不同應用場景中阻垢劑的最佳投加量如何確定

阻垢劑在工業生產、水處理等眾多領域應用廣泛，其最佳投加量的確定對保證系統高效運行、降低成本、減少環境污染至關重要。不同應用場景下，確定阻垢劑最佳投加量的方法和考慮因素各有差異。以下為您詳細介紹：

海水循環冷卻系統

• 依據懸浮物濃度和濃縮倍數：在 10 萬 t 級海水循環冷卻系統中，研究表明，濃縮倍數為 2.0 時，若海水中懸浮物高達 100mg/L，靜態阻垢試驗顯示投加 14mg/L 的 SW203A 阻垢劑可防止結垢；而當懸浮物不超過 40mg/L，SW203A 投加量可降至 8mg/L。動態模擬試驗也表明，8mg/L 的 SW203A 能保證循環水的 ΔA 始終低于 0.2，且為期 1 年的應用評價證實，此投加量可確保系統在濃縮倍數 1.5 - 1.8 范圍內長期安全運行。
• 意義：根據海水實際水質情況（如懸浮物濃度）和系統運行參數（濃縮倍數）調整阻垢劑投加量，既能保證系統不結垢，又能避免藥劑浪費，降低成本。

冷卻水處理系統

• 基于碳酸鈣亞穩區理論：在冷卻水處理系統中，可利用自制夾套結晶器，依據碳酸鈣亞穩區理論，通過添加不同濃度的氨基三亞甲基膦酸（ATMP）阻垢劑，測定不同 Ca²?濃度下冷卻水中的臨界 pH 值，進而得出在 45°C 和 pH = 9 時估算 ATMP 最低用量的模型方程。經驗證試驗，兩個冷卻水中測量的 pH 值與預期 pH 值相近。
• 意義：該方法為冷卻水中阻垢劑用量的確定提供了理論模型支持，有助于精準控制阻垢劑投加，減少因過量使用有機磷阻垢劑對環境造成的危害。

地熱應用場景

• 考慮鹵水化學性質和運行條件：過去十年，雖有結合電解質建模軟件與專有阻垢劑投加指南，根據地熱場地特定鹵水化學性質和運行條件生成產品投加量的程序，但推薦投加量與有效控制結垢所需的抑制劑濃度常存在顯著差異。部分案例中，方解石阻垢劑投加不足導致嚴重結垢和意外停機。因此，需進一步研究開發改進的阻垢劑投加指南和更強大的阻垢劑化學物質。通過對聚合物抑制劑進行熱處理后的實驗室性能測試，發現地熱鹵水中常見的金屬陽離子（如鋁和鐵）對阻垢劑性能有不同程度的有害影響，其影響取決于濃度和阻垢劑化學性質。量化這些負面影響有助于開發更準確可靠的產品投加量模型。
• 意義：準確考慮鹵水化學性質和運行條件，以及金屬陽離子對阻垢劑性能的影響，能有效避免因阻垢劑投加不當引發的生產問題，保障地熱系統穩定運行。

石油和天然氣開采場景

• 監測結垢過程與最低抑制劑濃度：在石油和天然氣勘探中，流量保障至關重要，而敏感監測結垢過程，準確評估防垢產品的最低抑制劑濃度（MIC）十分關鍵。通過簡單低成本的阻抗平臺，可在石油工業實際的頂部（環境壓力和 60°C）和海底（1000 psi 和 80°C）場景下，從早期階段監測不銹鋼毛細管上的結垢形成。該方法比傳統的堵管試驗（TBT）靈敏度更高，能連續測量結垢情況，避免對 MIC 的誤導性推斷。掃描電子顯微鏡證實，該傳感器能得出準確的 MIC，而 TBT 存在負偏差，預測的 MIC 低于實際值。阻抗測量通過手持、用戶友好的工作站進行，有望成為對抗結垢問題的有吸引力且易于部署的平臺，因其能從早期連續監測鹽沉淀并準確測定 MIC。
• 意義：準確測定 MIC，有助于確定防垢劑的最佳投加量，避免因投加量低于或高于 MIC 導致的管道堵塞等問題，保障油氣運輸的順暢。

聚合物驅油場景

• 考慮聚合物與阻垢劑相互作用：在聚合物驅油（EOR）過程中，研究發現 EOR 聚合物在中等方解石結垢鹵水中可充當阻垢劑，但其所需劑量顯著高于普通阻垢劑。同時，EOR 聚合物與膦酸鹽阻垢劑在方解石控制上有強協同效應，可顯著降低阻垢劑用量；而 EOR 聚合物對不同類型聚合物阻垢劑的影響各異，與磺化共聚物阻垢劑存在拮抗作用，與丙烯酸共聚物阻垢劑有弱協同作用。因此，未來為聚合物驅油井選擇阻垢劑時，需考慮 EOR 聚合物對阻垢劑性能的影響。
• 意義：了解聚合物與阻垢劑的相互作用，能在聚合物驅油場景中合理選擇阻垢劑并優化其投加量，提高阻垢效果，降低成本。

高鹽廢水處理場景

• 通過靜態阻垢試驗優化：對于高鹽廢水中碳酸鈣結垢問題，通過比較六種商業阻垢劑篩選出最佳的 SQ - 1211 阻垢劑，并通過靜態阻垢試驗研究其在高溫高鹽條件下的阻垢性能?？疾熳韫竸┯昧俊囟取⒓訜釙r間和 pH 對最佳阻垢劑阻垢效率的影響。結果表明，最佳阻垢劑的阻垢效率隨反應溫度升高而降低；當 Ca²?濃度為 1600mg/L 時，80°C、pH8 條件下阻垢率可達 90.7%，且該阻垢劑能有效延緩高溫結垢，使碳酸鈣主要晶體結構從方解石轉變為文石。
• 意義：針對高鹽廢水特點，通過試驗確定不同條件下阻垢劑最佳用量，為高鹽廢水處理中阻垢劑的合理使用提供依據，保障處理系統的穩定運行。