目錄聚磷酸鹽 1
有機膦酸鹽 2
hedp 3
pbtca（膦羧酸） 3
鋅鹽 4
聚磷酸鹽-鋅鹽 4
鋅鹽-有機膦酸（鹽） 4
其他鹽垢的防止： 5
腐蝕控制與處理 5
緩蝕劑按膜的特性分類 7
聚磷酸鹽是目前使用最廣泛，而且最經濟的緩蝕劑之一。最常用的聚磷酸鹽是六偏磷酸鈉和三聚磷酸鈉。聚磷酸鹽是一種無機聚合磷酸鹽類，是陰極型緩蝕劑。
六偏磷酸鈉的分子式為（napo3）6ona2，分子量為673.75。是偏磷酸鈉（napo3）聚合體的一種，透明玻璃片狀或白色粒狀晶體。
在水中溶解度較大，但溶解速度較慢，水溶液呈酸性。在溫水、酸或鹼溶液中易水解成正磷酸鹽。水解過程為一不可逆反應，除了同溶液的ph值有關外，也和溶液的濃度及溫度有關。
三聚磷酸鈉又名磷酸五鈉、焦偏磷酸鈉。分子式為na5o3o10，分子量為367.86。
三聚磷酸鈉為白色粉末，能溶於水，具有良好的絡合金屬離子（ca2+、mg2+、fe2+等）能力，生成可溶性的絡合物。
聚磷酸鹽分子吸附或與鈣離子生成膠體的微粒，形成帶正電荷的微粒移動至陰極生成薄膜。聚磷酸鹽在形成緩蝕膜時，需要一定濃度的溶解氧。當存在大量溶解氧時則，生成含有氧化物的緩蝕膜。
當聚磷酸鹽與鈣離子鋅離子等金屬離子共存時可提高其緩蝕效能，這裡由於聚磷酸與水中金屬離子生成不溶性的金屬鹽，沉積附著在金屬表面起緩蝕膜的作用。這種膜具有一定的緻密性，能阻擋溶解氧擴散到陰極，從而阻止腐蝕反應的進行。當沉澱膜逐漸加厚時，緩蝕電流逐漸減少，沉積也就逐漸減弱，聚磷酸鹽也具有一定的陽極效應（這就是有人認為聚磷酸鹽是陰陽極緩蝕劑的原因），能把金屬離子包含在膜內。
1到5毫克每公升低劑量的聚磷酸鹽具有良好的阻垢作用，而在大多數情況下是作為緩蝕劑使用。
使用磷酸鹽的關鍵是盡可能的避免其水解成正磷酸鹽以及生成溶度積很小的磷酸鈣垢。單獨使用時，在敞開式迴圈冷卻水系統中，聚磷酸鹽的使用濃度通常為20到25毫克每公升，ph等於6到7.為了提高其緩蝕效果，聚磷酸鹽通常與鉻酸鹽，鋅鹽;有機膦酸鹽等緩蝕劑一起使用。
聚磷酸鹽的優點：緩蝕效果好；用量較小；除有緩蝕作用外，還兼有阻垢作用；冷卻水中的還原性物質不影響其緩蝕效果；沒有毒性。
聚磷酸鹽的缺點：易於水解。水解後與水中的鈣離子生成磷酸鈣垢；易促進藻類的生長，使排放水體產生富營養化汙染；對銅及銅合金有侵蝕性。
聚磷酸鹽在使用上的注意點：
1、 水中必須有一定的溶解氧（大於2毫克每公升）和二價金屬離子（鈣離子濃度大於50毫克每公升）。
2、 要求有乙個活化的清潔的金屬表面。
3、 聚磷酸鹽不宜單獨使用。
4、 水溫或壁溫過高時，易水解生成正磷酸鹽從而引起磷酸鹽結垢。
5、 ph值通常控制在6-7.
聚磷酸鹽是總稱，主要是指聚磷酸鈉，通用的是六偏磷酸鈉（也稱聚偏磷酸鈉）和三聚磷酸。對膠體顆粒具有分散穩定作用，對鈣鎂離子螯合能力也很強。聚磷酸鈉不僅是阻垢劑，還且還是緩蝕劑，它的阻垢緩蝕作用，隨分子式[napo3]n結構中n值不同而稍有差異。
六偏磷酸鈉的分子式為（napo3）6ona2，是偏磷酸鈉napo3聚合體的一種。六偏磷酸鈉的投加量，一般控制在1-5mg/l範圍。碳酸鹽硬度高的水可取上限值。
三聚磷酸鈉（分子式na5p3o10）有較強的螯合鈣離子的能力，其投加量一般在2-5mg/l計算。其極限碳酸鹽硬度約為5mmol/l。
聚磷酸鹽在水中分解生成正磷酸鹽的現象稱為聚磷酸鹽水解。影響水解的因素有ph、溫度、時間、微生物等。隨水溫的增加和水中時間的增長，水解度也增大，但較緩慢，水解率在11%-35%之間。
有機膦酸及其鹽類具有良好的阻垢作用，還具有很好的緩蝕效果，因此既是阻垢劑，又是緩蝕劑。它的許多性質與聚磷酸鹽相似，但比聚磷酸鹽穩定，即使在較高溫度下也不易水解。有機膦酸是中等強度的酸，有很好的水溶性，極易吸潮，純淨的結晶體有很好的流動性。
對銅有腐蝕性，故應注意迴圈冷卻水系統中對銅部件的防腐問題。
目前國內使用的具有代表性有機膦酸（鹽）主要有：氨基三甲叉膦酸（atmp）、羥基乙叉二膦酸（hedp）、乙二胺四甲叉膦酸（edtmp）。作為阻垢劑與磷系藥劑配合使用時，有機膦酸（鹽）可與聚磷酸鹽同時使用，獲得增效作用。
即一方面可提高迴圈水的極限碳酸鹽硬度，另一方面可以降低每種藥劑的用量。
採用有機膦酸（鹽）阻垢劑時，應控制迴圈水的碳酸鹽硬度不超過該種有機膦酸（鹽）所能保持極限碳酸鹽硬度。一般在採用有機膦酸（鹽）作為阻垢劑使用時，投加量為1-5mg/l。當投加量近5mg/l（有效成分）左右時，其所能維持的極限碳酸鹽硬度增加值已有限，因而過分加大劑量意義不大。
三種有機膦酸（鹽）的極限碳酸鹽硬度的參考值為：
atmp極限碳酸鹽硬度9mmol/l。
edtmp極限碳酸鹽硬度8mmol/l。
hedp極限碳酸鹽硬度8mmol/l。
有機膦酸（鹽）的優點：有良好的熱穩定性，在溫度較高時仍有阻垢作用；不易水解，不會因水解生成正磷酸鹽而導致細菌過度繁殖；在較高ph值（7.0-8.5）時，仍有阻垢作用。
有機膦系配方在迴圈冷卻水處理中得到廣泛應用，它與多種藥劑共同使用時具有良好的協同效應，即在總劑量不變的情況下，藥劑各自單獨使用的效果，不如二者混合在一起使用的好。水處理中常選擇具有最佳協同效應的復合配方使用，同時復合配方允許冷卻水系統在更高的ph值執行，即鹼性執行法，或稱低磷酸鹽-高ph值法。
在採用阻垢、分散劑處理的迴圈冷卻水系統中，碳酸鹽硬度可穩定在6-8mmol/l，而劑量一般控制在2-5mg/l。在水質較差、濃縮倍數較高時，需和其他阻垢措施配合使用。同時應考慮某些藥劑對銅合金具有腐蝕作用，需加強銅的緩蝕處理，如加巰基苯並噻唑等。
hedp（羥基乙叉二膦酸）的化學穩定性好，不易被酸酐所破壞，也不易水解，能夠耐較高的溫度，對一些氧化劑也有一定程度的耐氧化能力。
hedp的阻垢性質主要是由於它具有良好的螯合效能。hedp在水溶液中能離解成氫離子和酸根負離子。負離子及分子中的氧原子可以與許多金屬離子生成穩定的螯合物。
hedp同時具有緩蝕效能，是陰極型緩蝕劑，特別是在高劑量下，它的陰性緩蝕效果更為突出。在實際應用中常與其他緩蝕劑如鋅鹽、鉻酸鹽、無機磷酸鹽共用。hedp與鋅鹽的混合物緩蝕效能尤佳。
1-5mg/l用於阻垢，15-20mg/l用於緩蝕。
pbtca含磷量低，由於它具有膦酸和羧酸的結構特性，在高溫、高硬度、高ph值的水質條件下，具有比具有比常用有機膦酸（鹽）更好的阻垢效能。特別在高溫下阻垢效能遠優於常用的有機膦酸，能提高鋅的溶解度，耐氯的氧化效能好，復配協同性好。與有機膦酸（鹽）相比，不易形成難溶的有機磷酸鈣，並且還具有緩蝕作用。
pbtca若單獨使用投加劑量為5~15mg/l。
鋅鹽是陰極緩蝕劑。因效果不好，很少單獨使用，但可使許多緩蝕增效。鋅鹽的點蝕作用通常歸因於氫氧化鋅在陰極區沉澱，而這又是區域性ph值公升高的結果。
它生成膜的速度很快，但不耐久。有毒但毒性不高。鋅鹽在ph值大於8時易生成沉澱。
在磷系配方中加入鋅鹽能較大地增加緩蝕能力，在低鈣水中加入鋅鹽，可大大增強緩蝕膜的形成。排水標準規定鋅的排放濃度小於等於5mg/l（以鋅計）。
鋅鹽加至聚磷酸鹽中，不會改變聚磷酸鹽的特徵，而增進了金屬表面形成的保護膜的速度，提高了系統腐蝕抑制的效果，其使用量比單獨投加聚磷酸鹽時更低。
聚磷酸鹽-鋅鹽復合配方具有以下特點：
1、 對冷卻水中電解質濃度的變化不敏感。
2、 對碳酸鈣和硫酸鈣垢有低濃度的阻垢作用。
3、 既能保護碳鋼，又能保護有色金屬。
4、 對被保護的金屬表面具有清洗作用。
聚磷酸鹽-鋅鹽復合配方是一種陰極型緩蝕劑。鋅離子能加速保護膜的形成，抑制腐蝕，直到金屬表面上生成一層緻密和耐久的保護性薄膜為止。在處理配方中，鋅鹽對聚磷酸鹽的比例為10-20%（質量）。
聚磷酸鹽-鋅鹽使用時，冷卻水的ph值應控制在6.8-7.2。冷卻水在這個ph值範圍內執行，可防止它對銅合金的腐蝕。這種復合配方對冷卻水水體溫度的變化並不太敏感。
與單獨使用有機膦酸（鹽）相比較，鋅鹽-有機磷酸（鹽）復合配方後會大大增進抑制腐蝕作用，特別是提高有機膦酸（鹽）對碳鋼的腐蝕作用。
鋅鹽加至有機膦酸（鹽）的控制量比率為20-80%，最好為30-60%。當系統中有銅金屬時，處理方案必須含有鋅鹽。鋅鹽-有機膦酸（鹽）復合配方緩蝕劑對迴圈冷卻水中電解質濃度並不太敏感，溫度的影響也很小。
故鋅鹽-有機膦酸（鹽）復合配方緩蝕劑使用的水質條件範圍很寬，適用的ph值可放寬為6.5-9。而且在使用atmp有機膦酸（鹽）時，加鋅鹽還可防止氯對atmp的分解作用，因鋅鹽妨礙c-p鍵在氧化環境中斷裂的機會。
有機膦酸（鹽）是一類具有低濃度阻垢作用的阻垢劑。因此，鋅鹽-有機膦酸（鹽）組成的復合配方，不但具有優良的緩蝕作用，而且還具有很好的阻垢作用。
（1）硫酸鈣：聚磷酸鹽、有機膦酸（鹽）、聚羧酸類聚合物，對硫酸鈣都具有阻垢作用。但聚磷酸鹽及有機膦酸（鹽）中的hedp對硫酸鈣垢的抑制作用較差。
硫酸鈣的溶解度和水溫成反比，當水溫100℃時，其溶解度急劇下降。為避免生成巰基酸鈣垢，迴圈水溫度不宜過高，尤其是區域性流速低的地方，應防止水過熱。
（2）磷酸鈣：一般採用限制磷酸鈣飽和指數的方法防止磷酸鈣垢。但在用飽和指數控制有困難時，也可採用阻垢劑進行控制。
（3）氫氧化鐵：聚磷酸鹽、有機磷酸鹽（氨基膦酸鹽除外）對氫氧化鐵沉澱都有良好的抑制作用，劑量為1-2mg/l。
迴圈水系統中的金屬腐蝕分為化學腐蝕，電化學腐蝕和微生物腐蝕三種。腐蝕的形式有均勻腐蝕、電偶腐蝕、點蝕、侵蝕、選擇性腐蝕，垢下腐蝕，縫隙腐蝕、應力腐蝕破裂等。
1. 影響腐蝕的因素
（1）水中溶解固體和懸浮物
溶解固體影響水的電導度，含鹽濃度增加，水電導度也增加，因而加快腐蝕；懸浮物引起侵蝕和機械磨蝕，或沉積在金屬表面形成區域性腐蝕。
（2）氯離子
氯離子腐蝕是通過破壞金屬保護氧化膜而產生的。氯離子對氧化膜破壞力很強，導致金屬尤其是不鏽鋼產生點蝕。碳鋼的腐蝕速度隨氯離子濃度增加而加快。
電廠專用阻垢劑
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