스케일 억제제의 분류 및 작용 메커니즘

스케일링은 산업 생산 및 에너지 개발, 특히 유전 물 주입, 순환 냉각수 시스템 및 터널 배수 파이프라인에서 일반적인 문제입니다. 스케일 증착은 장비 효율성 저하, 파이프라인 막힘 및 심지어 안전 위험으로 이어집니다. 스케일 억제제는 첼레이션 용해, 격자 왜곡 및 분산을 통한 스케일링 프로세스를 억제하고 가장 경제적이고 효과적인 솔루션 중 하나가 되었습니다. 그러나 전통적인 스케일 억제제(예: 유기 인산)는 환경 오염 및 낮은 온도 저항성과 같은 문제를 가지고 있습니다. 녹색 및 환경 친화적 스케일 억제제와

주요 유형:

스케일 억제제는 화학적 구조에 따라 다음과 같은 범주로 나눌 수 있습니다.

1. aminotrimethylenephosphonic산(ATMP)과 같은 유기인산 저울 억제제. 주요 작용 메커니즘은 첼레이션 유도 격자 왜곡, 포스폰산 그룹은 Ca2+를 첼레이팅하여 결정 핵을 억제하고 표면 흡착 효과는 결정 성장 경로를 변경합니다. 음이온 HEDP는 정전기 반발에 의해 강력한 방해 효과를 생성하여 미세 결정 응집을 효과적으로 억제합니다. 고온 안정성이 뛰어납니다. HEDP는 250℃의 환경에서 안정성을 유지합니다. C-P 결합의 특수 구조는 재료에 우수한 가수 분해 저항성을 제공합니다. 이 유형의 화합물은 여러 기능을 가지고 있습니다. 탄소강 표면에 Fe-HEDP 복합 보호막을 형성할 수 있을 뿐만 아니라 아니라 탄산염 저울 억제의 시너지 제어를 달성합니다. 이중 적용 억제 저 동시에, 그것은 또한 환경 잔류 문제를 가져옵니다. 역삼투 시스템에서 농축된 HEDP는 유출물의 총 인을 표준을 초과하게 하며, 활성탄 흡착 또는 오존 산화에 의해 깊이 처리되어야 합니다.

2. 폴리머 스케일 억제제, 카르복실산 스케일 억제제는 일반적으로 아크릴산(AA) 및 말레산(MA)과 같은 카르복실산 모노머를 코어로 기반으로 하며 균질화 또는 복합화에 의해 형성됩니다. 카르복실산 중합체는 카르복실산 그룹(-COOH)이 풍부하고 조정 가능한 분자 구조를 가지고 있습니다. 이러한 요인은 금속 이온을 첼레이팅하고 결정 성장을 억제하며 미세 결정 입자를 분산시키는 데 효과적입니다. 그들은 인이 없고 질소가 없을 뿐만 아니라 환경 친화적이지만 칼슘에 대한 내성이 낮습니다. 황산 중합체 저울 억제제는 황산 그룹(-3H)과 함께 도입된 중합체의 일종이며 산업용수 처리 분야에서 널리 사용됩니다. 황산군은 CaCO3 또는 Ca3(PO4) 2 결정의 성장 방향을 방해하여 느슨한 구조를 형성할 수 있습니다. 황산군의 친수성은 입자 표면의 음전하를 증가시키고 미세 결정의 집적 및 퇴적을 방지합니다.

3. 녹색 및 환경 친화적 스케일 억제제 녹색 및 환경 친화적 스케일 억제제는 주로 식물, 동물 또는 미생물의 고분자 물질을 기반으로 하는 천연 폴리머 스케일 억제제이며, 화학 수정 또는 복합 기술을 통해 스케일 억제 성능을 향상시킵니다. 대표적인 물질로는 식물 추출물(탄산, 리닌 유도체), 키토산, 전분, 셀룰로오스 등이 있습니다. 합성 그린 스케일 억제제는 제어 가능한 화학 합성 과정을 통해 제조되며, 고효율 스케일 억제 성능과 환경 보호 특성을 모두 가지고 있습니다. 대표적인 물질로는 폴리아스파르트산(PASP)과 폴리에폭시 숙신산(PESA)이 있습니다. 생분해성과 고효율 저해성을 모두 가지고 있으며, 고효율 저울 억제 핵심 구성에는 일반적으로 부식 억제, 스케일 억제 및 멸균 기능이 있는 이미다졸린 부식 및 스케일 억제제(MZ-P)가 포함됩니다. 연구팀은 다기능 고체 부식 및 스케일 억제제(SPCI-1)를 개발했습니다. 이 에이전트는 부식 억제, 스케일 억제, 탈산화 및 멸균 기능을 결합합니다. 수정된 이미다졸린 부식 억제제(부식 억제율 86%), 유기 인산 스케일 억제제(CaCO3 스케일 억제율 93.3%, CaSO4 스케일 억제율 98.9%), 1227 박테리키드 및 아스코르브산 탈산화제를 사용한 용해 공정에 의해 형성됩니다. 입자 크기는 4~8 mm이고 밀도는 1.20

스케일 억제 메커니즘

스케일 억제제는 스케일 결정의 핵, 성장 또는 증착 과정을 방해하여 스케일 억제 효과를 달성합니다. 핵심 메커니즘에는 격자 왜곡, 첼레이션 및 분산이 포함됩니다.

1. 첼레이션 용해: 첼레이션 메커니즘의 핵심은 이온 안색 반응의 화학적 균형을 조절하는 것입니다. DTPA 및 EDTA와 같은 다중 덴테이트 리간드는 여러 조정 부위를 통해 Ca2 + 및 Mg2 +와 같은 스케일 형성 이온과 결합하여 열역학적으로 안정적인 순환 첼레이트를 형성합니다. 이 과정은 액상 단계에서 자유 칼슘 이온의 유효 농도를 크게 감소시켜 이온 농도 생성물이 용해성 제품 임계값 이하로 유지되도록 하여 결정

2. 격자 왜곡: 격자 왜곡은 결정 성장 중에 발생하는 분자 수준의 변화입니다. 스케일 억제제의 개입은 그것을 방해하여 결정 구조에 변화를 일으킬 것입니다. 스케일 억제제의 효과의 핵심은 수정 핵의 표면과 수정 면의 가장자리와 같은 주요 결정 성장 활성 부위에 단단히 흡착될 수 있다는 것입니다. 격자 왜곡은 결정의 질서 있는 배열의 파괴로 나타납니다. 카복실 및 설폰산 그룹과 같은 극성 그룹은 스케일 억제에 중요한 역할을 합니다. 이 극성 그룹은 칼슘 이온 및 바륨 이온과 같은 결정 표면 이온과 조정 결합을 형성하고 결정 표면 크리스탈의 원래 깔끔한 모습은 더 이상 존재하지 않으며 크리스탈 페이스 에너지의 분포가 완전히 중단되어 크리스탈이 무질서하게 성장합니다. 최종 제품은 느슨한 구조와 전체 모공으로 밀도가 높지 않은 구조가 됩니다.

3. 분산: 분산의 주요 메커니즘은 정전기 반발과 강한 방해입니다. 음전하를 띤 그룹(예: -SO3-)의 이온화 후 전위의 절대값과 그에 따른 이중층 반발이 중요한 방법입니다. 또 다른 방법은 PASP(Polyaspartic acid)와 PAA(Polyacrylic acid)와 같은 중합체가 입자 표면에 긴 사슬을 흡착하고 사슬 부분을 확장하여 강력한 방해물을 구축하여 입자 집적을 방지할 수 있습니다. 입자 표면에 폴리머 체인을 흡착하고 음전하를 축적하는 것이 매우 중요합니다. 정전기 반발과 강성 장애는 입자가 서로 끌어당기는 것을