Water that is available for domestic and industrial applications typically contains many impurities. These impurities are generally classified in five broad categories:
• Dissolved inorganic compounds (i.e., carbonates, sulfates, phosphates, and fluorides of calcium, magnesium, barium, and strontium; small amounts of copper [Cu], iron [Fe], and manganese [Mn]); and other substances
• Dissolved gases (e.g., oxygen [O2], nitrogen [N2], carbon dioxide [CO2], and hydrogen sulfide [H2S])
• Suspended matter (e.g., clay, silt, fat, and oil)
• Soluble organic compounds (e.g., humic acid, fulvic acid, and tannic acid)
• Microorganisms (e.g., algae, bacteria, and fungi)
The accumulation of unwanted deposits on equipment surfaces is a phenomenon that occurs in virtually all processes in which untreated water is heated. The deposition of these materials, especially on heat exchanger surfaces in boiler, cooling, geothermal, and distillation systems, can cause a number of operational problems such as plugged pipes and pumps, inefficient use of water treatment chemicals, increased operational costs, lost production due to system downtime, and ultimately heat exchanger failure.1 Greater water conservation has been a driver for operating industrial water systems at higher concentration cycles, which increases the potential for deposit buildup on heat exchanger surfaces. Operating industrial water systems under stressed conditions demands a better understanding of the feed and recirculating systems' water chemistry as well as the development of innovative additives and technological approaches for controlling scale, deposit, corrosion, and biofouling.
The most promising scale control method among various approaches involves adding substoichiometric dosages, typically a few ppm, of water-soluble additives to the feedwater. Additives commonly used in water treatment formulation fall into two categories:
• Dissolved inorganic compounds (i.e., carbonates, sulfates, phosphates, and fluorides of calcium, magnesium, barium, and strontium; small amounts of copper [Cu], iron [Fe], and manganese [Mn] ions; and other substances)
• Polymeric (e.g., homopolymers of acrylic acid, maleic acid, itaconic acid, aspartic acid, and copolymers containing monomers of different functional groups)
Although there are many phosphonates available, three of the most commonly used phosphonates in water treatment formulations are aminotrismethylene phosphonic acid (AMP); 1-hydroxyethylidine, 1,-1 diphosphonic acid (HEDP); and 2-phosphono-butane 1,2,4-tricarboxylic acid (PBTC). However, under certain pH, concentration, and temperature conditions, phosphonates have been shown to precipitate in the presence of calcium ions. The precipitation of calcium phosphonate salts not only creates fouling of heat exchanger and reverse osmosis (RO) membrane surfaces, it also decreases the solution concentration of a phosphonate to such an extent that severe calcium carbonate (CaCO3) scaling can occur.1-2 The focus of this study is to evaluate the performance of polyamino polyether methylene phosphonic acid (PAPEMP) as an inhibitor for various scales (e.g., CaCO3, calcium sulfate dihydrate [CaSO4•2H2O], and calcium phosphate [Ca3(PO4)2]) and a stabilization agent for Fe(III) or Fe3+ ions.
There are two points worth noting: a) the gypsum inhibition value increases with increasing inhibitor dosage and b) the inhibition value depends upon the inhibitor architecture. Phosphonates (i.e., HPA, HEDP) containing one (-OH) and one (-PO3H2) group, as shown in Table 1, exhibit poor performance as gypsum inhibitors when compared to AMP (containing three [-PO3H2] groups). For example, %I values obtained for HPA and HEDP at 3.0 ppm dosage are 8 and 12%, respectively, compared to 89% obtained for AMP.
Results on the performance of PBTC and PAPEMP are also presented in Figure 1. When compared to PBTC, PAPEMP exhibits excellent performance as a gypsum inhibitor. For example, %I values obtained in the presence of 1.5 ppm PBTC are 18% compared to 95% obtained for PAPEMP. Based on the data presented in Figure 1, phosphonate performance can be ranked as follows: PAPEMP > AMP > PBTC > HEDP > HPA.
Calcium Carbonate
CaCO3 is very often found in scale deposits, both in colloidal and amorphous states and in the form of polymorphs. The presence of relatively high concentrations of calcium and carbonate ions in water, in combination with the inverse solubility of CaCO3, is the main cause for the formation of this deposit. A particular and often complicating feature in the CaCO3 system is the polymorphism. Some of the various CaCO3 polymorphs encountered in aqueous media, in order of decreasing solubility, are calcium carbonate monohydrate, vaterite, aragonite, and calcite. Calcite is the most stable phase thermodynamically, although it is frequently encountered and identified as the sole component of CaCO3 scale formations and may result from the formation of less stable vaterite.
Commonly used inhibitors to control CaCO3 scale formation may be classified in the following broad categories: polyphosphates, polyphosphonates, synthetic polymers, natural polymers, and proprietary formulations. Polyphosphates have been known as efficient threshold inhibitors in the sense that they can inhibit CaCO3 scale formation at substoichiometric levels. They have been widely used despite their main disadvantage, which is hydrolysis of the esoteric P-O bond that yields orthophosphate and, upon further reaction with calcium ions, results in the formation of tenacious Ca3(PO4)2 deposits. Organophosphonates have been shown to be excellent CaCO3 inhibitors. These compounds, however, lead to the formation of calcium phosphonate salts under high hardness conditions. It is interesting to note that PAPEMP, compared to AMP, HEDP, PBTC, and HPA, has been reported to be more tolerant to Ca ions.8
It also effectively restrain the Si scale from a formation and stabilize the ions. Such as Mn, and Fe to form chelating compounds.
PAPEMP also has a good tolerance to high temperature, high turbidity, high salt concentration, and high chlorine (Cl- and Br-) concentration. Sometimes it is built with polycarboxylic acid. It can be used as scale and corrosion inhibitor in circulating cool water system and oilfield refill water system in situations of high hardness, high alkali, and high pH value.
PAPEMP can be used as a scale inhibitor for a reverse osmosis system and a multistep flash vaporization system.
Molecular Weight: about 600
Structural Formula:
For the same reason, PAPEMP is also applied in RO and multistep flash system. Recommend dosage is 5-100 ml/L. Unlike other organophosphonates, there is no optimum dosage for it. Higher the dosage, better the effect.
Besides, PAPEMP works as a nutrient absorber in agriculture. It can also replace those more expensive color transfer inhibitors (eg. yellow turnback inhibitor) like EDTA, NTA, and DTPA in textile dyeing.
Structural Formula:
Polyamino Polyether Methylene Phosphonic Acid(PAPEMP)
PAPEMP can be used as scale inhibitor for reverse osmosis system and multistep flash vaporization system in which high salt concentration, high turbidity and high temperature are usually encountered (such as high temperature and high turbidity in coal vaporization system), accessory agent for woven & dyeing (for example, yellow turnback inhibition agent), as alternatives of EDTA, DTPA and NTA .
Polyamino polyether methylene phosphonic acid(PAPEMP Acid)
Polymers
Product Features:
Aquacid 114 EX is a new kind of scale inhibitor for industrial water treatment. It has high chelation and dispersion effect with high value of calcium tolerance and scale inhibition effect. It can be used as scale and corrosion inhibitor in circulating cooling water system and oilfield of high hardness including calcium magnesium and barium sulfate scale inhibitor. It is stable in aqueous solution under a wide range of pH, temperature and pressure.
Polyamino polyether methylene phosphonate widens the operational conditions available with today's standard technology by allowing operations with hard water at higher pH levels and greater salt concentrations. PAPEMP it is possible to operate at up to 300X calcite saturation because of its excellent calcium tolerance. As a result it controls up to three times as much calcium carbonate as ATMP or PBTC (operating at up to 100x calcite saturation).
Applications:
PAPEMP
PAPEMP yeni bir çeşit su arıtma maddesidir. PAPEMP yüksek şelasyon ve dispersiyon etkileri, yüksek kalsiyum toleransı ve iyi düzeyde inhibisyon etkilerine sahiptir. PAPEMP, yüksek sertlik, yüksek alkali ve yüksek pH değeri olan durumlarda dolaşımdaki soğuk su sistemi ve petrol sahası dolum suyu sisteminde kireç ve korozyon önleyici olarak kullanılabilir. PAPEMP kalsiyum karbonat, kalsiyum sülfat ve kalsiyum fosfatın mükemmel ölçekte inhibisyon yeteneğine sahiptir. PAPEMP, silis skalasının oluşumunu etkili bir şekilde inhibe edebilir, Zn, Mn ve Fe gibi metal iyonlarını stabilize edebilir.
PAPEMP, ters ozmoz sistemi ve yüksek tuz konsantrasyonu, yüksek bulanıklık ve yüksek sıcaklığın (kömür buharlaşma sistemindeki yüksek sıcaklık ve yüksek bulanıklık gibi) karşılaştığı çok adımlı flaş buharlaşma sistemi, dokuma ve boyama için aksesuar ajanı olarak kullanılabilir. EDTA, DTPA ve NTA'nın alternatifleri olarak (örneğin, sarı geri dönüş engelleme ajanı).
Evsel ve endüstriyel uygulamalar için mevcut su genellikle birçok safsızlık içerir. Bu safsızlıklar genellikle beş ana kategoriye ayrılır:
• Çözünmüş inorganik bileşikler (yani kalsiyum, magnezyum, baryum ve stronsiyumun karbonatları, sülfatları, fosfatları ve florürleri; az miktarda bakır [Cu], demir [Fe] ve manganez [Mn]); ve diğer maddeler
• Çözünmüş gazlar (örneğin, oksijen [O2], nitrojen [N2], karbon dioksit [CO2] ve hidrojen sülfür [H2S])
• Askıdaki madde (ör. Kil, silt, gres ve yağ)
• Çözünür organik bileşikler (örneğin, hümik asit, fulvik asit ve tanik asit)
• Mikroorganizmalar (örneğin algler, bakteriler ve mantarlar)
Ekipman yüzeylerinde istenmeyen tortu birikmesi, arıtılmamış suyun ısıtıldığı hemen hemen tüm işlemlerde meydana gelen bir olgudur. Bu malzemelerin özellikle kazan, soğutma, jeotermal ve damıtma sistemlerindeki ısı eşanjörlerinin yüzeylerinde birikmesi, tıkanmış boru ve pompalar, verimsiz kullanım gibi bir takım operasyonel sorunlara neden olabilmektedir. su arıtma kimyasalları, artan işletim maliyetleri, sistemin durma süresi nedeniyle kaybedilen üretim ve sonuçta ısı eşanjörü arızası.1 Daha iyi koruma Su, endüstriyel su sistemlerini daha yüksek konsantrasyon döngülerinde çalıştırmada itici bir güç olmuştur ve bu, ısı eşanjörünün yüzeylerinde tortu birikmesi potansiyelini artırır. Endüstriyel su sistemlerinin stresli koşullar altında işletilmesi, su tedarik ve devridaim sistemlerinin su kimyasının daha iyi anlaşılmasını ve suyu kontrol etmek için yenilikçi katkı maddelerinin ve teknolojik yaklaşımların geliştirilmesini gerektirir. kireç, tortular, korozyon ve biyolojik kirlilik.
Çeşitli yaklaşımlar arasında en umut verici ölçeklendirme kontrol yöntemi, besleme suyuna suda çözünür katkı maddelerinin tipik olarak birkaç ppm altı stokiyometrik dozajlarının eklenmesidir. Su arıtma formülasyonunda yaygın olarak kullanılan katkı maddeleri iki kategoriye ayrılır:
• Çözünmüş inorganik bileşikler (yani kalsiyum, magnezyum, baryum ve stronsiyumun karbonatları, sülfatları, fosfatları ve florürleri; az miktarda bakır [Cu], demir [Fe] ve manganez [Mn] iyonları; ve diğerleri maddeler)
• Polimer (örneğin, akrilik asit, maleik asit, itakonik asit, aspartik asit homopolimerleri ve farklı fonksiyonel grupların monomerlerini içeren kopolimerler)
Birçok fosfonat mevcut olmakla birlikte, su arıtma formülasyonlarında en yaygın olarak kullanılan fosfonatlardan üçü, aminotrismetilen fosfonik asittir (AMP); 1-Hidroksietilidin, 1,1-difosfonik asit (HEDP); ve 2-fosfono-bütan 1,2,4-trikarboksilik asit (PBTC). Bununla birlikte, belirli pH, konsantrasyon ve sıcaklık koşulları altında, fosfonatların kalsiyum iyonlarının varlığında çökeldiği gösterilmiştir. Kalsiyum fosfonat tuzlarının çökelmesi, sadece ısı değiştirici ve ters ozmoz (RO) zarının yüzeylerinde kirlenmeye neden olmakla kalmaz, aynı zamanda bir fosfonatın çözelti konsantrasyonunu o kadar düşürür. '' Şiddetli kalsiyum karbonat (CaCO3) ölçeklenmesi oluşabilir.1-2 Bu çalışmanın amacı, poliamino polieter metilen fosfonik asidin (PAPEMP) inhibitör olarak farklı ölçeklerde performansını değerlendirmektir. (örneğin, CaCO3, kalsiyum sülfat dihidrat [CaSO4 • 2H2O] ve kalsiyum fosfat [Ca3 (PO4) 2]) ve Fe (III) veya Fe3 + iyonlarını stabilize etmek için bir ajan.
Aynı nedenle PAPEMP, RO ve çok adımlı flaş sisteminde de uygulanmaktadır. Önerilen doz 5-100 ml / L'dir. Diğer organofosfonatların aksine, bunun için optimum dozaj yoktur. Doz ne kadar yüksek olursa, etki o kadar iyi olur.
Ayrıca, PAPEMP tarımda bir besin emici olarak çalışır. Tekstil boyamada EDTA, NTA ve DTPA gibi daha pahalı olan renk transferi inhibitörlerinin (örneğin sarı geri dönüş inhibitörü) yerini alabilir.
PAPEMP, Polyamino Polyether Methylene Phosphonate, poliamino polieter metilen fosfonat
2) Gölgeli ve kuru yerde 24 ay saklayın.
Mevcut buluş, su arıtma teknolojisi alanı ile ilgilidir, özellikle yüksek pH'lı devridaim soğutma suyunun bir tür korozyon önleyici ve kireç çözücü maddedir.
Arka plan teknolojisi
Kireç önleyicileri, enerji dağılım suyunda bulunan çözünmeyen inorganik tuz, metalik yüzeyde parazit çözülmeyen inorganik tuzun önlenmesi veya çökelmesi, kirlenme işlevi ve donanımın iyi ısı transfer etkisine sahip olduğu sınıf ilacı korur.Mükemmel korumaya sahiptir, sızdırmaz, paslanma özelliği, iyi ölçek inhibisyonu, ısıl iletkenlik, mükemmel zayıf aside dayanıklı, yüksek bazik, organik çözücü, güçlü yapışma ve rete gibi performansları parlak, esnek ve sert, ince ve yakın, serttir.
Yeniden sirküle edilen soğutma suyunun konsantre olması ve kalsiyumun kireç külü içinde sürekli çözünmesi, sudaki Ca2 + konsantrasyonunu sürekli yükseltir ve pH değeri sürekli yükselir. Kalsiyum iyonu ve suda O 3 2-, SO 4 2-, PO 4 3 formlu kristal, boru hattı, pompa muhafazası ve havuz duvarında biriktirilebilir, sert kirlenme oluşturur.PAPEMP, kalsiyum karbonat, kalsiyum fosfat, kalsiyum sülfatın kireç önleyici özellikleri için mükemmeldir, aynı anda silikon kir oluşumunu etkili bir şekilde bastırabilir ve çinko, manganez, demir gibi tatmin edici stabilite metal iyonunun etkisi vardır.Her türlü açık tipteki devridaim soğutma suyu sistemine uygulanabilir, yüksek sertlik, yüksek alkalinite, yüksek pH'a sahip devridaim soğutma suyu sistemine özel olarak adapte edilebilir.
Buluşun özeti
Bu buluşun amacı, çok-y transistör içeren devridaim soğutma suyu sisteminin bir tür korozyon önleyici ve kireç çözücü maddesi sağlamaktır.
Mevcut buluşta benimsenen teknik çözüm aşağıdaki gibidir:
PAPEMP, çinko tuzu, dispersiyon maddesi, bakır inhibitörü ve su içeren çoklu β transistör içeren soğutma suyu sisteminin devridaiminde korozyon önleyici ve kireç çözücü madde.
Tanımlanan çinko tuzu, çinko sülfat, çinko klorür ve çinko oksit bir veya daha fazlasıdır.
Tarif edilen dispersiyon ajanı, AA / AMPS, poliakrilik asit bileşiği gibi polikarboksilik asitlerden biridir.
Tanımlanan bakır inhibitörü TTA, BTA ve MBT'den biridir.
Açıklanan her bileşenin ağırlık yüzdesi:
PAPEMP10 ～% 50
Çinko tuzu% 2 ~ 10
Polikarboksilik asit dispersan% 5 ~ 50
Bakır inhibitörü% 1 ~ 10
Su% 30 ~ 75
Uygulama bir
Ağırlık yüzdesine göre hammadde seçin
PAPEMP% 25
Çinko Sülfat Heptahidrat% 5
AA / AMPS% 25
BTA1%
Su% 59
İkinci düzenleme
PAPEMP% 30
Çinko klorür% 2
Poliakrilik asit% 20
MBT2%
Su% 46
Bir tür korozyon önleyici ve kireç çözücü maddenin tarif edilen sentetik yöntemi şöyledir: kurutma reaktörüne% 46 su ekleyin; Daha sonra reaktörde% 30'luk PAPEMP eklenir, karıştırılır ve 5-10 dakika harmanlanır; Çözelti içinde yukarıda belirtilen karıştırmadan sonra% 2 çinko klorür ilave edin ve 15 ~ 25 dakika karıştırın; Çözelti içinde yukarıda bahsedilen karıştırmadan sonra% 20 poliakrilik asit ilave edin ve 5-15 dakika karıştırın; Çözelti içinde yukarıda belirtilen karıştırmadan sonra,% 2'lik MBT ekleyin ve 20 ~ 40 dakika karıştırın.
Üçüncü düzenleme
PAPEMP% 20
Çinko Sülfat Heptahidrat% 3
Poliakrilik asit% 30
TTA1%
Su% 46
Bir tür korozyon önleyici ve kireç çözücü maddenin tarif edilen sentetik yöntemi şöyledir: kurutma reaktörüne% 46 su ekleyin; Daha sonra reaktörde% 20'lik PAPEMP eklenir, karıştırılır ve 5-10 dakika harmanlanır; Çözelti içinde yukarıda belirtilen karıştırmadan sonra,% 3 Çinko Sülfat Heptahidrat ekleyin ve 15-25 dakika karıştırın; Çözelti içinde yukarıda belirtilen karıştırmadan sonra,% 30 poliakrilik asidi ilave edin ve 5-15 dakika karıştırın; Yukarıda belirtilen karıştırmadan sonra solüsyona% 1 TTA ekleyin ve 20 ~ 40 dakika karıştırın.
Test örneği 1, kalsiyum karbonat ölçeği performans testini engeller
Mevcut buluşun kireç önleyici özellikleri, belirli bir ısı güç santralini benimseyen devridaim soğutma suyunu ölçer ve 500 mL hacimli şişeye 250 mL konsantre Arka daire suyu ekleyin, kir dağıtma ajanı oluşturan miktar 20 ppm'dir, sallanır. (80 ± 1) ° C'lik termostatik kontrollü su banyosuna deney solüsyonu konulur, 10 saat sonra sabit sıcaklık konularak çıkarılır ve Orta hızlı filtre ile oda sıcaklığına soğutulduktan sonra filtreler kağıt ve süzüntü kalan 0,01 mol / LEDTA ile standartlaştırılmış çözelti titrasyon tayini 2 + konsantrasyon, aşağıdaki ölçek inhibisyon performansı olarak hesaplanır:
Ölçek inhibisyon performansı = (C 1-C 2) / (C 0-C 2)
Formül 1'de C eklenmesi için Ölçek inhibitörleri test solüsyonu testi, Ca 2 + konsantrasyonundan sonra, mg / L, C2 eklenmemesi için Kireç inhibitörleri eklenmemesi için Ca 2 + konsantrasyonu, mg / L, C 0by Ca ile deniz suyunda boş test solüsyonu testi testte 2 + konsantrasyon, mg / L.
Tablo 1 uygulamasının direnç kalsiyum karbonat ölçeği performansı bir, iki, üç kazanılmış Ölçek inhibitörleri
Düzenleme Ölçek engelleme performansı,% 1 98 2 -> 2 95 3 98 Bazı ünlü korozyon önleyici ve kireç çözücü harici madde 93
Dirençli kalsiyum karbonat ölçeği deneysel verilerinden, 1,2,3 numaralı düzenleme ve belirli saygın markaların ölçek önleme performansı sırasıyla% 98,% 95,% 98 ve% 93'tür ve ölçek önleme etkisi iyidir ve Ölçekten daha iyidir bazı saygın markaların harici inhibitörleri.
Test örneği 2, kalsiyum fosfat ölçeği performans testini dağıtır
500mL volümetrik şişeye 20ppm belirli miktarda Ölçek inhibitörü ekleyin, 5mg / L'ye ulaşmak için PO 4 3 + işaretli sıvı ekleyin, ardından 400mL sodyum tetraborat sönümleme sıvısı ekleyin. 2 + 100 mg / L'ye ulaşın, son olarak ölçek işaretlerine sönümleme sıvısını tekrar ekleyin. Aynı anda ilaç eklememek için boş tahlil yapın. 80 ° C termostatik kontrollü su banyosu, sıcaklık 80 ° C'ye ulaştığında 10 saat zamanlamaya başlar. test, sıcakken süzülmüş, süzüntü oda sıcaklığına soğutulduktan sonra, süzüntü kalan Ca ile 0.01mol / LEDTA standardize çözelti titrasyon tayini 2 + konsantrasyondur.
Ölçek inhibisyon performansı: η = (C 1-C 2) / (C 0-C 2)
Formül 1'de C eklenmesi için Ölçek inhibitörleri test çözeltisi testi, Ca 2 + konsantrasyonundan sonra, mg / L, C2 ilave edilmemesi için Kireç inhibitörleri eklenmemesi için Ca 2 + konsantrasyonu, mg / L, C 0, deniz suyunda Ca göre boş test çözeltisi testi testte 2 + konsantrasyon, mg / L.
Tablo 2 uygulamasının bir, iki, üç kazanılmış Ölçek inhibitörlerinin dirençli kalsiyum fosfat ölçeği performansı
Uygulama Ölçek engelleme performansı,% 1 100 2 97 3 98 Bazı ünlü korozyon önleyici ve kireç çözücü harici 92
Dirençli kalsiyum fosfat ölçeği deneysel verilerinden, 1,2,3 numaralı düzenleme ve belirli saygın markaların ölçek önleme performansı sırasıyla% 100,% 97,% 98 ve% 92'dir ve ölçek önleme etkisi iyidir ve Ölçekten daha iyidir bazı saygın markaların harici inhibitörleri.
Test örneği 3 inhibisyon kupon testi
Mevcut buluşun inhibisyon kupon testi, Weihai enerji santralinin resirkülasyon suyunu, 1800mL'nin aldığı resirkülasyon suyunu beher içerisine, kir dağıtma maddesi miktarı 20 ppm ve karıştırarak eşit şekilde dönen asılı plaka korozyon test cihazı beherini (80 ± 1) ° C, deney sıklıkla 3 gündür.
Tablo 3 uygulamasının korozyon inhibisyonu bir, iki, üç kazanılmış Ölçek inhibitörü
Düzenleme Test parçası sınıflandırması Bağlama filmi orijinal ağırlığı (g) Deney sonrası (g) Ağırlıksız
Mineral pullar, askıda kalan maddeler, mikrobiyolojik büyüme ve korozyon ürünleri dahil olmak üzere istenmeyen maddelerin birikmesi, endüstriyel su sistemlerinin çalışmasını engellemeye devam ediyor. Bu makale, kazan, soğutma, tuzdan arındırma, jeotermal, gaz ve petrol sistemlerinde yaygın olarak karşılaşılan çeşitli mineral ölçeklerinde poliamino polieter metilen fosfonik asit (PAPEMP) hakkında performans verilerini sunmaktadır.
Evsel ve endüstriyel uygulamalar için mevcut olan su tipik olarak birçok safsızlık içerir. Bu safsızlıklar genellikle beş geniş kategoride sınıflandırılır:
• Çözünmüş inorganik bileşikler (yani karbonatlar, sülfatlar, fosfatlar ve kalsiyum, magnezyum, baryum ve stronsiyum florürleri; az miktarda bakır [Cu], demir [Fe] ve manganez [Mn]); ve diğer maddeler
• Çözünmüş gazlar (ör. Oksijen [O2], nitrojen [N2], karbon dioksit [CO2] ve hidrojen sülfür [H2S])
• Askıdaki madde (ör. Kil, silt, katı yağ ve sıvı yağ)
• Çözünür organik bileşikler (örn. Hümik asit, fulvik asit ve tanik asit)
• Mikroorganizmalar (ör. Algler, bakteriler ve mantarlar)
Çeşitli yaklaşımlar arasında en umut verici ölçek kontrol yöntemi, besleme suyuna suda çözünür katkı maddelerinin tipik olarak birkaç ppm altı stoikiometrik dozajlarının eklenmesini içerir. Su arıtma formülasyonunda yaygın olarak kullanılan katkı maddeleri iki kategoriye ayrılır:
• Polimerik (örneğin, akrilik asit homopolimerleri, maleik asit, itakonik asit, aspartik asit ve farklı fonksiyonel grupların monomerlerini içeren kopolimerler)
Sıcaklık, pH, örgü iyonlarının çözelti stoikiometrik oranı ve safsızlık seviyesinden etkilenen sulu çözeltilerden kristalize olan çeşitli CaSO4 formlarına büyük önem verilmiştir. CaSO4 • 2H2O (alçıtaşı), hemihidrat (CaSO4 • 0.5H2O) (Paris alçısı) ve anhidritin (CaSO4) çekirdeklenmesi ve büyümesinde yer alan bu ve diğer önemli faktörler, içinde kireç oluşumunun kontrolüne ve inhibisyonuna doğrudan uygulanmalıdır. endüstriyel su sistemleri. Aşırı maliyetleri önlemek için, ölçek oluşumunun önlenmesi gerekir.
Polimerik inhibitörlerin düşük konsantrasyonlarının (birkaç ppm) alçıtaşının hem büyüme hızı hem de kristal modifikasyonu üzerindeki etkisi birkaç araştırmacı tarafından araştırılmıştır. Amjad3, karboksil grupları içeren polimerlerin (yani poliakrilik asit, polimaleik asit, poliitakonik asit) alçı büyüme inhibitörleri olarak özellikle etkili olduğunu gösterdi. Doğan ve diğerleri, alçıtaşı ölçeği inhibitörleri olarak çeşitli akrilik asit bazlı kopolimerlerin etkisini inceledikten sonra benzer sonuçlara varmıştır. Şekil 1, sırasıyla 1.5 ve 3.0 mg / L dozajlarında çeşitli fosfonatlar için% I verilerini sunmaktadır. Dikkate değer iki nokta vardır: a) alçıtaşı inhibisyon değeri, artan inhibitör dozajı ile artar ve b) inhibisyon değeri, inhibitör mimarisine bağlıdır. Tablo 1'de gösterildiği gibi, bir (-OH) ve bir (-PO3H2) grubu içeren fosfonatlar (yani, HPA, HEDP), AMP (üç [-P03H2] grubu içeren) ile karşılaştırıldığında alçıtaşı inhibitörleri olarak zayıf performans sergiler. Örneğin, 3.0 ppm dozajda HPA ve HEDP için elde edilen% I değerleri, AMP için elde edilen% 89 ile karşılaştırıldığında sırasıyla% 8 ve 12'dir.
PBTC ve PAPEMP performansına ilişkin sonuçlar da Şekil 1'de sunulmuştur. PBTC ile karşılaştırıldığında, PAPEMP bir alçıtaşı inhibitörü olarak mükemmel performans sergilemektedir. Örneğin, 1.5 ppm PBTC varlığında elde edilen% I değerleri, PAPEMP için elde edilen% 95 ile karşılaştırıldığında% 18'dir. Şekil 1'de sunulan verilere dayanarak, fosfonat performansı şu şekilde sıralanabilir: PAPEMP> AMP> PBTC> HEDP> HPA.
Kalsiyum karbonat
CaCO3, hem koloidal hem de amorf hallerde ve polimorf formunda çok sık olarak kireç birikintilerinde bulunur. Suda nispeten yüksek konsantrasyonlarda kalsiyum ve karbonat iyonlarının varlığı, CaCO3'ün ters çözünürlüğü ile kombinasyon halinde, bu tortunun oluşumunun ana nedenidir. CaCO3 sistemindeki belirli ve çoğu zaman karmaşık bir özellik polimorfizmdir. Çözünürlüğü azaltmak için sulu ortamda karşılaşılan çeşitli CaCO3 polimorflarından bazıları kalsiyum karbonat monohidrat, vaterit, aragonit ve kalsittir. Kalsit, sıklıkla karşılaşılan ve CaCO3 ölçekli oluşumların tek bileşeni olarak tanımlanmasına rağmen termodinamik olarak en kararlı fazdır ve daha az kararlı vaterit oluşumundan kaynaklanabilir.
Daha önce açıklanan deneysel protokol kullanılarak, 10 ve 50 ppm fosfonat varlığında bir dizi Ca / P çökeltme deneyi gerçekleştirildi. Şekil 3'te sunulan veriler, fosfonatların 10 ppm konsantrasyonlarında zayıf ila vasat (<% 40) performans sergilediğini ortaya koymaktadır. Fosfonat konsantrasyonunun 10'dan 50 ppm'ye beş kat arttırılması, HPA, AMP, HEDP ve PBTC performansında önemli bir düşüşe (~% 30) neden olur. Benzer koşullar altında, PAPEMP performansı önemli ölçüde iyileştirilir -% 42'den% 93'e. Sunulan verilere göre, Ca3 (PO4) 2 inhibitörleri olarak fosfonatların etkinliği, PAPEMP >> HPA, AMP, HEDP ve PBTC trendini takip etmektedir. Daha önce tartışıldığı gibi, fosfonat performansında gözlemlenen eğilim, bu fosfonatların kalsiyum iyon toleransındaki farklılıklara atfedilebilir.
Sulu çözeltilerde, su kimyasına bağlı olarak, ferrik iyonlar (Fe3 +) hem çözünür hem de çözünmez çeşitli kompleksler oluşturur. Bu deneyde kullanılan demir stabilizasyonu, fosfonatların çözünür kompleksler oluşturma, hidroksokompleks oluşumunu inhibe etme ve / veya dağılma kabiliyetine karşılık gelir. Pratikte, gerçekten çözünür ve çok ince dağılmış partikülleri ayırt etmek zor olabilir. Kullanılan koşullar altında% stabilizasyon, 0.22 um'lik bir filtreden süzülerek çıkarılmayan iyonik türlerin konsantrasyonu olarak tanımlanır. Daha önce açıklanan deneysel protokol kullanılarak, 5 ve 10 ppm fosfonat varlığında birkaç demir stabilizasyon deneyi gerçekleştirildi. Şekil 4'te sunulan sonuçlar, demir stabilizasyonunun büyük ölçüde fosfonat konsantrasyonuna ve mimariye bağlı olduğunu açıkça göstermektedir. Sunulan verilere göre fosfonatlar şu şekilde sıralanabilir:
• 5 ppm'de: HEDP> PAPEMP >> PBTC, AMP ve HPA
• 10 ppm'de: PAPEMP> HEDP> PBTC, AMP ve HPA
Formule structurelle:
Acide polyamino polyéther méthylène phosphonique (PAPEMP)
PAPEMP peut être utilisé comme inhibiteur de tartre pour le système d'osmose inverse et le système de vaporisation flash en plusieurs étapes dans lesquels une concentration de sel élevée, une turbidité élevée et une température élevée sont généralement rencontrées (telles que des températures élevées et une turbidité élevée dans le système de vaporisation du charbon), agent accessoire pour le tissage et la teinture (par exemple, agent d'inhibition du retournement jaune), comme alternatives de l'EDTA, du DTPA et du NTA.
Les dépôts de matières indésirables, y compris les écailles minérales, les matières en suspension, la croissance microbiologique et les produits de corrosion, continuent de nuire au fonctionnement des systèmes d'eau industriels. Cet article présente des données de performance sur l'acide polyamino polyéther méthylène phosphonique (PAPEMP) à diverses échelles minérales couramment rencontrées dans les systèmes de chaudière, de refroidissement, de dessalement, de géothermie, de gaz et d'huile.
L'eau disponible pour les applications domestiques et industrielles contient généralement de nombreuses impuretés. Ces impuretés sont généralement classées en cinq grandes catégories:
• Composés inorganiques dissous (c'est-à-dire carbonates, sulfates, phosphates et fluorures de calcium, magnésium, baryum et strontium; petites quantités de cuivre [Cu], fer [Fe] et manganèse [Mn]); et autres substances
• Gaz dissous (par exemple, oxygène [O2], azote [N2], dioxyde de carbone [CO2] et sulfure d'hydrogène [H2S])
• Matière en suspension (p. Ex. Argile, limon, graisse et huile)
• Composés organiques solubles (par exemple, acide humique, acide fulvique et acide tannique)
• Microorganismes (par exemple, algues, bactéries et champignons)
L'accumulation de dépôts indésirables sur les surfaces des équipements est un phénomène qui se produit dans pratiquement tous les processus dans lesquels de l'eau non traitée est chauffée. Le dépôt de ces matériaux, en particulier sur les surfaces des échangeurs de chaleur dans les systèmes de chaudière, de refroidissement, de géothermie et de distillation, peut causer un certain nombre de problèmes opérationnels tels que des tuyaux et des pompes bouchés, une utilisation inefficace des produits chimiques de traitement de l'eau, des coûts d'exploitation accrus, une perte de production due aux temps d'arrêt du système et, en fin de compte, à la défaillance de l'échangeur de chaleur.1 Une meilleure conservation de l'eau a été un moteur pour faire fonctionner les systèmes d'eau industriels à des cycles de concentration plus élevés, ce qui augmente le potentiel d'accumulation de dépôts sur les surfaces de l'échangeur de chaleur. L'exploitation des systèmes d'eau industriels dans des conditions de stress exige une meilleure compréhension de la chimie de l'eau des systèmes d'alimentation et de recirculation, ainsi que le développement d'additifs innovants et d'approches technologiques pour contrôler le tartre, les dépôts, la corrosion et l'encrassement biologique.
La méthode de contrôle d'échelle la plus prometteuse parmi diverses approches consiste à ajouter des dosages sous-stœchiométriques, typiquement quelques ppm, d'additifs solubles dans l'eau à l'eau d'alimentation. Les additifs couramment utilisés dans la formulation de traitement de l'eau se divisent en deux catégories:
• Composés inorganiques dissous (c'est-à-dire carbonates, sulfates, phosphates et fluorures de calcium, magnésium, baryum et strontium; petites quantités d'ions cuivre [Cu], fer [Fe] et manganèse [Mn]; et autres substances)
• Polymère (par exemple, homopolymères d'acide acrylique, d'acide maléique, d'acide itaconique, d'acide aspartique et de copolymères contenant des monomères de différents groupes fonctionnels)
Bien qu'il existe de nombreux phosphonates disponibles, trois des phosphonates les plus couramment utilisés dans les formulations de traitement de l'eau sont l'acide aminotrisméthylène phosphonique (AMP); Acide 1-hydroxyéthylidine, 1, -1 diphosphonique (HEDP); et l'acide 2-phosphono-butane 1,2,4-tricarboxylique (PBTC). Cependant, dans certaines conditions de pH, de concentration et de température, les phosphonates se sont avérés précipiter en présence d'ions calcium. La précipitation des sels de phosphonate de calcium crée non seulement un encrassement des surfaces de l'échangeur de chaleur et de la membrane d'osmose inverse (RO), mais elle diminue également la concentration en solution d'un phosphonate à un point tel qu'un entartrage sévère du carbonate de calcium (CaCO3) peut se produire.1-2 Le l'objectif de cette étude est d'évaluer la performance de l'acide polyamino polyéther méthylène phosphonique (PAPEMP) en tant qu'inhibiteur à différentes échelles (par exemple, CaCO3, sulfate de calcium dihydraté [CaSO4 • 2H2O] et phosphate de calcium [Ca3 (PO4) 2]) et un agent de stabilisation des ions Fe (III) ou Fe3 +.
présente des données% I pour divers phosphonates à des doses de 1,5 et 3,0 mg / L, respectivement. Il y a deux points à noter: a) la valeur d'inhibition du gypse augmente avec l'augmentation de la dose d'inhibiteur et b) la valeur d'inhibition dépend de l'architecture de l'inhibiteur. Les phosphonates (c'est-à-dire HPA, HEDP) contenant un groupe (-OH) et un (-PO3H2), comme indiqué dans le tableau 1, présentent de mauvaises performances en tant qu'inhibiteurs de gypse par rapport à l'AMP (contenant trois groupes [-PO3H2]). Par exemple, les valeurs% I obtenues pour HPA et HEDP à une dose de 3,0 ppm sont de 8 et 12%, respectivement, contre 89% obtenus pour l'AMP.
Les résultats sur les performances du PBTC et du PAPEMP sont également présentés sur la figure 1. Par rapport au PBTC, PAPEMP présente d'excellentes performances en tant qu'inhibiteur du gypse.
• À 5 ppm: HEDP> PAPEMP >> PBTC, AMP et HPA
• À 10 ppm: PAPEMP> HEDP> PBTC, AMP et HPA
Il retient également efficacement l'échelle de Si d'une formation et stabilise les ions. Tels que Mn et Fe pour former des composés chélateurs.
PAPEMP a également une bonne tolérance aux températures élevées, à la turbidité élevée, à la concentration élevée en sel et à la concentration élevée en chlore (Cl- et Br-). Parfois, il est construit avec de l'acide polycarboxylique. Il peut être utilisé comme inhibiteur de tartre et de corrosion dans le système d'eau froide en circulation et le système d'eau de remplissage du champ pétrolifère dans des situations de dureté élevée, d'alcali élevé et de pH élevé.
PAPEMP peut être utilisé comme inhibiteur de tartre pour un système d'osmose inverse et un système de vaporisation flash à plusieurs étapes.
Poids moléculaire: environ 600
Formule structurelle:
Pour la même raison, PAPEMP est également appliqué dans le système de flash RO et multi-étapes. Le dosage recommandé est de 5 à 100 ml / L. Contrairement aux autres organophosphonates, il n'y a pas de dosage optimal pour cela. Plus le dosage est élevé, meilleur est l'effet.
En outre, PAPEMP fonctionne comme un absorbeur de nutriments dans l'agriculture. Il peut également remplacer les inhibiteurs de transfert de couleur plus coûteux (par exemple, l'inhibiteur de retournement jaune) comme l'EDTA, le NTA et le DTPA dans la teinture des textiles.
Formule structurelle (Mw environ 600):
PAPEMP a une tolérance élevée au calcium et de bons effets d'inhibition du tartre, en particulier sur le tartre de silice, le carbonate de calcium, le sulfate de calcium et le phosphate de calcium. Il stabilise les ions métalliques tels que Zn, Mn et Fe. PAPEMP est actif dans des conditions de dureté d'eau élevée, d'alcalinité élevée, de concentrations élevées de sel, de turbidité élevée, de températures élevées et de concentrations élevées de chlore, de chlorite et de biocide. Pour des conditions moins strictes, nous proposons nos acides phosphoniques standards tels que HEDP et ATMP.
Il est utilisé comme inhibiteur de tartre et de corrosion dans les systèmes d'eau de refroidissement, les chaudières, l'osmose inverse, les systèmes de vaporisation flash à plusieurs étapes et les champs pétrolifères. En agriculture, PAPEMP est un absorbeur de nutriments. Et dans la teinture textile, c'est un inhibiteur de transfert de couleur, comme alternative à l'EDTA, DTPA, NTA.
