蒸发结晶技术之换热器结垢处理---碳酸盐结垢物的鉴别

         进行物料浓缩的过程中或者用水换热的过程中，经常会因为管壁结垢造成换热系数下降或者管道堵塞。因此，如何降低设备的结垢系数或者减缓设备的结垢周期，以及如何处理管壁的结垢物质，都必须对结垢物进行鉴别。

         碳酸盐水垢是受热面和传热表面上最常见的垢种。在饮用水的茶炉和家用热水器内产生的大都是碳酸盐水垢，家庭用的水壶和电热饮水器中结的也大多是这种垢。碳酸盐水垢还是低压蒸汽锅炉和热水锅炉受热面的主要垢种，也是循环冷却水系统和热交换器传热

表面的主要垢种。

        1.碳酸盐水垢的基本性状

         碳酸盐水垢外观为白色或灰白色。如果设备有腐蚀时，会染上腐蚀产物的颜色。氧气丰富时，腐蚀产物以三氧化二铁为主，垢呈粉红色或红色；氧气供应不足时，腐蚀产物以四氧化三铁为主，垢呈灰白色或灰褐色。

         碳酸盐水垢质硬而脆，附着坚牢，难以剥离刮除。自然界中碳酸盐有多种形式和成分，碳酸盐水垢也与之相对应。自然界中常见的碳酸盐有石灰石、大理石、汉白玉和方解石，它们都是碳酸钙，但是性状有很大差异，石灰石呈青灰色，大理石研磨后有各种花

纹，汉白玉为白色，方解石为白色结晶。水垢类似于大理石和汉白玉，其断口呈颗粒状，较厚而且夹杂有腐蚀产物或其他杂质时，由断口处可观察到呈层状沉积的特点。碳酸盐水垢产生在设备受热和工质水有浓缩的部位，哪里受热程度较强烈，哪里结垢就较严重。

        2.碳酸盐水垢的组成

        碳酸盐水垢中含80%以上碳酸钙，如果水中硅酸盐及硫酸盐含量低且设备不存在腐蚀时，碳酸钙的含量可达95%左右。碳酸盐水垢中常含有少量镁盐，它以氢氧化镁形式存在。呈灰白色或粉红色的碳酸盐水垢中常含有少量二氧化硅和氧化铁。

        进行化学成分分析时，所测得垢中的金属氧化物及杂质含量的总量不超过60%，其原因是碳酸盐水垢含有碳酸酐(二氧化碳)和水，它们在用酸分解垢样时分别进入空气和溶液中(水)，不便用化学方法测量。通常在作水垢成分分析时，把无机碳(碳酸酐)和有机碳

(有机物粘泥中可燃部分)都计入灼烧减量中，化合水分和羟基也进入灼烧减量中。如果要测量碳酸酐含量，可采取酸碱滴定法或管式炉灼烧吸收法测量。

       3.碳酸盐水垢的鉴别特征

       进行化学成分分析可以确认垢种，但是费时较长，费用较高。因此可根据垢的基本性状并对照各种垢的特点来鉴别垢种。

       碳酸盐水垢是各种水垢中最易溶于稀酸的，常见的无机酸与有机酸均可将其溶解。在用酸溶解碳酸盐水垢时，将产生大量二氧化碳气泡，这是其主要特征。在常温的5%以下稀盐酸中，碳酸盐水垢可全部溶解。100g碳酸盐水垢溶于酸中时，可放出20余升二氧化

碳气体。碳酸盐水垢的另一特点是，在850～900C下灼烧时，水垢质量损失近四成，这是由于二氧化碳与化合水分分解的缘故。由于二氧化碳的消失，水垢变得松散，并可溶于水中，使水溶液呈碱性。碳酸钙灼烧变成氧化钙和氧化钙溶于水形成氢氧化钙。

        观察水垢溶解后的少量残渣及注意水垢灼烧时的气味，可了解垢中所含杂质。溶解之后的少量残渣如果为白色是硅酸盐，如果呈黑褐色是腐蚀产物。灼烧时如果嗅到焦糊气味是有机炭(碳水化合物)，如果嗅到腥臭味是微生物污泥。