工業(yè)生產(chǎn)中,水常作為冷卻介質(zhì)用于換熱設(shè)備及機(jī)泵等。循環(huán)水中的硬度雜質(zhì)易形成水垢,導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備熱傳導(dǎo)惡化,傳熱面超溫過(guò)熱,引發(fā)鼓皰、裂紋、爆管等安全事故。因污垢?jìng)鳠崮芰O差,設(shè)備結(jié)垢后高溫側(cè)熱量無(wú)法快速傳導(dǎo),金屬壁溫升至蠕變溫度,機(jī)械性能顯著下降,在帶壓運(yùn)行時(shí)極易發(fā)生安全事故。據(jù)統(tǒng)計(jì),60%以上的鍋爐事故由結(jié)垢和水質(zhì)問(wèn)題引起,管道與容器的腐蝕也會(huì)導(dǎo)致泄漏、爆炸等事故。
工業(yè)用水含礦物、無(wú)機(jī)鹽和微生物等雜質(zhì),在換熱容器中經(jīng)蒸發(fā)濃縮,鹽類達(dá)飽和后隨溫度升高結(jié)晶析出。酸式碳酸鹽受熱分解成難溶碳酸鹽沉淀,且部分雜質(zhì)溶解度隨溫度升高而下降,在換熱面附近顯著降低,使晶體聚結(jié)在受熱面上,溫度越高,水垢越厚越堅(jiān)固。水中鈣、鎂的硫酸鹽和重碳酸鹽等礦物質(zhì)以離子狀態(tài)流動(dòng),設(shè)備接地呈負(fù)極性時(shí),正離子受器壁吸引產(chǎn)生附壁效應(yīng),與負(fù)離子結(jié)合形成難溶性碳酸鹽沉淀,即水垢。多數(shù)水垢以碳酸鈣為主,其晶體結(jié)構(gòu)多為致密的方解石型,易吸附于設(shè)備壁。

水結(jié)垢有誘導(dǎo)期、沉積物成長(zhǎng)期和穩(wěn)定狀態(tài)期三個(gè)周期,控制結(jié)垢需重視誘導(dǎo)期,限制成長(zhǎng)速率,減小穩(wěn)定期傳熱阻力。影響結(jié)垢的因素主要有:流體性質(zhì),含顆粒、成分反應(yīng)、pH 值變化等都可能引發(fā)結(jié)垢;流體流速,對(duì)結(jié)垢的影響存在兩種相反結(jié)論;溫度,溶液主體溫度升高時(shí),結(jié)垢速率變化因離子濃度不同而有差異。
恩曼 CPRS 裝置內(nèi)芯含銅、鋅、鎳等九種金屬,形成特殊電化學(xué)催化體,可改變化學(xué)反應(yīng)速度且不參與反應(yīng)。流體流過(guò)時(shí),使極性水分子進(jìn)一步極化成更強(qiáng) “水偶極子”,在溫度等條件變化時(shí)吸附金屬離子和酸根離子,使固相顆粒保持懸浮和溶解狀態(tài),從而防垢,還能溶解去除已沉積污垢,凈化設(shè)備管道,對(duì)防藻類生長(zhǎng)、抑制金屬氧化腐蝕有一定作用,適用于高溫高壓環(huán)境,安裝簡(jiǎn)單,維護(hù)方便。
某化工廠的三催化裝置油漿冷卻水箱,每日處理外甩油漿約288 噸,進(jìn)口溫度270℃,冷卻后需保持在100-110℃。未安裝除垢設(shè)備時(shí),定期加藥效果不佳,每?jī)赡晷璧醪鸨P管機(jī)械除垢,焊縫因結(jié)垢腐蝕需補(bǔ)焊甚至換盤管,清理后不久結(jié)垢又增多,冷卻效果變差,影響滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。
安裝恩曼CPRS 裝置后,盤管外壁硬垢軟化脫落,無(wú)新垢生成。60天后,外甩油漿每小時(shí)從12噸提高至15噸,日處理量增加72噸,在不增加循環(huán)水量的情況下提高25%,出口溫度未升,效果顯著。
綜上,恩曼CPRS裝置防垢除垢效果好,技術(shù)先進(jìn)可行,能提高企業(yè)安全性、降低成本、節(jié)約能源,減少碳排放,助力“雙碳”目標(biāo),值得在化工企業(yè)推廣。
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