循环冷却水结垢原理及处理方法

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除垢剂/杀菌灭藻剂/预膜剂/缓蚀阻垢剂/粘泥剥离剂/密闭式缓蚀剂/聚丙烯酰胺/聚合氯化铝等

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一、循环冷却水系统为什么会结垢

1.一般解释

冷却水中溶解有各种盐类，如碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硅酸盐、磷酸盐和氯化物等，它们的一价金属盐的溶解度很大，一般难以从冷却水中结晶析出，但它们的两价金属盐（氯化物除外）的溶解度很小，并且是负的温度系数，随浓度和温度的升高很容易形成难溶性结晶从水中析出，附着在水冷器传热面上成为水垢。如冷却水中的碳酸氢根离子浓度较高，当冷却水经过水冷器的换热面时，受热发生分解，发生如下反应：

Ca(HCO₃)₂  → CaCO₃ ¯  +  H₂O  +  CO₂­

当冷却水通过冷却塔时，溶解于水中的二氧化碳溢出，水的pH值升高，碳酸氢钙在碱性条件下发生如下反应：

Ca(HCO3)₂  +  2OH-  →  CaCO₃ ¯  +  2H₂O  +  CO₃^2-

难溶性碳酸钙可以是无定型碳酸钙、六水碳酸钙、一水碳酸钙、六方碳酸钙、文石和方解石。方解石属三方晶系，是热力学最稳定的碳酸钙晶型，也是各种碳酸钙晶型在水中转变的终态产物。

2.碳酸钙的溶解沉淀平衡。

碳酸钙的溶解度虽然很小，但还是有少量溶解在水里，而溶解的部分是完全电离的。所以在溶液里也出现这样的平衡：

     Ｃａ₂++ＣＯ₃ ^2- →CaCO₃(固)

在一定条件下达到平衡状态时〔Ｃａ²⁺〕与〔ＣＯ₃ ^2-〕的乘积为碳酸钙在此条件下的溶度积K_SP，为一定值。

若此条件下〔Ｃａ²⁺〕× 〔ＣＯ₃ ^2-〕＞ K_SP时，平衡向右移，有晶体析出。

若此条件下〔Ｃａ²⁺〕× 〔ＣＯ₃ ^2-〕＜ K_SP时，平衡向左移，晶体溶解。

注：实际情况下〔Ｃａ²⁺〕× 〔ＣＯ₃ ^2-〕值称为K_CP

二、抑制为结垢的方法

(一)   化学方法

1.     软化

目的：降低水中至垢阳离子的含量

优点：防止结垢效果好

缺点：操作复杂、软化后水腐蚀性增强.

2.     加阻垢缓蚀剂。

目的：使碳酸钙的过饱和溶液保持稳定。

优点：防垢效果好、具有缓蚀作用、针对性强，目前最有效的阻垢手段与方式。

缺点：药剂一般含磷,对环境保护造成压力.

(二)   物理方法（电子防垢）

电子水处理仪中有静电水处理器（带电极），和电子感应水处理器（非接触）两大类。当今世界的物理防垢技术,仅仅停留在实验室效果与理论上，实际工况使用效果都是以失败告终。