硫酸钙工业结垢体的处理研究.pdf

硫酸钙工业结垢体的处理研究徐亚慧摘要：叙述了工业硫酸钙结垢体的危害、形成原因、处理的重要性以及去除处理方法并阐述了硫酸钙晶体结垢体处理重在抑制与预防探讨了相应的物理和化学的抑制与处理方法并分析了影响硫酸钙结垢体处理的因素。Abstract：Thispaperdescribestheharmformationreasonsdisposeingimportanceandremovalmethodsofcalciumsulfatescalebodyinindustryexpoundstheinhibitionandpreventionoftreatmentofcalciumsulfatecrystalscaleformationprobesintothecorrespondingphysicalandchemicalinhibitionandtreatmentmethodsandanalyzesthefactorsaffectingofcalciumsulfatescaleformationtreatment.关键词：硫酸钙;结垢体;处理0引言硫酸钙是一种无色或白色正交晶体四面体晶体结构相对密度2.32熔点1450℃莫氏硬度3质地坚硬拉伸强度20.5GPa微溶于酸和铵盐溶液在大多数有机溶剂中难以溶解自然界中以石膏矿形式存在硫酸钙的溶解度呈特殊的先升高后降低状况。在工业上硫酸根离子与钙离子发生沉淀反应生成硫酸钙沉积在设备与管道表层造成管路堵塞、影响传质传热效果增大了水流阻力和输送能量引起管道和设备腐蚀损坏使用寿命缩短严重时造成工厂停产形成巨大的经济损失成为重大的安全隐患。硫酸钙结垢成为许多工业企业难以避免的问题并且因为硫酸钙硬度高、密度大、机械强度大并且难溶于大多的酸碱化学溶剂常规的机械处理、化学处理方式难以将其有效清除[1]。1目前硫酸钙去除的方法与措施目前硫酸钙垢体形成的机理目前普遍认为主要包括晶体成核生长诱导理论[2]和晶体溶解平衡析晶理论宏观表现为硫酸钙结晶析出、附着壁面、覆盖壁面三个过程。而硫酸钙去除的方法与措施目前也有很多包括机械除垢法、碱煮酸洗法、废水硬度降低法、硫酸根去除法、超声波除垢法等等。在工业应用中通常除了考虑除垢效率和效果还会综合考虑结垢管道及设备构造、垢体去除成本及废液废渣的处理等方面的因素。1.1机械除垢法采用机械外力对硫酸钙垢层进行清理包括切割、研磨、敲击、振打、钻孔等等处理方式对附着的硫酸钙进行去除该方法通常需要系统停机处理甚至拆卸掉相关结垢层的部件劳动强度大、费时费力且难以彻底去除垢质另外存在着诸多的安全隐患仅适用于特殊的工况环境条件下使用具有极大的局限性。1.2碱煮酸洗法该方法属于硫酸钙去除的传统方法。硫酸钙垢层致密且硬度大直接使用盐酸难以将其溶解通常在酸洗前用片碱和纯碱进行碱煮处理该反应能使硫酸钙垢层松脱、转化成为溶于盐酸洗液的碳酸盐垢[3]主要反应如下：CaSO4+2NaOH——Ca（OH）2+Na2SO4CaSO4+Na2CO3——CaCO3+Na2SO4再将其进行酸洗处理并结合机械剥离作用从而实现去除沉积的硫酸钙垢的目的主要反应如下：CaCO3+2HCl——CaCl2+H2O+CO2最后可以使用少量的磷酸钠和片碱溶液冲洗中和残留酸液同时可起到钝化层的作用对管道和设备形成保护效果。1.3硫酸根去除法采取措施如投加CaCl2等将水体中的SO42-离子浓度降低从而减少硫酸钙垢的生成。但垢体减少的同时水体中Cl-离子的浓度大幅提升造成氯根超标从而容易对排污管网材料造成腐蚀也形成新的二次污染影响管网的维护运行需对管网进行特殊防腐处理或采用相应防腐材质造成后继运行费用高昂。1.4超声波除垢法超声波作为一种高频高能波具有穿透能力强、方向性好的特点它利用超声波传播时与接触的液体介质产生一系列的相关效应将相应的震荡能量作用在除垢界面上以水或其它混合溶液为载体产生微量能量场使硫酸钙垢体物质能量场发生改变利用超声波的空化作用、活化作用、剪切作用、抑制作用在器壁面和垢体间形成巨大的剪切应力能够使硫酸钙垢层疲劳、纹裂、疏松进而使垢质层崩解、脱落、破碎、分散去除可有效去除垢体以及预防垢体的生成尤其是重点部位的垢体同时兼有杀菌消毒与清洗的功能。