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結(jié)垢是冷卻水系統(tǒng)中的一個(gè)基本問(wèn)題。水垢會(huì)在熱交換表面形成絕緣屏障，從而干擾熱傳遞。水垢還會(huì)促進(jìn)腐蝕，限制水流并增加水的消耗。
冷卻系統(tǒng)秤的類(lèi)型
當(dāng)超過(guò)溶解的礦物質(zhì)在冷卻水中的溶解度時(shí)，會(huì)形成水垢沉積物。冷卻塔通過(guò)將一定比例的水蒸發(fā)到大氣中來(lái)發(fā)揮作用。這種水是“純凈的”，不包含補(bǔ)充水中發(fā)現(xiàn)的任何溶解的礦物質(zhì)。隨著蒸發(fā)過(guò)程的繼續(xù)，形成水垢的礦物質(zhì)集中在水中。如果不加以檢查，將超過(guò)溶解的礦物質(zhì)的溶解度，導(dǎo)致這些鹽沉淀為水垢沉積物。
有幾個(gè)因素會(huì)影響冷卻水垢的溶解度。通常，水垢沉積物顯示出與溫度成反比的溶解度。隨著溫度的升高（例如在熱交換器和其他傳熱設(shè)備中），水垢的溶解度降低。另一個(gè)影響因素是pH。礦物固體在高pH下溶解度較低。這些因素直接影響系統(tǒng)中形成的冷卻水垢的類(lèi)型和數(shù)量。
鱗片的化學(xué)成分各不相同。大多數(shù)水垢是碳酸鈣，因?yàn)樗抢鋮s水補(bǔ)充用品中常見(jiàn)的水垢形成礦物中溶解度最低的。還發(fā)現(xiàn)單獨(dú)或與碳酸鈣組合的其他垢，例如磷酸鈣，硫酸鈣和二氧化硅。
碳酸鈣是冷卻系統(tǒng)水垢沉積物中最常見(jiàn)的類(lèi)型。這種沉積物通常稱(chēng)為石灰，因?yàn)樗幕瘜W(xué)成分與石灰石相同?；瘜W(xué)是由鈣硬度和碳酸鹽堿度（CaCO-的3）。與冷卻水中碳酸氫根堿度相關(guān)的鈣在較高溫度下反應(yīng)，將碳酸氫根堿度分解為碳酸鹽堿度，然后可與鈣反應(yīng)生成碳酸鈣水垢。碳酸鈣在較高的pH值下溶解度也較低。
磷酸鈣是鈣硬度和正磷酸鹽之間的反應(yīng)形式?；瘜W(xué)上是磷酸三鈣Ca 3（PO 4）2。磷酸鹽通常來(lái)自基于磷酸鹽的冷卻水處理程序，但也可以在市政供水中使用。在較高溫度和較高pH下溶解度較低。它形成類(lèi)似于碳酸鈣的致密沉積物，但可以通過(guò)酸洗程序?qū)⑵涑ァ?/span>
硫酸鈣或石膏很可能在硫酸鹽含量高的冷卻水系統(tǒng)中形成。在使用硫酸控制pH的情況下，這種情況很普遍。硫酸鈣在較高的溫度下往往不易溶解，但與碳酸鈣不同的是，在較低的pH下不易溶解。由于使用非酸性冷卻水處理程序的趨勢(shì)，硫酸鈣水垢并不像幾年前那樣普遍。
二氧化硅沉積物是類(lèi)似于玻璃的涂層，可以在金屬表面形成幾乎不可見(jiàn)的沉積物。二氧化硅的溶解度隨著溫度和pH的升高而增加。這與碳酸鈣水垢恰好相反。結(jié)果，經(jīng)常在冷卻塔填料而不是熱交換器束中發(fā)現(xiàn)二氧化硅。一旦形成，即使使用侵蝕性的酸性清潔劑也很難去除。
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冷卻水處理程序的主要目標(biāo)是防止在熱交換設(shè)備，冷卻塔填料以及系統(tǒng)的低流量區(qū)域中形成水垢沉積物。結(jié)垢控制包括將冷卻水的化學(xué)成分維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以防止水被礦物鹽過(guò)度飽和。這包括對(duì)冷卻塔組成的預(yù)處理，使用晶體改性劑使礦物固體保持可溶以及各種冷卻水聚合物的應(yīng)用。
冷卻塔組成的預(yù)處理
主要形成水垢的礦物是鈣鹽，例如碳酸鈣，硫酸鈣和磷酸鈣。冷卻塔補(bǔ)充液的預(yù)處理可部分或完全去除鈣，這將防止這些水垢的形成。降低鈣硬度和總堿度的預(yù)處理方法（例如冷石灰軟化）和離子交換軟化一樣有效。軟化化妝品可以用鈉代替硬度（鈣和鎂）。鈉非常易溶，不會(huì)形成水垢。但是，通常，這些預(yù)處理步驟專(zhuān)用于高硬度補(bǔ)充水，其中鈣硬度和總堿度嚴(yán)重限制了濃縮周期。
保持礦物固體可溶
最常見(jiàn)的水垢控制方法是保持冷卻水的化學(xué)性質(zhì)，以確保不超過(guò)礦物水垢的溶解度。傳統(tǒng)上，硫酸用于調(diào)節(jié)碳酸鹽和碳酸氫鹽的堿度，以將冷卻水的pH值保持在6.5至7.5范圍內(nèi)。這對(duì)應(yīng)于小于100ppm的總堿度。當(dāng)用于排空控制以將鈣濃度保持在300至400 ppm范圍內(nèi)時(shí)，不會(huì)形成碳酸鈣水垢。
pH控制程序通常會(huì)補(bǔ)充特殊化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)可增強(qiáng)碳酸鈣和其他礦物質(zhì)垢的溶解度。這些包括膦酸酯和聚合物。這些化學(xué)物質(zhì)通過(guò)“抑制”鈣鹽的穩(wěn)定作用來(lái)阻止水垢的形成。通常，碳酸鈣的溶解度可以增加為未經(jīng)化學(xué)處理自然產(chǎn)生的溶解度的1.5至3.0倍。
水晶修飾劑
與防止水垢形成相反，其他處理方法可促進(jìn)水垢的形成，但以鈣污泥的非粘附形式。污泥被帶入循環(huán)水中，在此通過(guò)常規(guī)放氣將其過(guò)濾或除去。
這些產(chǎn)品通常以100％活性聚合物的最高5 ppm的低劑量使用。
冷卻水聚合物
聚合物與pH值控制劑和/或膦酸酯結(jié)合使用，以控制碳酸鈣垢并最大程度地減少懸浮的固體污垢。這些添加劑是低分子量聚合物，在循環(huán)水中的添加量為5至10 ppm。最常見(jiàn)的聚合物是聚丙烯酸酯（PA），聚甲基丙烯酸酯（PMA）和聚馬來(lái)酸酯（PM）。
如果主要考慮磷酸鈣，則當(dāng)鈣硬度超過(guò)350 ppm，正磷酸鹽超過(guò)15 ppm且pH值高于7.5時(shí)，可以使用幾種冷卻水聚合物中的一種來(lái)抑制水垢的形成。最受歡迎的選擇是磺化苯乙烯馬來(lái)酸（SSMA）和改性聚丙烯酸酯。
冷卻水聚合物技術(shù)的最新趨勢(shì)是朝著使用三元共聚物的方向發(fā)展。羧酸水/磺酸鹽官能丙烯酸酯三元共聚物（商品名：Rohm and Haas Acumer 3100）是用于冷卻水系統(tǒng)的更流行的三元共聚物之一。該聚合物將抑制碳酸鈣，磷酸鈣水垢并分散懸浮的固體。在穩(wěn)定鋅和磷酸鹽腐蝕抑制劑方面也有效。典型的劑量是10 ppm作為活性聚合物。也可以使用提供類(lèi)似保護(hù)的其他三元共聚物
總之，通過(guò)將水化學(xué)控制在碳酸鈣飽和點(diǎn)以下，可以防止水垢沉積。推薦使用PH調(diào)節(jié)劑，緩蝕阻垢劑等
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