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結(jié)垢是冷卻水系統(tǒng)中的一個基本問題。水垢會在熱交換表面形成絕緣屏障，從而干擾熱傳遞。水垢還會促進腐蝕，限制水流并增加水的消耗。
冷卻系統(tǒng)秤的類型
當超過溶解的礦物質(zhì)在冷卻水中的溶解度時，會形成水垢沉積物。冷卻塔通過將一定比例的水蒸發(fā)到大氣中來發(fā)揮作用。這種水是“純凈的”，不包含補充水中發(fā)現(xiàn)的任何溶解的礦物質(zhì)。隨著蒸發(fā)過程的繼續(xù)，形成水垢的礦物質(zhì)集中在水中。如果不加以檢查，將超過溶解的礦物質(zhì)的溶解度，導致這些鹽沉淀為水垢沉積物。
有幾個因素會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型和數(shù)量。
鱗片的化學成分各不相同。大多數(shù)水垢是碳酸鈣，因為它是冷卻水補充用品中常見的水垢形成礦物中溶解度最低的。還發(fā)現(xiàn)單獨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的類型。這種沉積物通常稱為石灰，因為它的化學成分與石灰石相同?；瘜W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上是磷酸三鈣Ca 3（PO 4）2。磷酸鹽通常來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。它形成類似于碳酸鈣的致密沉積物，但可以通過酸洗程序?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，硫酸鈣水垢并不像幾年前那樣普遍。
二氧化硅沉積物是類似于玻璃的涂層，可以在金屬表面形成幾乎不可見的沉積物。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。
規(guī)模控制方法
冷卻水處理程序的主要目標是防止在熱交換設(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成分維持在規(guī)定的范圍內(nèi)，以防止水被礦物鹽過度飽和。這包括對冷卻塔組成的預(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，不會形成水垢。但是，通常，這些預(yù)處理步驟專用于高硬度補充水，其中鈣硬度和總堿度嚴重限制了濃縮周期。
保持礦物固體可溶
最常見的水垢控制方法是保持冷卻水的化學性質(zhì)，以確保不超過礦物水垢的溶解度。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)。這對應(yīng)于小于100ppm的總堿度。當用于排空控制以將鈣濃度保持在300至400 ppm范圍內(nèi)時，不會形成碳酸鈣水垢。
pH控制程序通常會補充特殊化學物質(zhì)，這些化學物質(zhì)可增強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。這些化學物質(zhì)通過“抑制”鈣鹽的穩(wěn)定作用來阻止水垢的形成。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，在此通過常規(guī)放氣將其過濾或除去。
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。最常見的聚合物是聚丙烯酸酯（PA），聚甲基丙烯酸酯（PMA）和聚馬來酸酯（PM）。
如果主要考慮磷酸鈣，則當鈣硬度超過350 ppm，正磷酸鹽超過15 ppm且pH值高于7.5時，可以使用幾種冷卻水聚合物中的一種來抑制水垢的形成。最受歡迎的選擇是磺化苯乙烯馬來酸（SSMA）和改性聚丙烯酸酯。
冷卻水聚合物技術(shù)的最新趨勢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。也可以使用提供類似保護的其他三元共聚物
總之，通過將水化學控制在碳酸鈣飽和點以下，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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