隨著工業(yè)的發(fā)展和生活的需要,水的用量急劇增加。采用循環(huán)冷卻水是節(jié)約水資源的重要途徑。但是在使用過程中,循環(huán)會(huì)含鹽量不斷增加,容易產(chǎn)生水垢堵塞管道,如果不加以處理,將使換熱器的水流阻力加大,水泵的能耗增加傳熱效率降低。
【為什么會(huì)結(jié)垢】
1.水垢是一種鹽的結(jié)晶。循環(huán)水中溶解有各種鹽類,其中以碳酸氫鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2為最多,也最不穩(wěn)定。循環(huán)水通過冷卻塔時(shí)水分不斷蒸發(fā),因?yàn)檎舭l(fā)掉的水中不含鹽分,所以隨著蒸發(fā)量的增大,循環(huán)水的溶解鹽類不斷被濃縮,含鹽量不斷增加。當(dāng)循環(huán)水通過換熱器傳熱表面時(shí),碳酸氫鹽會(huì)受熱分解,反應(yīng)如下:
Ca(HCO3)2 = CaCO3+H2O+CO2
2.冷卻水通過冷卻塔相當(dāng)于一個(gè)曝氣過程,溶解在水中的CO2會(huì)逸出,因此水的pH值會(huì)升高。此時(shí),碳酸氫鹽在堿性條件下也會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):
Ca(HCO3)2 +2OH- =CaCO3+2H2O+CO32-
3.上述反應(yīng)中生成的碳酸鈣屬微溶性鹽,溶解度比碳酸氫鈣小的多。碳酸鈣的溶解度與一般的鹽類不同,不是隨著溫度的升高而升高,而是隨著溫度的升高而降低。因此,在換熱器的傳熱表面上,這些微溶性的鹽很容易達(dá)到過飽和狀態(tài)而從水中結(jié)晶析出。水的流速較小或傳熱面較粗糙時(shí),更易于沉積。
【水垢的控制】
1、去除循環(huán)水中成垢的鈣離子,去除鈣離子后,碳酸鈣無(wú)法結(jié)晶析出。
2、加酸或通入二氧化碳?xì)怏w,降低pH值,穩(wěn)定碳酸氫鹽。
3、投加阻垢劑等
【電化學(xué)法除垢】
主要是基于電化學(xué)原理以及飽和指數(shù)、穩(wěn)定指數(shù)等,預(yù)先去除循環(huán)水中過飽和的鈣離子,降低硬度,這樣碳酸鈣無(wú)法結(jié)晶析出,類似于軟化水,但不同于軟化水。整個(gè)過程無(wú)需水處理藥劑,并且去除一部分另絕大多數(shù)管理人員頭疼的有腐蝕作用的氯離子。
水中的礦物質(zhì)含量處于過飽和狀態(tài)時(shí),就會(huì)結(jié)晶析出。所以如果我們把過飽和的這部分礦物質(zhì)去除,這樣就能防止傳熱表面結(jié)垢。當(dāng)電解時(shí),陰極區(qū)域形成一個(gè)堿性環(huán)境(pH 9.5~14左右),這種強(qiáng)堿性環(huán)境使水垢更容易結(jié)晶析出,并且不允許微生物的存活。但是,整個(gè)冷卻水系統(tǒng)中的pH值不會(huì)改變,反應(yīng)室進(jìn)出口的pH值是相等的。反應(yīng)室水垢累積到一定程度時(shí),系統(tǒng)自動(dòng)刮除水垢排出。循環(huán)水中的鈣離子不斷地結(jié)晶析出在反應(yīng)室并排出,降低了水的硬度。