Инхибиторите на мащаба играят решаваща роля в обработката на водата, особено за индустриите и съоръженията, които разчитат на водни системи. Като доставчик на химикали за пречистване на вода, аз съм свидетел от първа ръка значението и ефективността на инхибиторите на мащаба. В този блог ще се задълбоча в това как действат мащабните инхибитори при обработката на водата, изследвайки техните механизми, видове и приложения.
Разбиране на формирането на мащаба
Преди да обсъдим как работят инхибиторите на мащаба, е важно да се разбере процесът на образуване на мащаб. Мащабът е твърдо, минерално находище, което се натрупва върху повърхностите на тръбите, топлообменниците, котлите и друго оборудване за обработка на вода. Основната причина за образуване на мащаб е утаяването на пестеливо разтворими соли, като калциев карбонат ($ caco_3 $), калциев сулфат ($ caso_4 $) и магнезиев хидроксид ($ mg (OH) _2 $), когато водата се нагрява, изпарява се или се променя рН.
Например, в котелната система, тъй като водата се нагрява, разтворимостта на калциевия карбонат намалява. Когато концентрацията на калциеви и карбонатни йони във водата надвишава продукта на разтворимост на калциев карбонат, солта се утаява извън разтвора и образува мащаб на вътрешните повърхности на котелните тръби. Тази скала действа като изолатор, намалявайки ефективността на топлопреминаването на котела, увеличава консумацията на енергия и потенциално води до повреда на оборудването, ако не се лекува.
Механизми на инхибитори на мащаба
Инхибиторите на мащаба работят чрез няколко различни механизма, за да предотвратят или намалят образуването на мащаба. Най -често срещаните механизми са праговото инхибиране, модификацията на кристалите и дисперсията.
Прагова инхибиране
Инхибирането на прага е един от най -широко използваните механизми на инхибиторите на мащаба. В този процес към водата се добавят малки количества инхибитори на мащаба към водата, обикновено в диапазона от няколко части на милион (ppm). Тези инхибитори пречат на нормалния процес на кристализация на скалата - образуващи соли на молекулно ниво.
Когато мащабът - образуващи йони като калций и карбонат присъства във вода, те са склонни да се събират и образуват ядра, които са отправни точки за растеж на кристалите. Мащабните инхибитори се адсорбират върху повърхността на тези ядра, предотвратявайки по -нататъшен растеж и агрегиране на кристалите. Въпреки че концентрацията на инхибитора е много по -ниска от концентрацията на скалата - образуващи йони, тя може ефективно да предотврати образуването на мащаба на праговото ниво. Например, инхибиторите на базата на фосфонат - базирани са известни с отличните си свойства на инхибиране на прага срещу калциев карбонат и калциев сулфат.
Кристална модификация
Кристалната модификация е друг важен механизъм на инхибиторите на мащаба. Вместо да предотвратяват образуването на кристали на мащаба, инхибиторите на мащаба променят формата, размера и структурата на кристалите. Когато мащабът - образуването на соли кристализира в присъствието на кристално -модифициращ се инхибитор на скалата, получените кристали често са по -малки, по -нередовни във форма и по -малко вероятно да се придържат към повърхностите.
Например, инхибиторите на скалата, базирана на поликарбоксилат - могат да променят кристалната структура на калциевия карбонат. Обикновено калциевият карбонат образува големи, добре дефинирани кристали на калцит, които са твърди и се придържат силно към повърхностите. В присъствието на поликарбоксилатен инхибитор калциевите карбонатни кристали се образуват като арагонит, който има по -игла - като или сферична форма. Тези кристали на арагонит са по -малко склонни да се придържат към тръби и повърхности на оборудване и те могат лесно да бъдат отстранени чрез нормален воден поток или по време на рутинна поддръжка.
Дисперсия
Дисперсията е процесът, чрез който инхибиторите на мащаба поддържат мащаба - образувайки частици в суспензия във водата, като им пречи да се утаят и образуват твърд мащабен слой върху повърхностите. Инхибиторите на мащаба действат като дисперсанти чрез адсорбиране върху повърхността на частиците на мащаба и създават отблъскваща сила между тях.
Тази отблъскваща сила не позволява на частиците да се агрегират и да се утаят от водата. Например, при охлаждащи водни системи, инхибиторите на мащаба могат да разпръснат суспендираните твърди частици и мащаб - образуващи частици, което им позволява да бъдат отнесени с водния поток и отстранени през процеса на издухване. Органичните полимери обикновено се използват като дисперсанти при пречистване на водата, тъй като те могат ефективно да разпръснат широк спектър от мащаб - образуваща се и прахови частици.
Видове инхибитори на мащаба
На пазара има няколко вида инхибитори на мащабите, всеки със свои уникални свойства и приложения. Най -често срещаните видове включват фосфонати, поликарбоксилати и полимери.
Фосфонати
Фосфонатите са клас инхибитори на мащаба, които съдържат фосфорни въглеродни връзки. Те са известни с отличните си свойства на инхибиране на прага срещу калциев карбонат, калциев сулфат и бариев сулфат. Фосфонатите също могат да хелатират метални йони като калций, магнезий и желязо, като им пречат да участват в мащаба - образуващи реакции.
Едно от предимствата на инхибиторите на мащаб на фосфонат - е тяхната стабилност при широк диапазон от pH и температурни условия. Те обикновено се използват в приложения за промишлена вода, като охлаждащи водни системи, обработка на водата на котела и пречистване на водата на нефтените находища. Фосфонатите обаче могат да допринесат за еутрофикацията на водните тела, ако се изхвърлят в околната среда без подходящо лечение, така че използването им трябва да бъде внимателно управлявано.
Поликарбоксилати
Поликарбоксилатите са полимери, които съдържат множество карбоксилни групи (-COOH). Те работят предимно чрез кристални механизми за модификация и дисперсия. Поликарбоксилатите могат да се адсорбират върху повърхността на мащаба - образувайки кристали, променяйки формата и размера им и не им позволява да се придържат към повърхности. Те също са ефективни при диспергиране на суспендирани твърди вещества и мащабни частици във вода.
Поликарбоксилат - базирани инхибитори на скалата са екологични в сравнение с някои други видове инхибитори на мащаба, тъй като са биоразградими. Те се използват широко при охлаждащи водни системи, мембрани за обратна осмоза (RO) и други приложения за пречистване на вода, където са необходими превенция и дисперсия на мащаба.
Полимери
В допълнение към поликарбоксилатите, има и други видове полимери, използвани като мащабни инхибитори, като сулфонирани полимери и акриламидни полимери. Тези полимери могат да имат различни функционални групи, които осигуряват специфични свойства за инхибиране на мащаба.
Сулфонираните полимери, например, имат отлична разтворимост във водата и могат да осигурят добро инхибиране на мащаба срещу широк спектър от люспи, включително калциев карбонат, калциев сулфат и силициев мащаб. Полимерите на базата на акриламид често се използват за техните молекулярни - тегло и добри дисперсионни свойства, които могат да помогнат за поддържане на мащабните частици в суспензия и да се предотврати утаяване.
Приложения на инхибитори на мащаба
Инхибиторите на мащаба се използват в различни приложения за пречистване на водата, включително промишлена обработка на вода, общинска обработка на водата и обработка на водата в домакинството.
Промишлена обработка на водата
В индустриалните настройки инхибиторите на мащаба са от съществено значение за поддържането на ефективността и надеждността на процесите на базата на вода. Например, в електроцентралите, инхибиторите на мащаба се използват в охлаждащите водни системи, за да се предотврати образуването на мащаб върху тръбите на кондензатора. Чрез подобряване на ефективността на топлопреминаването на кондензаторите, инхибиторите на мащаба могат да намалят консумацията на енергия и да удължат експлоатационния живот на оборудването.
В нефтената и газовата промишленост инхибиторите на мащаба се използват в системите за инжектиране на вода, за да се предотврати образуването на мащаб в кладенците и тръбопроводите. Отлагането на мащаб в оборудването на нефтеното находище може да намали дебита на нефт и газ, да увеличи спада на налягането и да причини блокиране. Инхибиторите на мащаба помагат да се поддържа производителността на кладенците и да се намалят разходите за поддръжка.
Обработка на общинската вода
Общинските пречиствателни станции също използват инхибитори на мащабите, за да предотвратят образуването на мащаб в разпределителната система и в потребителските уреди. Когато водата се обработва с химикали като вар за отстраняване на твърдост, все още съществува риск от образуване на мащаб в тръбите и бойлерите. Инхибиторите на мащаба могат да се добавят към третираната вода, за да се гарантира, че тя остава мащабна - безплатна в цялата разпределителна система.
Обработка на водата в домакинството
В домакинствата инхибиторите на мащаба могат да се използват при омекотители на вода и устройства за пречистване на вода, за да се предотврати натрупването на мащаб в уреди като перални, съдомиялни и нагреватели за вода. Това може да удължи живота на тези уреди и да подобри тяхната производителност.
Свързани химикали за пречистване на вода
Като доставчик на химикали за пречистване на вода, ние предлагаме и редица други химикали, които са свързани с контрола на мащаба и пречистването на водата. Например,Органични коагулантисе използват за отстраняване на суспендирани твърди частици и колоидни частици от вода, като ги причиняват да се струпват и да се утаят. Това може да бъде полезно за намаляване на натоварването на инхибиторите на мащаба и подобряването на общото качество на водата.
Химикали за измиване на въглищаса специално проектирани за процеса на измиване на въглища, където те могат да помогнат за премахване на примеси от въглищата и предотвратяване на образуването на мащаб в изминеното оборудване.
Флокуланти с висок вискозитетсе използват за насърчаване на агрегацията на фини частици във вода, което ги прави по -лесни за разделяне и отстраняване. Тези флокуланти могат да се използват заедно с инхибиторите на мащаба за подобряване на ефективността на процесите на пречистване на водата.
Заключение
Инхибиторите на мащаба са съществена част от обработката на водата, спомагат за предотвратяване на образуването на мащаба, подобряване на ефективността на процесите на базата на вода и разширяване на експлоатационния живот на оборудването. Разбирайки механизмите на инхибиторите на мащаба, като прагова инхибиране, модификация на кристалите и дисперсията, можем да изберем най -подходящия инхибитор на мащаба за дадено приложение.
Като доставчик на химикали за пречистване на вода, ние се ангажираме да осигурим инхибитори на висококачествени мащаби и други химикали за пречистване на водата, за да отговорим на разнообразните нужди на нашите клиенти. Независимо дали сте индустриално съоръжение, общинска пречиствателна станция или потребител на домакинство, можем да предложим персонализирани решения, които да ви помогнем да управлявате вашите предизвикателства за пречистване на водата.
Ако се интересувате да научите повече за нашите инхибитори на мащабите или други химикали за пречистване на водата или ако искате да обсъдите вашите специфични изисквания за пречистване на вода, не се колебайте да се свържете с нас за консултация. Екипът ни от експерти е готов да ви помогне да намерите най -добрите решения за вашите нужди за пречистване на вода.
ЛИТЕРАТУРА
- Crittenden, JC, Trussell, RR, Hand, DW, Howe, KJ, & Tchobanoglous, G. (2012). Обработка на водата: принципи и дизайн. John Wiley & Sons.
- Schock, Mr (1989). Контрол на мащаба при пречистване на водата. В качеството и обработката на водата: Наръчник за водоснабдяване в общността (стр. 329 - 371). McGraw - Hill.
- Amjad, Z. (1996). Мащаб и контрол на депозитите. В корозия и контрол на мащаба в промишлени водни системи (стр. 97 - 142). Nace International.