循環水阻垢分散劑是一種用于工業循環水系統中防止水垢形成和沉積的化學藥劑，其核心功能是通過化學作用抑制鈣、鎂等成垢離子的結晶析出，同時分散已形成的微小顆粒，從而保護設備免受腐蝕和結垢影響。以下是關于循環水阻垢分散劑的詳細介紹：

一、主要成分與類型

1. 有機膦酸鹽

• 代表物質：氨基三甲叉膦酸（ATMP）、羥基亞乙基二膦酸（HEDP）等。

• 作用：與金屬離子形成穩定的螯合物，阻止垢層生長，同時具有一定的緩蝕效果。

2. 聚羧酸鹽類

• 代表物質：聚丙烯酸（PAA）、聚甲基丙烯酸等。

• 作用：通過吸附和分散作用，使難溶性無機鹽（如碳酸鈣）保持懸浮狀態，防止聚集成垢。

3. 磺酸鹽共聚物

• 典型結構：含羧基、磺酸基、羥基等官能團的高分子共聚物（如TH-241四元共聚物）。

• 特點：高鹽耐受性、晶格畸變能力，能有效抑制硫酸鈣、磷酸鈣等垢類沉積。

4. 環保型單體

• 代表物質：聚天冬氨酸、聚環氧琥珀酸、植物提取物（如木質素磺酸鈉）等。

• 優勢：無磷、可生物降解，符合綠色水處理需求，生物降解率＞90%。

二、作用機理

1. 螯合作用

• 阻垢劑中的膦酸基、羧酸基等官能團與水中的Ca2?、Mg2?等離子形成可溶性絡合物，阻止其結晶析出。

• 例如：有機膦酸鹽能將鈣離子穩定在水中，相當于提高其溶解度。

2. 晶格畸變

• 阻垢劑分子吸附在微小晶體表面，干擾晶體正常生長，使碳酸鈣等垢層無法形成致密結構。

• 如磺酸鹽共聚物可通過改變晶格取向抑制垢層沉積。

3. 分散作用

• 通過空間位阻效應和物理吸附，將已形成的微小顆粒（如氧化鐵、黏土）分散在水中，防止聚集成大顆粒。

• 例如：聚乙二醇長鏈可增強顆粒間絮凝架橋作用，提升分散效率。

4. 緩蝕與膜保護

• 部分阻垢劑（如含羥基的聚合物）可在金屬表面形成憎水膜，減緩腐蝕。

• β-環糊精的空腔結構還能包結腐蝕性分子，增強緩蝕效果。

三、應用領域

1. 工業場景

• 化工、煉油、冶金：用于循環冷卻水系統，防止換熱器、管道結垢。

• 電廠：鍋爐給水、凝結水處理，保護熱力設備。

• 鋼鐵行業：高爐、軋鋼機循環水系統，減少設備磨損。

2. 環保需求場景

• 無磷配方（如聚天冬氨酸）適用于對環保要求嚴格的領域，避免水體富營養化。

• 可生物降解產品滿足歐盟REACH法規要求。

四、選擇與使用注意事項

1. 水質適配

• 根據水的硬度、pH、鹽含量選擇配方。例如，高鹽水質需選用磺酸基改性的耐鹽型阻垢劑。

2. 加藥量控制

• 常規投加濃度為4-6mg/L（循環水系統），具體需通過試驗調整。

• 過量可能導致微生物滋生或增加成本。

3. 投加點優化

• 藥劑需在水流湍流處投加，確保快速混合均勻。

4. 兼容性注意

• 避免與不兼容的緩蝕劑（如鋅鹽）復配，否則可能降低效果。

五、環保與技術發展趨勢

1. 無磷化：

• 傳統含磷阻垢劑因易導致藻類繁殖被淘汰，無磷產品（如聚環氧琥珀酸）占比逐步提升至35%。

2. 生物降解性：

• 新型環保單體（如水楊、丹寧酸）可實現75%以上的鈣離子去除率，且毒性低。

3. 多功能復合：

• 通過共聚或復配技術，實現阻垢、緩蝕、殺菌多功能一體化。

總的來說，阻垢分散劑通過螯合、晶格畸變、分散等機制解決水垢問題，其發展趨向環保、高效、多功能化。實際選擇時需結合水質、設備工況及環保要求，優先選用無磷、可生物降解的產品，并嚴格控制加藥量和投加點以發揮優良效果。