Page 95 - 201811
P. 95
第 11 期 张玉玲，等: 天冬氨酸-柠檬酸共聚物对碳酸钙的抑制性能 ·1881·
2+
度 732 mg/L，pH=7.40，80 ℃下恒温水浴，PAC 质 Ca 浓度越高时，正、负离子间碰撞几率越大，碳
2+
量浓度为 6.4 mg/L，考察恒温时间对 PAC 阻垢效果 酸钙晶核生成周期越短，快速生长至沉淀；Ca 浓
的影响，结果见图 6。 度越低时，离子间越易发生布朗运动，碰撞几率小，
2+
成核周期长，阻垢剂中作用官能团与 Ca 反应充分。
2.2.5 PAC 与 HEDP 复配比例对碳酸钙抑制的影响
–
2+
试样中 Ca 质量浓度 240 mg/L，HCO 3 质量浓
度 732 mg/L，pH=7.40，80 ℃下恒温 10 h；PAC 质
量浓度 6.4 mg/L，考察 PAC 与 HEDP 不同复配比例
对碳酸钙抑制的影响，结果见图 8。
图 6 恒温时间对阻垢效果的影响
Fig. 6 Effects of constant time on the scale inhibition effect
由图 6 可看出，PAC 对碳酸钙的抑制性能随恒
温时间的延长而下降，当恒温时间小于 10 h 时，PAC
的阻垢率缓慢下降；超过 10 h 后，快速下降。这是
因为随着恒温时间的增加，PAC 中—CO—NH—越
图 8 PAC/HEDP 复配比例对碳酸钙抑制的影响
2+
2+
易被氧化，钙络合物被重新分解成 Ca ，Ca 继续 Fig. 8 Effects of PAC/HEDP proportion of on the scale
2+
成核、生长至沉淀，而羧基团与 Ca 络合速率减慢， inhibition effect of CaCO 3
与碳酸钙晶核络合时易被结垢覆盖而失去抑制性
由图 8 可看出，PAC/HEDP 对碳酸钙的阻垢率
能。当恒温时间为 10 h 时，PAC 的阻垢率高达
随二者复配比的降低而增大，增大幅度较小，当 PAC
92.73%，说明 PAC 在较短运行周期循环冷却系统中
与 HEDP 复配比例为 3∶1 时，阻垢率达到 92.71%，
阻垢效果更好。
2+
2.2.4 Ca 浓度对 PAC 阻垢效果的影响 比 1∶3 时低 2.68%，说明不同复配比例对其阻垢效
–
PAC 质量浓度为 6.4 mg/L，HCO 3 质量浓度 果影响不大。PAC/HEDP 对碳酸钙垢具有极好的抑
732 mg/L，pH=7.40，80 ℃下恒温 10 h，考察 Ca 2+ 制作用，PAC 中羧基团、HEDP 中膦酸基和羟基团
是抑制碳酸钙垢生成的主要原因，因单位膦酸基和
浓度对 PAC 阻垢效果的影响，结果见图 7。
2+
羟基团结合 Ca 能力强于羧基而使 PAC/HEDP 阻垢
效果增强。考虑含磷阻垢剂易引起水体富营养化，
且为满足 PAC 与 PAC/HEDP 阻垢实验对比要求，选
定 m(PAC)∶m(HEDP)= 3∶1。
2.3 PAC、HEDP 和 PAC/HEDP 的阻垢、缓蚀性
能对比
2+
阻垢实验条件：试样中 Ca 质量浓度 150 mg/L，
–
HCO 3 质量浓度 732 mg/L，pH=7.40，40 ℃下恒温
4 h，阻垢剂质量浓度均为 6.4 mg/L。缓蚀实验条件：
实验水样温度为 45 ℃，试片线速度为 0.4 m/s，恒
2+
图 7 Ca 浓度对阻垢效果的影响 温时间 72 h，阻垢剂投加量均为 3.2 mg/L。PAC/HEDP
2+
Fig. 7 Effects of Ca concentration on the scale inhibition 复配比例为 3∶1，考察 3 种阻垢剂分别对碳酸钙的
effect 抑制性能和对铜片的缓蚀性能，结果见图 9。
2+
由图 7 可看出，PAC 的阻垢率随 Ca 浓度的升 由图 9 可看出，PAC 的阻垢效果优于 HEDP，
2+
高而降低，当 Ca 浓度为 150 mg/L 时，PAC 的阻垢 而缓蚀效果劣于 HEDP，这是因为在最佳阻垢实验
2+
率高达 95.89%；150~250 mg/L 时，PAC 的阻垢效果 条件下，PAC 中羧基充分与 Ca 、CaCO 3 晶核络合
缓慢下降；超过 250 mg/L 后，急剧下降。这是因为 反应，实现最佳阻垢效果；而 HEDP 在阻垢的同时
2+
结垢形成分 3 个过程：晶体成核、生长和沉淀 [23-24] ， 易分解成正磷酸根，与 Ca 结合形成磷酸钙沉淀，
