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熱交換設備為何結垢?
發布者:熱交換設備  點擊:729

工業熱交換設備中積結污垢主要是由以下幾方面原因造成的。

反常溶解度鹽類溫度升高時析出

具有反常溶解度的難溶性無機化合物,在水溫度升高時溶解度減小,達到飽和溶解度時從水中沉積析出形成水垢。

大部分無機鹽在水中的溶解度隨水溫升高而增大,但有些鹽類化合物在水中的溶解度卻隨著水溫升高而呈減小趨勢,稱為反常溶解度現象。

在工業熱交換設備工藝水中,具有反常溶解度的物質通常是Ca2+、Mg2+與高價無機陰離子形成的鹽類以及在高pH值條件下形成的氫氧化合物。如:Ca(HCO3)2、CaCO3、Ca(OH)2、CaSO4、MgSO4、Mg(OH)2等。這些化合物在水溫升高時,溶解度迅速下降而達到飽和或過飽和狀態,在過飽和工藝水溶液中生成固相結晶胚芽,并逐漸變為具有無定形或晶形結構的顆粒,接著相互聚附,形成結晶或絮團而沉積在設備受熱面上形成水垢。

這類化合物對溫度的變化十分敏感,如水中CaCO3結垢受溫度影響很大,55℃以下,結垢速度很慢;當水溫超過55℃時,CaCO3就急劇析出。

難溶化合物蒸發濃縮析出

在蒸汽鍋爐和敞開式冷卻循環水系統,隨著工藝水不斷被蒸發,溶解在水中的各種難溶性鹽類化合物也隨之被濃縮。原來處在不飽和溶解狀態的各種鹽類化合物,在工藝水蒸發過程中因濃縮達到飽和溶解度,蒸發過程破壞了難溶化合物的非飽和溶解平衡狀態,使難溶化合物和固相鹽類從工藝水中結晶析出,沉積在傳熱面上形成水垢。


易溶鹽受熱分解為難溶化合物析出

熱交換設備工藝水中的某些易溶性鹽類化合物,在受熱條件下可分解成溶解度很小的難溶化合物,當這些難溶化合物達到飽和溶解度時,就會從工藝水中沉積析出形成水垢。

如溶解度較大的鈣(Ca)、鎂(Mg)、重碳酸鹽受熱時容易發生化學分解反應,轉變為溶解度極小的碳酸鹽析出:

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在水中會很快水解轉化成溶解度更小的Mg(OH)2

MgCO3 + H2O → Mg(OH)2↓ + CO2


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