火电厂环保型缓蚀阻垢剂现状研究

    田磊　朱伟华　卢玲　马莹莹

    摘要：文章探讨了缓蚀阻垢剂的作用及种类，火电厂使用环境友好型缓蚀阻垢剂对环境保护有着重要的意义，同时可以起到良好的缓蚀阻垢作用，新型环保型缓蚀阻垢剂也是日后研究发展的重要方向。

    关键词：火电厂；缓蚀阻垢剂；绿色环保

    火电厂循环冷却水的处理日益受到重视，在节能减排以及可持续发展的要求下，火电厂循环冷却水的处理变得尤为重要。火力发电厂的水资源大部分消耗在循环冷却水使用过程中，因此使用缓蚀阻垢剂可以有效地减少循环冷却水的排污消耗量。目前常见的有机磷系缓蚀阻垢剂会导致水体磷含量上升，因此火电厂使用环境友好型缓蚀阻垢剂对环境保护有着重要作用。

    1 缓蚀阻垢剂的作用

    缓蚀阻垢剂可以使易被腐蚀金属的表面状态发生改变，或者可以有效地减低电化学腐蚀这一化学反应的速率，从而有效改变电化学腐蚀过程中的阳极反应或阴极反应的反应机理，将整个腐蚀反应的活化能提高，从而实现腐蚀反应速率的下降。在不同的水质条件下，通过分散、分子间力、吸附等不同的物理和化学过程改变结垢物质的结晶规律，提高了结垢物质的溶解度。通过这2个过程实现缓蚀阻垢的目的。

    2 传统有机磷系缓蚀阻垢剂

    2.1 膦基羧酸共聚物（PCAC）

    膦基羧酸共聚物（PCAC）既含有羧酸基，又含有膦酸基，因此其阻垢性能和缓蚀性能都较为强劲，且磷含量比传统的有机膦酸盐要低，符合环保要求。在pH值较高、硬度较大、碱度大的恶劣水质条件下，对碳酸钙垢、碳酸镁垢及硫酸钙垢等都有较强的阻垢能力，同时对系统的缓蚀性能大为增强。

    2.2 羟基乙叉二磷酸（HEDP）

    羟基乙叉二磷酸（HEDP）是一种有机多磷酸，作为水处理的阻垢剂，HEDP同时具有缓蚀和阻垢作用。HEDP易溶于水，能够螯合金属离子，使用方便且安全。HEDP以pH值适用范围宽、对金属基体的侵蚀性小、酸洗后容易钝化、不易产生浮绣等特点而越来越受到重视。

    3 新型绿色环保缓蚀阻垢剂

    3.1 钼酸盐

    钼酸盐是一种新型的环境友好型缓蚀阻垢剂，近年来研究和使用越来越多。程方等通过正交试验筛选、复配以钼酸盐为主剂的方法制备了多元复合缓蚀剂，钼酸盐复合缓蚀剂对海冰融水中碳钢有缓蚀作用，该钼酸盐复合缓蚀剂为抑制阳极反应过程的阳极型缓蚀剂。

    3.2 木质素

    近年来，袁玮良、王平等学者研究发现以木质素磺酸钠、葡萄糖酸锌等为原料，确定了最佳缓蚀阻垢剂配方，具有很好的缓蚀阻垢能力。木质素是一种具有使用价值和研究价值的阻垢分散剂，同时也给木质素的资源化利用提供了新的思路和技术方法。

    3.3 聚环氧琥珀酸型

    刘江红等学者在文献中指出聚环氧琥珀酸（PESA）易生物降解，并适用于高碱、高硬度水系，其阻垢性能好，极小剂量即可达到很好的阻垢缓蚀效果，与其他药剂复配可组成性能较好的低磷或无磷配方。日本花王株式会社对聚环氧琥珀酸进行了应用性能实验研究，结果表明，其阻垢性能明显优于聚丙烯酸钠、聚马来酸和酒石酸，并且兼具缓蚀性能。熊蓉春等也较早从事了这方面的研究。

    3.4 缓释型固体缓蚀阻垢剂

    杜春安等研制的缓释型固体缓蚀阻垢剂，将各种添加剂等按一定比例混合制成缓释型固体缓蚀阻垢剂。针对现场应用的实际情况，确定了具体的加药工艺。现场试验表明，研制的固体缓蚀阻垢剂，投注工艺简单，有效保护期长，缓蚀效果显著。

    3.5 S-羧乙基硫代琥珀酸

    曾德芳等将NaHS水溶液和丙烯腈为原料合成的β-巯基丙酸与无水马来酸酐再次聚合生成CETSA，CETSA对目标水质有着比较强的适应性，同时具有较佳的缓蚀阻垢能力。

    3.6 丙烯酸系高吸水性树脂

    黎俊波等学者研究发现，本研究以丙烯酸、丙烯酰胺等药品，用水溶液聚合法合成的丙烯酸系聚合物树脂。通过不同浓度钙镁钡离子结垢体系中的使用研究发现，对钙镁钡离子的吸附性较高，以钙离子为例吸附量可达282mg/g，脱除率可达90%左右，效果明显。

    3.7 衣康酸共聚物

    李海花等学者研究发现通过将膦基和磺酸基引入IA分子链而合成的衣康酸共聚物有着很好的缓蚀阻垢性能，同时还有很好的生物降解性能，28天时可生物降解69.5%左右，具有很好的环保性能，是一种绿色环保的缓蚀阻垢剂。

    4 结语

    我国在有机膦系水处理材料方面的技术水平已经非常先进，随着国家对环境保护的日益重视，环境友好型缓蚀阻垢剂的研发也是今后一段时间的研究重点。绿色阻垢剂应该在无磷、无毒、成本低、性能好、易生物降解等方面重点研究，像衣康酸共聚物就是一种很好的环境友好型缓蚀阻垢剂。