水处理化学必备知识---水垢（干货）

汇报人：一气贯长空水处理化学必备知识-水垢2024-03-04目录目录水垢对锅炉的影响水垢的成因和分类水垢成分分析水垢对锅炉效率和安全的影响防止水垢生成的方法01水垢对锅炉的影响Chapter 水垢导致受热面导热能力下降水垢导热系数低导热系数通常仅为金属的1/5-1/10，导致热量传递受阻。影响锅炉效率与安全水垢使得受热面温度升高，水温上升缓慢，降低锅炉热效率，甚至可能引发安全事故。水垢导热能力随温度降低随着温度升高，导热系数进一步下降，使热量传递更加困难。水垢阻碍热量传递，使受热面金属温度升高，超过其承受范围会导致过热。金属过热风险爆管风险缩短使用寿命金属过热降低其强度，增加变形和损坏风险，严重时可能引发爆管事故。水垢加速金属腐蚀和老化，对锅炉的长期使用造成威胁。030201水垢引起的金属过热和爆管风险123使用强酸或强碱进行化学除垢时，这些化学物质会腐蚀金属内壁，导致金属变薄、强度降低。化学除垢的腐蚀影响机械除垢虽然不直接导致腐蚀，但高压水力或气动工具的使用可能使内壁表面粗糙，增加水垢的附着性。机械除垢的潜在问题无论是化学还是机械除垢，都需要选择合适的除垢方法和技术，以避免对金属内壁造成严重的腐蚀和损伤。选择合适的除垢方法化学除垢和机械除垢对金属内壁的腐蚀02水垢的成因和分类Chapter03硅酸盐水垢的生成水中溶有的硅酸根离子与钙镁离子结合，生成溶解度较小的硅酸盐水垢。01碳酸氢钙和碳酸氢镁的分解水中溶有一定数量的碳酸氢钙和碳酸氢镁，这些盐类在受热过程中会发生分解反应，生成碳酸钙和氢氧化镁等沉淀物。02硫酸钙和氯化钙的转化水中溶有的硫酸钙和氯化钙等盐类，在受热过程中会发生转化反应，生成溶解度较小的磷酸钙和其他磷酸盐类沉淀物。水中钙镁盐类受热分解或转化水中的碳酸氢根离子和氢氧根离子结合，生成溶解度较小的碳酸盐水垢。碳酸盐水垢的生成水中的磷酸氢根离子和氢氧根离子结合，生成溶解度较小的磷酸盐水垢。磷酸盐水垢的生成水中的硫酸根离子和氢氧根离子结合，生成溶解度较小的硫酸盐水垢。硫酸盐水垢的生成与碱性物质反应生成沉淀主要由碳酸钙和碳酸镁组成，通常呈白色或无色，质地较软，易于去除。主要由磷酸钙组成，通常呈灰白色或褐色，质地较软，易于去除。主要由铁锈组成，通常呈红褐色或黑色，质地较软，易于去除。主要由硫酸钙组成，通常呈白色或无色，质地较硬，难以去除。主要由硅酸钙组成，通常呈白色或无色，质地较硬，难以去除。碳酸盐水垢硫酸盐水垢磷酸盐水垢硅酸盐水垢锈垢碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、磷酸盐水垢、硅酸盐水垢和锈垢的分类03水垢成分分析Chapter将白色水垢置于热水中观察无溶解、崩解现象，再将其置于3%(1：10)盐酸溶液中，若室温下迅速溶解并产生大量气泡，则确定为碳酸盐水垢。铁锈水垢呈黑褐色或红褐色，密度较大，约为一般水垢密度的一倍以上。在热的6盐酸中缓慢溶解，所得溶液呈黄绿色。取少量溶液加入10%氨水中，若生成氢氧化铁的棕色沉淀，则证明为锈垢。碳酸盐的分析方法锈垢的分析方法碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐、硅酸盐和锈垢的分析方法碳酸盐垢的溶解锅炉中常见的水垢，由碳酸氢钙和碳酸氢镁组成。高温高压下转化为碳酸钙和碳酸镁沉淀。使用盐酸可溶解为氯化钙和氯化镁，从而去除。硫酸盐垢的溶解由硫酸钙组成的水垢。高温高压下转化为硫酸钙沉淀。使用硫酸可溶解为硫酸氢钙和硫酸二氢钙，但需注意硫酸钙溶解度低，水垢较厚时不宜使用。硅酸盐垢的溶解由二氧化硅和钙镁离子组成的水垢。高温高压下转化为硅酸钙和硅酸镁沉淀。使用氢氟酸可溶解为氟化钙和氟化镁，但需注意氢氟酸具有较大毒性，使用时需采取安全措施。磷酸盐垢的溶解由磷酸钙组成的水垢。高温高压下转化为磷酸钙沉淀。使用磷酸酸可溶解为磷酸氢钙和磷酸二氢钙，实现去除。碳酸盐用盐酸溶解04水垢对锅炉效率和安全的影响Chapter形成原因水垢由水中溶解的钙、镁等离子的沉积形成，这些离子在锅炉中不断沉积，降低锅炉受热面的传热效率。导热系数差异水垢的导热系数仅为钢铁的1/5-1/4，表明其导热性能较差。环境变化的影响随着温度和压力的变化，水垢的导热系数可能进一步降低，进一步影响锅炉效率。水垢导热系数低，影响锅炉效率增加运行成本和环境污染水垢减少锅炉传热面积，需增加燃料消耗维持热量输出，既增加运行成本，又可能加剧环境污染。威胁锅炉安全运行水垢生成和沉积可能引发气体或液体泄漏、压力波动等问题，对锅炉的安全运行构成威胁。影响锅炉寿命水垢的导热性能较差，易导致锅炉受热面局部过热，超出钢材承受限度时，会发生蠕变、松弛等现象，缩短锅炉使用寿命。水垢对锅炉寿命和安全运行的影响水质变硬水垢的形成导致钙、镁等离子浓度增加，造成水质变硬。硬水会对锅炉等设备产生腐蚀和结垢，加速其损坏。影响生态水垢导致溶解氧含量降低，影响鱼类生存和繁殖。同时，水垢沉积减少水体有效容积。土壤与植物影响水垢增加其他溶解物质浓度，如氯离子浓度上升可能导致土壤板结、植物枯萎等生态问题。水垢对水质的影响05防止水垢生成的方法Chapter通过加入硫酸，使碳酸氢盐转变为硫酸盐，将暂时硬度转为永久硬度，从而避免碳酸钙垢的形成。硫酸中和法这是一种古老的水软化方法，利用石灰降低水的碱度和硬度，并部分去除硅。加入石灰可有效消除水的暂时硬度。石灰沉淀法水通过装有钠型强酸型阳离子交换树脂时，钙镁离子被树脂中的钠离子置换，使水软化。对于硬度较大的水，可采取多级串联离子交换或与其他技术联用，如电渗析或反渗透，以去除钙镁离子。离子交换树脂软化水阻垢剂能扩大介稳区域，防止水垢生成。阻垢剂吸附于晶核，阻碍微晶核的长大或使晶体结构变形，变得疏松膨胀不易聚沉。常用的无机阻垢剂有磷酸三钠和六偏磷酸钠，有机阻垢剂有膦酸盐和聚羧酸型阻垢剂，如水解聚马来酸酐(HPMA)和乙工胺四亚甲基膦酸(EDTMP)、次氨基三亚甲基膦酸(ATMP)。无机和有机阻垢剂配合使用效果更佳。加阻垢剂(水质稳定剂)的方法感谢观看THANKS