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冷卻水系統中的水垢是如何形成的?

02/20/2013  

     在循環冷卻水系統中,水垢是由過飽和的水溶性組分形成的。水中溶解有各種鹽類,如重碳酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽、氯化物、硅酸鹽等,其中以溶解的重碳酸鹽如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2最不穩定,極容易分解生成碳酸鹽。因此,當冷卻水中溶解的重碳酸鹽較多時,水流通過換熱器表面,特別是溫度較高的表面,就會受熱分解,其反應如下:

 Ca(HCO3)2 → CaCO3↓+H2O+CO2↑

當循環水通過冷卻塔,溶解在水中的CO2會溢出,水的pH值升高,此時,重碳酸鹽在堿性條件下也會發生如下反應:                

Ca(HCO3)2+2OH¯ → CaCO3↓+2H2O+CO23¯

如水中溶有適量的磷酸鹽與鈣離子時,也將產生鱗酸鈣的沉淀:

2PO34¯+3Ca2+ → Ca3(PO4)2↓

上述一系列反應中生成的CaCO3和Ca3(PO4)2等均屬微溶性鹽,它們的溶解度比起Ca(HCO3)2要來小的多。同時,它們的溶解度與一般的眼淚還不同,其溶解度不是隨著溫度的升高而加大,而是隨著溫度的升高而降低。因此,在換熱器傳熱表面上在,這些微溶性鹽很容易到達到過飽和狀態而從水中結晶析出,尤其當水流速度小或傳熱面較粗糙時,這些結晶沉淀物就會沉積在傳熱表面上,形成了通常所謂的水垢。由于這些水垢結晶致密,比較堅硬,又稱為硬垢。常見的水垢組成為:碳酸鈣、硫酸鈣、磷酸鈣、鎂鹽、硅酸鹽。

 

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