随着工业的发展和生活的需要,水的用量急剧增加。采用循环冷却水是节约水资源的重要途径。但是在使用过程中,循环会含盐量不断增加,容易产生水垢堵塞管道,如果不加以处理,将使换热器的水流阻力加大,水泵的能耗增加传热效率降低。
【为什么会结垢】
1.水垢是一种盐的结晶。循环水中溶解有各种盐类,其中以碳酸氢盐如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2为最多,也最不稳定。循环水通过冷却塔时水分不断蒸发,因为蒸发掉的水中不含盐分,所以随着蒸发量的增大,循环水的溶解盐类不断被浓缩,含盐量不断增加。当循环水通过换热器传热表面时,碳酸氢盐会受热分解,反应如下:
Ca(HCO3)2 = CaCO3+H2O+CO2
2.冷却水通过冷却塔相当于一个曝气过程,溶解在水中的CO2会逸出,因此水的pH值会升高。此时,碳酸氢盐在碱性条件下也会发生如下反应:
Ca(HCO3)2 +2OH- =CaCO3+2H2O+CO32-
3.上述反应中生成的碳酸钙属微溶性盐,溶解度比碳酸氢钙小的多。碳酸钙的溶解度与一般的盐类不同,不是随着温度的升高而升高,而是随着温度的升高而降低。因此,在换热器的传热表面上,这些微溶性的盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。水的流速较小或传热面较粗糙时,更易于沉积。
【水垢的控制】
1、去除循环水中成垢的钙离子,去除钙离子后,碳酸钙无法结晶析出。
2、加酸或通入二氧化碳气体,降低pH值,稳定碳酸氢盐。
3、投加阻垢剂等
【电化学法除垢】
主要是基于电化学原理以及饱和指数、稳定指数等,预先去除循环水中过饱和的钙离子,降低硬度,这样碳酸钙无法结晶析出,类似于软化水,但不同于软化水。整个过程无需水处理药剂,并且去除一部分另绝大多数管理人员头疼的有腐蚀作用的氯离子。
水中的矿物质含量处于过饱和状态时,就会结晶析出。所以如果我们把过饱和的这部分矿物质去除,这样就能防止传热表面结垢。当电解时,阴极区域形成一个碱性环境(pH 9.5~14左右),这种强碱性环境使水垢更容易结晶析出,并且不允许微生物的存活。但是,整个冷却水系统中的pH值不会改变,反应室进出口的pH值是相等的。反应室水垢累积到一定程度时,系统自动刮除水垢排出。循环水中的钙离子不断地结晶析出在反应室并排出,降低了水的硬度。