结垢
化学反应产物
锅炉、水壶等容器烧水或供应蒸汽时,硬水中溶解的碳酸氢盐受热分解,析出白色沉淀物,渐渐积累附着在容器上,叫结垢(scaling)。
污垢分类
根据结垢的原因,可将污垢分成以下几种,即:
(1)由固体颗粒在壁面亡的沉淀而形成的垢;
(2)由结晶而造成的垢;
(3)由化学反应而生成的垢;
(4)由腐蚀而形成的垢;
(5)由微生物而生成的垢。
当然这样区分主要是为了研究其结垢的原因,实际上,污垢很少是单一的一种结垢形式,而是一个复合的和各种因素综合在一起形成的结垢过程。
常见积垢
水垢
水垢是工业设备中最常见的积垢类型,因为工业设备大都是以水为介质的。天然水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐碳酸盐硫酸盐氯化物磷酸盐硅酸盐等,其中以溶解形式存在的重碳酸盐,如,最不稳定,容易分解生成难溶的碳酸盐。
腐蚀积垢
金属暴露于大气之中或与介质接触时会产生腐蚀,产物主要有金属氢氧化物氧化物碳酸盐硫化物等。
生物粘泥
由微生物群体及其排泄物与化学污染物、灰尘等组成的黏附在冷却水系统中的换热器、管道、冷却塔、水槽等壁上的胶状沉淀物,称生物粘泥(Living slime)或软泥、软垢。
影响因素
1.温度和温差
2.流体中溶解物质的浓度
3.饱和浓度随温度的变化关系
4.材料的性质和表面状况
5.流体的流速
6.垢层的厚度和剪切强度
7.界面应力和产生晶核接触角
8.设备的结构
造成后果
水垢的导热系数比钢铁的导热系数小数十倍到数百倍。以锅炉举例,锅炉结垢发生以下几种不良成果:(1)糟蹋燃料。锅炉结垢后,使受热面的传热性能变差,为坚持锅炉额定参数,就必需多投加燃料,因此挥霍燃料。(2)受热面破坏。结了水垢的锅炉,受热面两侧的温差增大,金属璧温升高,强度下降,在锅内压力作用下,产生鼓包,甚至引起爆管等严重事故。(3)下降锅炉出力。锅炉结垢后,水垢的天生还会减少受热管内流通截面,增添管内水循环的流动阻力,严重者甚至完整堵塞。这就损坏了锅炉的正常水循环,妨害锅炉内部的传热,降低锅炉的蒸发才能。因此,锅炉出力就会下降。
解决方法
工业中
以油田开采过程举例:
(1)控制物理条件:
影响结垢的因素有温度、压力、水中含盐量、pH值、成垢离子浓度、水的流动状态、管线形状及它的环境等条件。要控制垢的生成,则可以控制和调节其中一些条件,就可以改变盐垢的析出程度,抑制垢的生成。
(2)从水中除去成垢物质:
一般工业循环水可采用软化方法,以减少或除去成垢离子,对于采油站系统,可降低水的pH值,可以、变为气体,再用气提法或真空法除去,以控制CaCO3结垢。
(3)避免不相容的水混合:
一种水有高浓度成垢阳离子,如Ca2+、Ba2+、Sr2+等,另一种水含有高浓度成垢的阴离子,如、、等,若二者相混合,当最终浓度达到过饱和时,就产生沉淀。在油田生产过程中,尽量避免两种不相容的水混合。
(4)加入防垢剂:
使用防垢剂是最常用的控制结垢措施。方法简便易行。根据油田情况,选择相应的防垢剂。
生活中
清洗水壶可加入适量的醋,这样污垢更容易清除。
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 13:45
目录
概述
污垢分类
常见积垢
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