二乙烯三胺五甲叉膦酸 DTPMPDTPMPA多元醇磷酸酯 PAPE编辑本段氨基三甲叉膦酸 ATMPATMP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。
缓蚀阻垢剂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。
ATMP用于火力发电厂、炼油厂的循环冷却水、油田回注水系统。
可以起到减少金属设备或管路腐蚀和结垢的作用。
ATMP在纺织印染等行业用作金属离子螯合剂，也可用于金属表面处理剂等。
ATMP固体为结晶性粉末，易溶于水，易吸潮，易于运输和使用，尤其适用于冬季严寒地区。
由于纯度较高，可用作纺织印染行业的金属螯合剂及金属表面处理剂。
羟基乙叉二膦酸 HEDPHEDP是一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，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。
HEDP在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，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磷酸（盐）好。
HEDP可与水中金属离子，尤其是钙离子形成六圆环螯合物，因而HEDP 具较好的阻垢效果并具明显的溶限效应，当和其它水处理剂复合使用时，表现出理想的协同效应。
HEDP固体属于高纯产品，适用于冬季严寒地区；特别适用于电子行业的清洗剂和日用化学品添加剂。
HEDP广泛应用于电力、化工、冶金、化肥等工业循环冷却水系统及中、低压锅炉、油田注水及输油管线的阻垢和缓蚀；HEDP在轻纺工业中，可以作金属和非金属的清洗剂，漂染工业的过氧化物稳定剂和固色剂，无氰电镀工业的络合剂。
四种绿色阻垢剂的阻垢性能研究
109在工业循环冷却水系统尤其是油田管道中[1]，结垢现象十分严峻，这不仅会造成资金的浪费，还在一定程度上增加了生产风险，例如由于温度升高、水分浓缩等因素使得冷却水中成垢离子过饱和而沉淀析出在管壁表面，管道直径由于垢层的加厚而逐渐缩小，导致冷却管路穿孔泄漏，同时还会引起腐蚀现象的加剧，造成严重的工业事故，据可靠数字统计，全球每年用于结垢和阻垢引起的热损失消耗的资金多达上百亿美元。
到目前为止，缓解结垢现象最有效的办法就是向水体中添加阻垢剂[2]。
然而，含磷阻垢剂的滥用引起了严重的水体污染。
由于构建环境友好型社会是当前社会的发展趋势，因此生产和使用品质优良、效果显著、无污染的“绿色环保”阻垢剂成为水垢研究的重中之重[3]。
本文选取常见的绿色阻垢剂聚天冬氨酸（P A S P ）、聚环氧琥珀酸（P E S A ）、聚丙烯酸（PAA）和水解聚马来酸酐（HPMA）作为研究对象[4]，应用静态阻垢法评价4种缓蚀剂对油田生产中最常见的硫酸钙和碳酸钙水垢的阻垢性能，为油田生产提供依据和参考。
1 实验原理、方法与步骤1.1 实验原理碳酸钙水垢评价以标准CaCl 2溶液和标准NaHCO 3溶液和阻垢剂溶液配制测试液，升温促使溶液中Ca （HCO 3）2迅速分解成CaCO 3沉淀，恒温一段时间达到平衡后取上清液用EDTA标定Ca 2+，得出其中Ca 2+含量，Ca 2+含量越多证明阻垢剂阻垢效果越好。
硫酸钙水垢的评价用EDTA溶液滴定Ca 2+储备液与SO 42+储备液反应保温后的上清液，通过上清液中Ca 2+的浓度对阻垢剂的阻垢效果进行评定。
1.2 实验步骤（1）碳酸钙评价时配制标准氯化钙溶液、标准碳酸氢钠溶液、氨-氯化铵缓冲溶液（称取氯化铵5.4g，加蒸馏水20mL，再加浓氨水35mL，加水稀释至100mL）。
硫酸钙水垢需配制标准氯化钙溶液、标准硫酸钠溶液、氨-氯化铵缓冲溶液（同上）。
准备好铬黑T指示剂、EDTA标准滴定溶液。
阻垢剂 说明书
美国博克Burket TtechnologyCo.Ltd-Professional Water Chemical Technologies Co位于美国费城，是一家专业化学药品研究、产品开发、市场营销和技术服务的高科技公司，尤其是在反渗透水处理药品等专业领域有着卓越的历史。
公司对材料技术的领先研究地位和对反渗透应用的专业化，使其成为发展最快的反渗透化学品专业供应商。
博克公司向全球广大反渗透用户提供产品的同时也提供技术支持和培训服务，包括反渗透系统的运行诊断和维护建议。
在中国代理商已向众多国内用户提供反渗透化学药品和技术服务。
河南大川水处理有限公司是美国博克公司在河南的指定的分销代理商，我们真诚的希望为客户提供优良的服务并与之共同发展。
◆产品说明：TW120是高效能的液体阻垢剂，能有限的阻止在膜元件上无机盐的出现。
根据不同水质及工况条件，该药剂主剂平配比及生产工艺会有针对性调整。
尤其适用于高有机物及高COD含量的污水系统中，使用此阻垢剂可延长系统的清洗周期，已广泛的应用同于反渗透及纳滤系统中。
◆产品特性：▶能有效的控制CaCO3、CaSO4、BaSO4与SrSO4等无机盐类的生成▶不受氯气或其他氧化型杀菌剂的影响▶水解稳定且不形成不可溶解的无机盐▶可用于生产饮用水的反渗透系统并适用于各种类型的反渗透膜▶在广泛的领域中时一种高效的阻垢剂，适用于各种膜元件的维护（海德能公司、陶氏公司、科氏公司、东丽公司、GE公司Osmonics膜元件等）◆产品性能：外观：黄色透明液体pH ：<4密度：>1.05±0.05g/cm3燃点：不易燃最低储藏温度：-5℃◆产品使用: 为达到最佳的阻垢分散剂性能，建议加药店设置在混和器或保安过滤器之前。
TW120阻垢分散剂建议连续投加以保证药量维持在一个水平。
TW120与水能以任何比例互溶。
具体加药量应根据补充水水质，由加药软件计算或咨询我们的专业工程师。
阻垢剂的定义和种类
阻垢剂的定义和种类一定义：向水中投放某些药剂以阻止水垢的形成，沉淀或增加碳酸钙的溶解度，使其在水中呈分散状态不易沉淀，这些药剂统称为阻垢剂或分散剂。
在工业上常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。
二阻垢剂的种类：阻垢剂的种类丰富，按照阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团，大致分为天然聚合物阻垢剂，含磷类聚合物阻垢剂，共聚合物阻垢剂，绿色新型聚合物阻垢剂。
（1）天然聚合物阻垢剂，单宁，木质素，淀粉，纤维素，壳聚糖和腐植酸等天然高分子化合物，分子韩有许多酚羟基，对钙，镁等盐垢晶体的生长具有一定的抑制作用，最早被作为阻垢剂在工业上得到广泛应用。
（2）含磷类聚合物阻垢剂，冷却水处理中，最常用的无机含磷聚合物阻垢剂是三聚磷酸钠和六偏磷酸钠。
其阻垢机理主要是通过分子中的部分官能团或静电力吸附在晶体表面的活性点上，减缓晶体的生长，使晶体保持在微晶状态，增加其溶解度。
但是这类阻垢剂磷浓度大易水解成正磷酸盐，产生碳酸钙沉淀。
另外，磷酸盐是微生物的营养源，能促进菌藻的滋生。
因此，单纯用聚磷酸盐做阻垢剂在冷却水处理中已经被淘汰，取而代之的是复合磷酸盐，有机磷酸盐和其他低磷或无磷药剂配方。
（3）共聚物阻垢剂，丙烯酸类共聚物是国内外开发最早的共聚物类阻垢剂，它是以丙烯酸为主要单体，在适当的引发剂的作用下，与一种或几种有机单体共聚物而成的一类阻垢剂，能在无机结晶过程中干扰晶体的正常排列，从而达到阻垢，防垢的作用。
（4）绿色新型阻垢剂，随着人们环保意识的日益增高，环境法则日趋严格，人们对阻垢剂提出了越来越高的要求。
具有较好阻垢性能且可减低的绿色聚合物阻垢剂成为研究的主要方向。
目前国内外出现的新型绿色聚合物阻垢剂主要有聚天冬氨酸（PASP)和PESA。
含磷系缓蚀阻垢剂的循环冷却水可生化降解性研究
２ 生 化 反 应 过 程
实 验 装置 是 一 个 带 鼓 气 泵 的 反 应 器 ， 有 效 容 其
含
—卜 —－ Ｌ’ｌＦ —一水 — 处理 —● ．● 晕一■ｌ ● ■ １处理 Ｌ －１出 ■ ． 矾 —－小 ●… Ⅱ 环冷却 水捧 污水
一
钙 、 凝 盐混 莉
图ｌ 废水处理工艺流程
维普资讯
第 ３期
鲁
敏 等 ： 磷 系缓 蚀 阻 垢 荆 的 循 环 冷 却 水 可 生 化 降 解 性 研 究 含
３ ５
（ ）Ｃ Ｄ ２ Ｏ 的测定 ： 因采 用 Ｃ 回流 ２ｈ 时 间过 长影 响 试验 进 程 。故 采 用 改进 的 Ｃ Ｄ 法 ， ＯＤ 法 ， Ｏ 回流 时 间仅 需 ５ｍ ｎ ｉ 。测定 原 理 同文 献 ［ ］ ６。 （ ）Ｂ Ｄ ３ Ｏ ５的测 定 ： 文献 ［ ］ 见 ６。
引起 人 们 的 重视 ， 对 其 进 行 处 理 以 去 除 Ｃ Ｄ Ｂ Ｄ ， 低磷 含量 。 已报 道 的处 理 方 法 多 为催 化 光 解 需 Ｏ Ｏ ５降 法 、 化学 氧 化法 、 式 氧 化 法 和生 物 降解 法 等 。催 化 光 解 法 需 水 溶 液 透 明才 利 于 光 吸收 。 废 水 多 是 声 湿 而 浑 浊 的且还 存 在 催化 剂 难 回收 等 问题 ［ ； 化 学 和湿 式 氧 化 法 因高 温 高 压 、 资 大 。 被 一 般 企 业 接 声 投 难 受 。生 化 法 是 目前普 遍 使 用 的 方 法 ， 好 氧 活 性 污 泥 法 、 氧 技 术 】 Ａ Ｏ法 ， 厌 氧／ 氧 法 ； ／ ／ 如 厌 （／ 即 好 ＡＡＯ
要 ： 对 含 磷 系缓 蚀 阻 垢 剂 的 循 环 冷 却 水 可 生 化 降 解 性 及 处 理 工 艺 进 行 了 研 究 。 通 过 实 验 ， 针 考
高硬、高碱度水专用阻垢剂
KY-106 高硬、高碱度水专用阻垢剂
性能：本品是针对高硬度水、高碱度水而研制开发的新型复合型药剂，可在高浓缩倍数下运行。
主要由高分子有机膦、聚羧酸、磺酸共聚物等复合而成，为全有机水处理药剂。
用途：本品主要用在高硬度、高碱度水质地区及高浓缩倍数下循环水的阻垢。
质量标准：
(注：本质量标准为参考值。
各厂药剂需根据水质标准经试验后配制。
)
使用方法：本品投加时宜采用连续投加方式，投加在前池补水口附近。
投加量应根
据水质而定，投加量一般在10～60ppm。
包装：25㎏深色聚乙烯塑料桶。
储存：密闭保存，防止暴晒，存放期1年。
注意事项：本品为酸性物质，请勿直接接触皮肤，如不慎溅入口、眼中，请及时用大量清水冲洗。
第。
井矿盐釆卤管道硫酸盐结垢形成的影响因素研究
本科毕业论文井矿盐釆卤管道硫酸盐结垢形成的影响因素研究学生姓名：王兆成学号：10037229专业班级：材料化学11-1班指导教师：袁存光2021年 6月20日井矿盐釆卤管道硫酸盐结垢形成的影响因素摘要本文针对中石化江汉油田分公司盐化工总厂的“黄盐平1-王东12-13水平对接井〞采卤管道的结垢中各种构晶离子和物质特点，系统研究了管道的结垢趋势，为其管道的清、防垢技术提供技术根底依据。
采用XRD等现代仪器对垢样进行了分析，得出结垢的主要成分为碳酸盐、食盐、硫酸盐和硅酸盐的混和沉淀。
用Skillman热力学溶解度法对该水质特征的硫酸钙结构趋势建立了预测模型，并对该水样的硫酸钙垢进行结垢了趋势预测，计算得出该卤水具有结垢的趋势。
分别用Langlier饱和指数(SI)法和Ryznar稳定指数(RI)法对碳酸钙结垢趋势进行了预测，结果显示局部注水样品具有碳酸盐结垢趋势。
针对管道中水质的成分和硫酸盐型垢的生产实际，模拟实验研究了温度变化对纯水中、高矿化度条件下的硫酸钙溶解度影响规律的理论问题。
并据此判断出水样中硫酸钙溶解度随温度变化的影响不是主要因素，卤水水体的盐效应和盐析效应是形成硫酸盐垢的主要影响因素。
针对王东12-13卤水可用实际样品研究获得的K sp(CaSO4)最小值〔~1.5×10-3〕对采卤管道的CaSO4结垢趋势进行预测及阻垢技术研究。
关键词：硫酸盐；结垢趋势预测；溶解度；阻垢Effect of mineral salt brine pipeline sulfate scale formation selection factors and scale inhibitorAbstractThis paper for Sinopec Jianghan Oilfield Branch of salt and Chemical General Factory "Huangyan Ping 1 Wang Dong 12-13 level butted wells" mining brine pipeline scaling in various constitutive crystal ion and material characteristics, systematically studied pipeline scaling tendency, to provide the technical basis for the pipeline cleaning, anti scaling technology.Using XRD and other modern instruments, the scale samples were analyzed, and the main components of scaling were mixed precipitation of carbonate, salt, sulfate and silicate.Herman and S. Skillman thermodynamics solubility method on the water quality characteristics of calcium sulfate structure trend established prediction model, and the water of calcium sulfate scale of scaling trend prediction, calculated the brine with scaling trend. The fouling trend of calcium carbonate was predicted by Langlier saturation index (SI) and Ryznar stability index (RI), and the results show that the partial water injection sample has the carbonate fouling trend..keywords：sulfate；Scaling trend forecast；solubility；scale inhibition目录第1章前言 (1)选题背景及意义 (1)国内外研究概况 (1)管道除垢研究概况 (1)化学除垢常用的阻垢剂研究现状 (2)阻垢剂的阻垢机理 (3)有关硫盐垢的结垢趋势预测方法研究 (4)Skillman热力学溶解度法预测硫酸钙 (4)1.3.2 Oddo-Tomson[11]饱和指数法 (4)Jacques[12]等的预测方法 (5)影响管道结垢的因素 (5)温度对结垢的影响 (5)压力对结垢的影响 (5)pH值的影响 (5)结垢沉积的器壁外表状况的影响 (5)盐效应 (6)评定阻垢剂性能的方法 (6)1.5.1 静态试验法 (6)动态试验法 (6)本文研究的主要内容 (6)1.6.1 结垢趋势预测 (6)本文研究工作与前人不同之处 (6)第2章实验试剂及仪器 (8)2.1 主要仪器 (8)主要试剂 (8)2.2.1 实验原料 (8)主要化学试剂 (8)主要试剂配制 (9)第3章实验局部 (11)3.1 垢样分析 (11)水样分析 (11)化学分析法 (11)3.2.2 仪器分析法 (12)碳酸钙、硫酸钙结晶-溶解平衡的溶度积测定实验方法 (12)Ksp(CaCO3)的测定方法 (12)Ksp(CaSO4)的测定方法 (13)3.4 影响CaSO4溶解度因素研究实验方法 (13)3.4.1 恒温试验操作 (13)温度对CaSO4溶解度影响实验方法 (14)3.5 实际卤水样品的CaSO4溶解度变化规律实验方法 (14)3.5.1 恒温操作试验方法 (14)3.5.2 恒温条件下的K sp(CaSO4)值测定方法 (14)3.6 注水和回卤管道结垢的工艺参数确定方法 (15)第4章结果与讨论 (16)垢样的成分分析 (16)注水管道垢样成分分析 (16)4.1.2 垢碎片样品成分分析 (18)卤水样品的成份分析 (19)注水和输卤管道结垢趋势的预测模型 (21)4.4 深井盐卤介质及条件对CaSO4溶解度影响的因素 (24)盐效应 (24)温度对硫酸钙溶解度的影响 (27)江汉油田盐化工厂采集水样中硫酸钙溶解度随温度变化的规律 (29)第5章结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第1章前言选题背景及意义管道结垢一直是很多工业实际应用中客观存在的严重问题。
阻垢剂作用机理介绍及应用前景
化学工程师Chemical Engineer2020年第11期Sum301No.11D01：10.16247/ki.23-1171/tq.20201158阻垢剂作用机理介绍及应用前景郝玉1,陈证旭"(1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318;2,大庆油田有限责任公司井下作业分公司，黑龙江大庆163318)摘要:本文对阻垢剂的类别、作用机理进行了详细的介绍,并归纳总结了阻垢剂的研究进展和研究现状，论了阻垢剂科和发展的重要，对阻垢剂今后的发展做了预测和判，最后指出了阻垢剂未来科的主要，认为效多、价格低、环保的阻垢剂有前景。
关键词：阻垢剂；有机磷;聚w酸;利用率;循环水；聚合物中图分类号:TE685.3文献标识码:AMechanism of scale inhibitor and its application prospectHAO Yu1,CHEN Zheng-xu2(1.School of Petrolem Engineering Northeast Petroleum University,Daqing163318,China;2.Daqing Oilfield Co.,Ltd.,Downhole Service SuO-Company,Daqing163318,China)Abstract：In this paper the category,mechanism of scale inhibitor was introduced in detail,and summarized the research progress of scale inhibitor and the research status,this paper discusses the importance of scale inhibitor research and development,the scale inhibitor has made the forecast and judge the future development,finally points out the main direction of scientific research of scale inhibitor in the future,thinT efficient pluripotent,lowcost,green scale inhibitor will have broad prospects.Key words：scale inhibitors:organic phosphorus;poly carboxylic acid;utilization;circulating water;polymer全球淡水资源稀少,特别是在我国，因此，循环水就显得尤为重要。
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三、阻垢剂的分类
阻垢剂的种类丰富,按照阻垢剂的发展历程及起主要作用 的官能团,大致可以将其分为天然聚合物阻垢剂、含磷类聚合 物阻垢剂、共聚合物阻垢剂、绿色新型聚合物阻垢剂。 1、天然聚合物阻垢剂：包括单宁、纤维素、淀粉、木质素、 壳聚糖和腐植酸钠等天然有机高分子化合物。 2、含磷类聚合物阻垢剂：包括无机含磷聚合物阻垢剂、复 合磷酸盐、有机磷酸盐和其它低磷或无磷药剂等。 3、共聚物阻垢剂：包括丙烯酸类共聚物、磺酸类共聚物马 来酸酐类共聚物和烷基环氧羧酸盐等。 4、绿色新型聚合物阻垢剂：包括聚环氧琥珀酸( PESA)和 聚天冬氨酸( PASP)。
聚天冬氨酸（PASP）的构型
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1.2 PASP 的阻垢缓蚀性能
PASP 可应用于高钙离子浓度、高温和pH 值 较高的水系统。PASP 对磷酸钙、硫酸钙等也有 优异的阻垢性能，也可作为缓蚀剂用于解决油田 中的CO2 腐蚀问题。另外，PASP 抑制氧化铁沉 积的能力也较好。
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1.3 PASP 生物降解性
五、“绿色阻垢剂”介绍
1、聚天冬氨酸（PASP）
被誉为更新换代的绿色阻垢剂——聚天冬氨酸，是受了 动物代谢过程启发而合成成功的一种生物高分子。其原料 天冬氨酸可从自然界提取，它的制造过程是绿色的，可生 物降解，还可同时起到缓蚀剂和阻垢剂功能，也可用于海 水淡化和反渗透制水的阻垢剂，是一种很有发展前景的生 物高分子材料。PASP 类水处理剂因具有优良的生物可降 解性和较高的阻垢性能，被认为是一种真正的绿色阻垢剂。
PASP 对环境没有毒性，而且能全部生物降解 成无毒性的化学品，具有优良的生物降解性能。 研究表明，将PASP调节pH 值为8-9，在250℃ 的活性泥中，28 d 后降解83%，微生物降解后释 放出的CO2 量不低于参比的葡萄糖。
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1.4 PASP 的经济性
作为水处理的新型绿色化学品，PASP 是一种 从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无 害的易生物降解的水处理药剂。但是，PASP 的 价格较一般的水处理剂高，这影响了其应用围。 为了提高与其他阻垢剂的竞争能力，可将其与其 他环境友好的阻垢剂复配使用，以提高PASP 性 能。
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2.1 PESA 的合成
目前聚环氧琥珀酸的合成大多采用以环氧琥珀 酸为原料的一步合成法或采用以马来酸酐等为原料 的多步合成法。
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聚环氧琥珀酸（PESA）的结构式
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2.2 PESA 阻垢缓蚀性能 国内外对于PESA 阻垢缓蚀性能研究较多， 基本认为PESA 阻CaCO3、BaSO4、SrSO4、 CaF2 垢的性能优越，但PESA 对Ca3(PO4)2、 CaSO4、锌垢的阻垢效果较差。
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1.1 PASP 的合成 聚天冬氨酸的合成目前主要有以天冬氨酸为 原料的热缩合法和以马来酸或马来酸酐为原料的 合成法两种工艺技术。结构式一般有两种构型 （如图1 所示），分子量一般为3000-10000， 呈浅色粉末状。在碱性条件（pH = 10-12）下 容易水解得到聚天冬氨酸盐。
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四、阻垢剂的现状
阻垢剂的发展经历了从最初的天然有机物到无 机聚磷酸盐,直至现在的全有机配方聚合物的过程。 随着全球环境问题的日益严重,要求阻垢剂向无毒 害的无磷、低磷新型高效的环境友好型“绿色阻垢 剂”的方向发展。目前国内外出现的新型绿色聚合 物阻垢剂主要有聚环氧琥珀酸和聚天冬氨酸。
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2 、聚环氧琥珀酸（PESA）
聚环氧瑚珀酸，最早在20 世纪90 年代 初由美国Betz实验室首先开发，是一种无磷、 非氮并具有良好生物降解性的绿色阻垢剂， 具有很强的抗碱性，在高钙、高硬度水中， 其阻垢性能明显优于常用的有机膦酸类。一 般说来，具有最佳阻垢效果的PESA 产品的 分子量范围为400-800。
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阻垢剂简介
B环工061（30-34）
一、阻垢剂的定义 阻垢剂主要是指能够防止水垢和 污垢产生或抑制其沉积生长的化学类 试剂,是工业水处理中必不可少的元 素, 可以用来延长设备寿命并保证设 备安全运行。
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二、阻垢剂的阻垢机理
1、螯合增溶作用 2、凝聚与分散作用 3、静电斥力作用 4、晶体畸变作用 说明：以上几种机理表示出目前人们对阻垢作用 的认识水平,由于它们都带有不同程度的推测,因而 人们在对具体结垢问题的分析时,往往将阻垢作用 归结为多种机理的复合作用,这反映当前人们对阻 垢机理的认识还相当笼统。
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谢谢！
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2.3 PESA 生物降解性
有关专家对PESA 进行的可生物降解性研究表 明，PESA 在降解前需要一个短期的驯化时间，随 后生物降解过程进行得十分迅速，且CO2 产生量 与时间基本上呈线性关系，具有良好的可生物降解 性．
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六、阻垢剂的市场展望
随着人们对环保意识的加强,绿色阻垢剂的开发 必将成为国内外水处理行业研究的新热点。因此,在 进一步完善现有阻垢剂,提高质量的基础上,加强机 理研究和复配研究、降低成本、减少污染,使其能成 为多功能、高效、价廉、无毒、可生物降解的绿色 新型阻垢剂。