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一、 沉积物的分类
循环冷却水系统在运行的过程,会有各种物质沉积在换热器的传热管表面。这些物质统称为沉积物。它们主要是由水垢(scale)、淤泥(sludge)、腐蚀产物(corroison products)和生物沉积物(biological deposits)构成。
(1) 水垢
天然水中溶解有各种盐类,如重碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等。其中以溶解的重碳酸盐如(Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2为最多,也最不稳定,容易分解生成碳酸盐。因此,如果使用含重碳酸盐较多的水作为冷却水,当它通过换热器传热表面时,会受热分解:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+H2O+CO2↑
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。此进,重碳酸盐在碱性条件下也会发生如下的反应。
Ca(HCO3)2+2OH-=CaCO3↓+2H2O+CO32-
当水中溶有氯化钙时,还会产生下列置换反应:
CaCL2+CO32-=CaCO3↓+2CL-
如水中溶有适量的磷酸盐时,磷酸根将与钙离子生成磷酸钙,其反应为:
上述一系列反应中生成的碳酸钙和磷酸钙均属微溶性盐,它们的溶解度比氯分钙和重碳酸钙要小得多。在20oC时,氯化钙的溶解度是37700mg/L;在0oC时,重碳酸钙的溶解度是2630 mg/L;而碳酸钙的溶解度只有20 mg/L,磷酸钙的溶解度就更小,是0.1 mg/L。此外,碳酸钙和磷酸钙的溶解度与一般的盐类不同。它们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,这些微溶性盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出。当水流速度比较小或传热面比较粗糙时,这些结晶沉积物就容易沉积在传热表面上。
此外,水中溶解的硫酸钙、硅酸钙、硅酸镁等,当其阴阳离子浓度乘积超过其本身溶度积时,也会生成沉淀积在传热表面上。
这类沉积物通称为水垢。因为这些水垢都是由无机盐组成,故又称为无机垢;由于这些水垢结晶致密,比较坚硬,故又称为硬垢。它们通常牢固地附着在换热表面上,不易被水冲洗掉。【湖州中央空调清洗公司】
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