工业循环冷却水阻垢剂研究现状与发展

贾丰春，李自托，董泉玉

（大连理工大学化学工程系，辽宁大连

１１０６１２

）

［摘要］对工业循环冷却水中常用阻垢剂的种类及性能进行了综述，重点介绍了有机多元磷酸阻垢缓蚀剂和水

溶性聚合物阻垢分散剂，并简单介绍了几种其他类型的阻垢剂。指明了磷系配方存在的问题，对阻垢剂的发展前景

做了展望，认为未来的阻垢剂将向着绿色环保型方向发展。

［关键词］阻垢剂；有机磷酸；水溶性聚合物

［中图分类号］

ＴＱ０８５

＋

．４１２

［文献标识码］

Ａ

［文章编号］

１００５－８２９Ｘ

（

２００６

）

０４－００１２－０３

第

２６

卷第

４

期

２００６

年

４

月

工业水处理

ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔ

Ｖｏｌ．２６Ｎｏ．４

Ａｐｒ．

，

２００６

Ａｂｓｔｒａｃｔ

：

Ｔｈｅｔｙｐｅｓａｎｄｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｃａｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒａｒｅｓｕｍｍａｒｉｓｅｄ．

Ｏｒｇａｎｉｃｍｕｌｔｉｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄａｎｄｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｅｓｐｅｃｉａｌｌｙａｎｄｓｅｖｅｒａｌｏｔｈｅｒｔｙｐｅｓｃａｌｅ
ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｂｒｉｅｆｌｙ．Ｔｈｅｄｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｈｏｓｐｈｏｒｏｕｓｓｃａｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｉｓｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ
ｐｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｓｃａｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｉｓｇｒｅｅｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｙｐｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

：

ｓｃａｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒ

；

ｐｈｏｓｐｈｏｎｉｃａｃｉｄ

；

ｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｐｏｌｙｍｅｒ

Ｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ｏｆｓｃａｌｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇｃｏｏｌｉｎｇｗａｔｅｒ

ＪｉａＦｅｎｇｃｈｕｎ

，

ＬｉＺｉｔｕｏ

，

ＤｏｎｇＱｕａｎｙｕ

（

ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

，

ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

，

Ｄａｌｉａｎ１１０６１２

，

Ｃｈｉｎａ

）

冷却水在使用时不断循环和浓缩，水中的矿物

质含量也会不断增加，从而引起设备管道结垢、腐
蚀。污垢的存在不但会影响传热效率，还会产生垢下
腐蚀。因此，循环水中防垢十分重要。目前，在工业循
环冷却水处理过程中，大多采用投加化学药剂的方
法控制污垢的形成。

一般将能够防止水垢和污垢产生或者抑制其沉

积生长的化学药剂统称为阻垢剂。阻垢剂在工业上

常用的形式主要有阻垢缓蚀剂和阻垢分散剂两种。

阻垢缓蚀剂主要有以下类型：无机聚合磷酸盐、有机
多元磷酸、葡萄糖酸和单宁酸等。目前循环水系统中

多采用磷系配方

〔

１〕

，其中用的最多的是有机多元磷

酸。阻垢分散剂主要是中、低相对分子质量的水溶性

聚合物，包括均聚物和共聚物两大类，其中均聚物有
聚丙烯酸及其钠盐、水解聚马来酸酐等，共聚物的品
种较多，以丙烯酸系和马来酸系的两元或三元共聚
物为主。

１

有机多元磷酸阻垢缓蚀剂

有机磷酸是一类阴极型缓蚀剂，它们又是一类

非化学当量阻垢剂，具有明显的溶限效应（

Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ

Ｅｆｆｅｃｔ

）。当它们和其他水处理剂复合使用时，可表现

出理想的协同效应。它们对许多金属离子（如钙、镁、
铜、锌等）具有优异的螯合能力，甚至对这些金属的
无机盐类如硫酸钙、碳酸钙、硅酸镁等也有较好的去

活化作用，因此大量应用于水处理中。目前它的品种
还在不断的发展，所以是一类比较先进且有发展前途
的药剂

〔

２〕

。但是磷的存在会对环境造成一定的影响。

１．１

亚甲基膦酸型

亚甲基膦酸型化合物是在水处理剂中应用较早

的药剂之一。由于它能在水中与

Ｃａ

２＋

、

Ｍｇ

２＋

、

Ｚｎ

２＋

、

Ｆｅ

２＋

等金属离子形成双五元环螯合物，因此它具有较好
的阻碳酸钙垢的效果和对碳钢的缓蚀性能

〔

３〕

。常见

的有氨基三亚甲基膦酸（

ＡＴＭＰ

）、乙二胺四亚甲基

膦酸（

ＥＤＴＭＰ

）、二乙烯三胺五亚甲基膦酸

（

ＤＥＴＰＭＰ

）、己二胺四亚甲基膦酸（

ＨＤＴＭＰ

）、甘氨酸

二亚甲基膦酸（

ＧＤＭＰ

）、甲胺二亚甲基膦酸

（

ＭＡＤＭＰ

）。

１．２

同碳二膦酸型

同碳二膦酸型化合物中常见的有

１－

羟基亚乙

基

－１

，

１－

二膦酸（

ＨＥＤＰ

）和

１－

氨基亚乙基

－１

，

１－

１２