名称 | 化学公式 | 结垢的主要因素 |
碳酸钙 | CaCO3 | 二氧化碳分压、温度、含盐量、PH值 |
硫酸钙 | CaSO4·2H2O CaSO4 | 温度、压力、含盐量 |
硫酸钡 硫酸锶 | BaSO4 SrSO4 | 温度、含盐量 |
铁化合物 硫化亚铁 氢氧化铁 氧化铁 | FeCO3 FeS Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 | 腐蚀、溶解气体、PH值 |
结垢的危害
● 降低传热效果
● 引起管道、设备腐蚀
● 降低水流截面积、增加水流阻力和能耗
● 增加清洗费用和停产检修时间
现有方法及其弊端
现有方法 | 基本原理 | 弊端 |
化学药剂 | 化学能 | 污染、腐蚀、成本高 |
电子除垢 | 极化 | 耗能、作用衰减快 |
电解水 | 电解法 | 耗能、释放气体需处理 |
超声波 | 振动 | 耗能、作用衰减快 |
离子棒 | 极化 | 耗能、作用衰减快 |
强磁 | 磁场 | 受温度影响大 |
防垢原理详解
合金的综合电为-0.360V | |
Cu +0.35 | Sn -0.14 |
Ni +0.25 | Zn -0.76 |
Ag +0.79 | Fe -0.40 |
增加溶解度
在亚稳功能合金的电化学作用下,流体特性发生改变,打破原来以H键缔合的大型水分子团,使得以H键缔合的水分子团发生极化变形,提高原有矿物质的溶解度。
自由电子
合金释放出的“自由电子”能被电负性小的离子例如Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2O3等捕获。这使得Ca2+ 、Mg2+ 脱离CO32- 、SO42- 和HCO3- ,形成原子结构(Ca0 、Mg0 )。当它们处于水溶液中时,它们的离子键断裂;或者当它们处于沉淀的固体即垢的状态时,它们的晶格键断裂,从根本上改变垢体结晶成核的趋势或不易形成大尺度晶核。
自由电子
合金释放出的“自由电子”能被电负性小的离子例如Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2O3等捕获。这使得Ca2+ 、Mg2+ 脱离CO32- 、SO42- 和HCO3- ,形成原子结构(Ca0 、Mg0 )。当它们处于水溶液中时,它们的离子键断裂;或者当它们处于沉淀的固体即垢的状态时,它们的晶格键断裂,从根本上改变垢体结晶成核的趋势或不易形成大尺度晶核。
自由电子
合金释放出的“自由电子”能被电负性小的离子例如Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2O3等捕获。这使得Ca2+ 、Mg2+ 脱离CO32- 、SO42- 和HCO3- ,形成原子结构(Ca0 、Mg0 )。当它们处于水溶液中时,它们的离子键断裂;或者当它们处于沉淀的固体即垢的状态时,它们的晶格键断裂,从根本上改变垢体结晶成核的趋势或不易形成大尺度晶核。
CuNiZnM(M:Pb、Sn、Fe、Co、Sb、RE)
半反应 | 标准电极电势(V) | 半反应 | 标准电极电势(V) |
Cu | - | Fe | - |
Cu²++2e-⇌Cu | 0.340 | Fe³++e-⇌ Fe²+ | 0.771 |
Cu²++e-⇌Cu+ | 0.159 | Fe²++2e-⇌ Fe | -0.44 |
Cu++e-⇌Cu | 0.520 | Sb | - |
Ni | - | Sb+3H2O+3e-⇌SbH³+3OH- | -1.338 |
Ni²++2e-⇌Ni | -0.257 | Sb+3H++3e-⇌SbH³ | -0.510 |
Zn | - | Co | - |
Zn²++2e-⇌Zn | -0.7626 | Co²++2e-⇌ Co | -0.277 |
Pb | - | RE | - |
Pb²++2e-⇌Pb | -0.126 | Ce³++3e-⇌Ce | -2.34 |
Pb4++2e-⇌Pb²+ | 1.65 | La³++3e-⇌La | -2.38 |
Sn | - | Er³++3e-⇌Er | -2.32 |
Sn²++2e-⇌Sn | -0.1375 | Y³++3e-⇌Y | -2.37 |
Sn4++2e-⇌Sn²+ | 0.154 |