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热交换设备为何结垢?
发布者:热交换设备  发布时间:2017-7-25 13:40:32  点击:433

工业热交换设备中积结污垢主要是由以下几方面原因造成的。

反常溶解度盐类温度升高时析出

具有反常溶解度的难溶性无机化合物,在水温度升高时溶解度减小,达到饱和溶解度时从水中沉积析出形成水垢。

大部分无机盐在水中的溶解度随水温升高而增大,但有些盐类化合物在水中的溶解度却随着水温升高而呈减小趋势,称为反常溶解度现象。

在工业热交换设备工艺水中,具有反常溶解度的物质通常是Ca2+、Mg2+与高价无机阴离子形成的盐类以及在高pH值条件下形成的氢氧化合物。如:Ca(HCO3)2、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4、MgSO4Mg(OH)2等。这些化合物在水温升高时,溶解度迅速下降而达到饱和或过饱和状态,在过饱和工艺水溶液中生成固相结晶胚芽,并逐渐变为具有无定形或晶形结构的颗粒,接着相互聚附,形成结晶或絮团而沉积在设备受热面上形成水垢。

这类化合物对温度的变化十分敏感,如水中CaCO3结垢受温度影响很大,55℃以下,结垢速度很慢;当水温超过55℃时,CaCO3就急剧析出。

难溶化合物蒸发浓缩析出

在蒸汽锅炉和敞开式冷却循环水系统,随着工艺水不断被蒸发,溶解在水中的各种难溶性盐类化合物也随之被浓缩。原来处在不饱和溶解状态的各种盐类化合物,在工艺水蒸发过程中因浓缩达到饱和溶解度,蒸发过程破坏了难溶化合物的非饱和溶解平衡状态,使难溶化合物和固相盐类从工艺水中结晶析出,沉积在传热面上形成水垢。


易溶盐受热分解为难溶化合物析出

热交换设备工艺水中的某些易溶性盐类化合物,在受热条件下可分解成溶解度很小的难溶化合物,当这些难溶化合物达到饱和溶解度时,就会从工艺水中沉积析出形成水垢。

如溶解度较大的钙(Ca)、镁(Mg)、重碳酸盐受热时容易发生化学分解反应,转变为溶解度极小的碳酸盐析出:

Ca(HCO3)2 = CaCO3↓ + H2O + CO2

Mg(HCO3)2 = MgCO3↓ + H2O + CO2

MgCO3的溶解度比CaCO3大六倍以上,MgCO在水中会很快水解转化成溶解度更小的Mg(OH)2

MgCO3 + H2O → Mg(OH)2↓ + CO2



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