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      水垢
      發表時間:2016-07-07     閱讀次數:     字體:【

      人類自把水作為熱交換工質之日起,受熱表面和傳熱表面的結垢就成為熱交換工藝中主要困擾問題之一。200余年來,人們對垢種、成垢原因已有充分研究,推出了各種防垢技術,但是至今仍未得到徹底解決;在防垢的同時發展了清洗技術,作為保持受熱面和傳熱表面清潔的輔助手段! 
      水垢是在受熱面或傳熱表面上的附著物。使用天然水作為工作介質的時代,垢是由水中沉淀結晶出來的碳酸鹽,稱作水垢。當硬度鹽類被完全除去后,受熱面自身腐蝕產生的腐蝕產物附著于金屬表面上,仍然和水垢一樣影響傳熱,因此也是垢層。
      1水垢及其鑒別
      在受熱面與傳熱表面上沉積的附著物層均可稱作水垢。在鍋爐中常出現由碳酸氫鈣分解產生的一次水垢和因排污不及時由水渣轉化成的二次水垢;在熱交換器中,尤其是循環冷卻系統中,含有碳酸氫鹽分解產物和微生物污泥。高硅或高硫酸鹽的水可產生極難清洗的硅垢和硫酸鹽垢,即使用經處理后的水這種垢也可形成。例如采取弱堿樹脂進行離子交換時鍋爐水可富集硅酸鹽;用硫酸中和碳酸鹽防垢時,冷卻水高度濃縮可能析出硫酸鈣水垢。
      1.1碳酸鹽水垢及其鑒別
      碳酸鹽水垢是受熱面和傳熱表面上最常見的垢種。在飲用水的茶爐和家用熱水器內產生的大都是碳酸鹽水垢,家庭用的水壺和電熱飲水器中結的也大多是這種垢。碳酸鹽水垢還是低壓蒸汽鍋爐和熱水鍋爐受熱面的主要垢種,也是循環冷卻水系統和熱交換器傳熱表面的主要垢種。
      1.1.1碳酸鹽水垢的基本性狀
      碳酸鹽水垢外觀為白色或灰白色。如果設備有腐蝕時,會染上腐蝕產物的顏色。氧氣豐富時,腐蝕產物以三氧化二鐵為主,垢呈粉紅色或紅色;氧氣供應不足時,腐蝕產物以四氧化三鐵為主,垢呈灰白色或灰褐色。
      碳酸鹽水垢質硬而脆,附著堅牢,難以剝離刮除。自然界中碳酸鹽有多種形式和成分,碳酸鹽水垢也與之相對應。自然界中常見的碳酸鹽有石灰石、大理石、漢白玉和方解石,它們都是碳酸鈣,但是性狀有很大差異,石灰石呈青灰色,大理石研磨后有各種花紋,漢白玉為白色,方解石為白色結晶。水垢類似于大理石和漢白玉,其斷口呈顆粒狀,較厚而且夾雜有腐蝕產物或其他雜質時,由斷口處可觀察到呈層狀沉積的特點。碳酸鹽水垢產生在設備受熱和工質水有濃縮的部位,哪里受熱程度最強烈,哪里結垢就最嚴重。
      1.1.2碳酸鹽水垢的組成
      碳酸鹽水垢中含80%以上碳酸鈣,如果水中硅酸鹽及硫酸鹽含量低且設備不存在腐蝕時,碳酸鈣的含量可達95%左右。碳酸鹽水垢中常含有少量鎂鹽,它以氫氧化鎂形式存在。呈灰白色或粉紅色的碳酸鹽水垢中常含有少量二氧化硅和氧化鐵。進行化學成分分析時,所測得垢中的金屬氧化物及雜質含量的總量不超過60%,其原因是碳酸鹽水垢含有碳酸酐(二氧化碳)和水,它們在用酸分解垢樣時分別進入空氣和溶液中(水),不便用化學方法測量。通常在作水垢成分分析時,把無機碳(碳酸酐)和有機碳(有機物粘泥中可燃部分)都計入灼燒減量中,化合水分和羥基也進入灼燒減量中。如果要測量碳酸酐含量,可采取酸堿滴定法或管式爐灼燒吸收法測量。
      1.1.3碳酸鹽水垢的鑒別特征
        進行化學成分分析可以確認垢種,但是費時較長,費用較高。因此可根據垢的基本性狀并對照各種垢的特點來鑒別垢種。碳酸鹽水垢是各種水垢中最易溶于稀酸的,常見的無機酸與有機酸均可將其溶解。在用酸溶解碳酸鹽水垢時,將產生大量二氧化碳氣泡,這是其主要特征。100g碳酸鹽水垢溶于酸中時,可放出20余升二氧化碳氣體。

       
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