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硫酸盐垢

发表时间:2020-11-24

                                           硫酸盐垢

硫酸钙在水中的溶解度比较小,当水温大于40℃时,它的溶解度也是随着温度的升高而降低的。硫酸钙在水中的溶解度尽管较小,但与碳酸钙相比,它的溶解度相对来说要大得多。硫酸盐是强酸盐,故它的酸根在水中一般只有一种形式SO42-存在。

在正常的天然水中,SO42-的含量是有限的。在一般受热或煮沸条件下,硫酸钙不会达到饱和而结垢。SO42-含量较高的水除外。硫酸盐垢一般都是在水分大量蒸发,SO42-高度浓缩之后,在水中达到饱和而沉积出来的很坚实的水垢。其主要成分是CaSO4,有时也含少量MgSO4,可能因水质不同而略有差异。一般CaSO4含量在50%以上时为黄白色垢,这种情况比较多。硫酸盐垢一旦生成,它在水中的自然溶解很慢。当垢层较厚时,便会影响锅炉的传热效率和产气率,增加能量消耗,必要时就需用化学清洗方法来除去它,下面分述硫酸盐水垢形成的条件过程及其性质与除去方法。

1.硫酸盐垢的生成

硫酸镁在水中是易溶盐,它的溶解度远远大于硫酸钙的溶解度。对浓缩的天然水来说,除非水被蒸发干,否则是不会沉淀出硫酸镁的。由于硫酸钙的溶解度较小,而且在天然水中钙的含量一般又比镁的含量高,所以我们主要应考虑硫酸钙垢的生成问题。

                        硫酸钙在不同温度下的溶解度

温度℃

0

10

30

40

50

70

100

CaSO4·2H2O

g/l

1.76

1.93

2.09

2.10

2.04

1.97

1.62

从上表中可以看出,温度在50℃以上时,硫酸钙在水中的溶解度是随着温度的升高而降低的。在蒸汽锅炉中,由于水被浓缩,就有可能生成硫酸钙垢。特别是在向火侧,由于壁温高,汽化浓缩速度快,故硫酸钙垢较易生成,并且生长的也快。该处的垢相对背火侧来说也较厚,现场实际情况就是如此。显然,补充水中Ca2+离子和SO42-离子浓度越高,浓缩倍数越大,较易形成硫酸盐垢。为了防止硫酸盐垢的形成,就要根据补充水的组分含量,来限制其浓缩倍数。

       判断硫酸钙结垢的可能性,可以用上述饱和溶解度的方法,也可按最大溶度积的方法来判断,后者适用于Ca2+离子当量浓度不等于SO42-离子当量浓度时的情况。

       另外,在硫酸钙垢生成的同时,往往也有碳酸盐垢生成析出,除非它已事先被加热除去。

      再用硫酸调整循环水的PH值时,更要注意因SO42-过量,而产生硫酸钙水垢。

2.硫酸盐垢的溶解方法

硫酸钙是强酸盐,所以不能再用强酸来溶解。应先用碱处理,其机理如下:

         CaSO4+2NaOHCa(OH)2+Na2SO4

      氢氧化钠对硫酸钙垢所起的作用不仅有溶解作用,也有剥蚀作用。工业用20%NaOH浸泡。某炼油厂锅炉管内硫酸钙结垢严重,管内40%空间被堵死,垢平均厚度达15mm。这时用20%NaOH常温浸泡六天,约70%的垢被除掉,再用20%NaOH常温浸泡三天,垢全被清除掉。

      对于碳酸钙和硫酸钙混合垢,单独用酸或碱处理,效果都不是很好,用酸和碱交替处理则比较好。可先用10%HCL处理,用清水洗净后,再用20%NaOH处理。

 

 

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