工业循环水中水垢的形成和控制

一、水垢的形成

水垢一般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸钙(镁)等微溶盐组成。这些盐的溶解度很小，如在0℃时，CaCO3的溶解度是20mg/L，Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L，而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低，因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而结晶析出，当水流速度较小或传热面较粗糙时，这些结晶就容易沉积在传热表面上形成水垢。

二、水垢的控制方法：

1、从水中除去成垢离子，包括离子交换法和石灰软化法等；

（1）离子交换树脂法：离子交换树脂法就是让水通过离子交换树脂，将Ca2+、Mg2+从水中置换出来并结合在树脂上。用离子交换法软化补充水，成本较高。因此只有补充水量小的循环冷却水系统采用

（2）石灰软化法：补充水未进入循环冷却水系统前，在预处理时就投加适当的石灰，让水中的碳酸氢钙与石灰在澄清池中预先反应，生成碳酸钙沉淀析出，从而除去水中的Ca2+。

2、加酸或通CO2气体，降低PH，稳定重碳酸盐

通常是加硫酸，加酸法目前仍有使用，由于硫酸加入后，循环水PH会下降，如不注意控制,而加酸过多，则会加速设备的腐蚀。通CO2气体同样应注意控制好PH值，否则CO2溢出，CaCO3在塔内结晶，堵塞填料，形成钙垢转移现象。该方法在某些化肥厂、化工厂及电厂等有CO2气体源的企业仍有推广使用的价值。 

3投加阻垢剂

投加阻垢剂在循环水中投加阻垢剂，破坏CaCO3的结晶增长过程，以达到控制水垢形成的目的。目前常用的阻垢剂有聚磷酸盐、有机多元膦酸、有机磷酸脂、聚丙烯酸盐等，这也是目前应用最广的控制水垢的方法。

三、污垢的控制方法

1、 降低补充水浊度

循环水系统的补充水，其浊度愈低，带入系统中可形成污垢的杂质就愈少。干净的循环水不易形成污垢，当补充水浊度低于5mg/L以下，如城镇自来水、井水等，可以不作预处理直接进入系统。当补充水浊度高时，必须进行预处理，使其浊度降低。预处理技术：混凝技术、澄清技术、过滤技术、软化技术等。

2、 做好循环冷却水水质处理

冷却水在循环使用过程中，如不进行水质处理，必然会产生水垢或对设备腐蚀，生成腐蚀产物。同时必然会有大量菌藻滋生，从而形成污垢。

3、 投加分散剂

在进行阻垢、防腐和杀生水质处理时，投加一定量的分散剂，也是控制污垢的好方法。分散剂将粘合在一起的泥团杂质等分散成微粒使之悬浮于水中，随着水流流动而不沉积在传热表面上，从而减少污垢对传热的影响。

4、 做好旁滤处理

一般细菌形成的粘泥以及被杀死细菌尸体、剥离下来的生物粘泥有70%以上是通过旁滤器排出循环水系统之外。一般大于1000t/h的循环水系统设计要求旁滤量不低于循环量的5%。对于存在化学泄漏的循环水系统一般旁漏量在7%以上为宜。并定时、定人反洗，及做好旁滤器维护工作。

5、 保障循环水压力及流速

在循环水设计规范中要求循环水冷却水侧流速管程水流速大于 12 0.9米/秒，壳程大于0.3米/秒，热负荷强度小于5×104千卡/米2·小时。对于有氨、油、硫化物，有机化学品泄漏的系统，水流速度应增加20%～50%。