青岛蓝清源环保公司设有省级废热回收系统及化工设备研究所,从事废水零排放系统设备、废(汽)气回收系统设备、化工节能设备的开发研究和改进工作。作为国内weiyi一家废热板式(管式)蒸发器技术的成功开发者,已获得了专利,专利号为200820025888.4。
硫酸钙,蒸发结晶,石膏晶种法
青岛蓝清源环保公司石膏晶种法防止硫酸钙结垢技术在蒸发结晶过程中的应用:
在蒸发系统中,由于溶液中钙镁离子及硫酸根离子的存在,经常会发生换热管结垢从而造成换热系数的下降以及管道堵塞的情况。据有关资料显示,结垢 0.5 mm,传热系数下降 30%,结垢1 mm 则降低 50%,由于结垢,造成热量损失,产量降低,严重影响蒸发过程连续化及自动化运行。硫酸钙垢是化学清洗中较难清洗的垢物。当前除硫酸钙垢的方法各有利弊,仍需进一步改进并研究新型除垢工艺。
通过对硫酸钙结垢机理的分析及相关小试、规模化生产以及大量相关实际应用经验,采用石膏晶种法来防止硫酸钙结垢是一种成熟、操作性强的应用技术。
溶液浓缩时其中的硫酸钙,随着温度升高、溶液不断浓缩,其浓度相应逐渐增大,当其浓度超过溶解度之后会生成沉淀析出,并沉积在传热表面上,从而形成致密坚硬的硫酸钙垢。其结垢过程大致分为硫酸钙结晶析出,向壁面附着,覆盖于壁面三个步骤。当溶液中的成垢离子(Ca2+、 42-)SO 浓度高于溶解平衡时的浓度,达到一定数值后,由于溶液中阴、阳离子之间电荷的相互作用,形成离子对,大量的离子对彼此聚集,就有可能形成晶核并继续生长,从溶液中析出形成硫酸钙晶体,这一过程是在溶液主体中进行的;溶液中的硫酸钙晶体由于浓度差的作用而向壁面扩散,终完全覆盖于加热壁面上,此时结垢过程为传质控制;此外,溶液中的 Ca2+和SO42-也会由于浓度差的作用而向壁面扩散,并附着于壁面上,在电荷引力的作用下相互连接在壁面上形成硫酸钙结晶,终完全覆盖于加热壁面,此时结垢过程为化学反应控制。
影响CaSO4结垢的因素:
1、 温度:CaSO4 在水中的溶解度取决于温度。40℃时 CaSO4 在水中的溶解度大,随着温度升高,溶解度逐渐降低。
2、 矿化度:由于盐析效应,矿化度直接影响CaSO4 在水中的溶解度。CaCO3 和CaSO4 结晶、析出并沉淀,使矿化度降低,可在一定程度上加速 CaSO4 的成垢速度。
3、 流速:对于硫酸钙这种逆溶解度特性的垢,循环水流速越低,温度越高,越容易结垢。这是因为硫酸钙垢随流速增加沉积物卸脱速率也在增加,结垢速率随流速增加而降低。
4、换热器材质、壁面光洁度等对 CaSO4 结垢程度和结垢部位也有影响。
5、换热管内溶液沸腾:在蒸发过程中,要维持换热器与分离室间有足够的静夜柱,从而防止因溶液在换热管内沸腾在换热器内产生过饱和度。
6、循环量:循环量的高低不仅意味着换热管内流速的大小,也意味着溶液在通过换热器时进出口的温升,温升越大越容易造成在换热管内沸腾,反之则越不容易。


(作者:高经理 来源:青岛蓝清源环保科技有限公司)