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了解鈣鎂氟在蒸發(fā)器運(yùn)行中的危害和處理方法

來源:本站日期:2022-11-04 00:45:34 瀏覽:3527

       蒸發(fā)器處理廢水時(shí),所處理的廢水中經(jīng)常會(huì)含有一定量的鈣鎂氟,由于鈣鎂氟離子的硫酸鹽溶解度較小,在進(jìn)料液蒸發(fā)過程中易結(jié)垢,嚴(yán)重影響蒸發(fā)器廢水處理設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,所以需要前期的預(yù)處理能降低鈣鎂氟元素的含量,使得蒸發(fā)器設(shè)備更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行。(小編曾寫有一篇關(guān)于延緩蒸發(fā)器硫酸鹽結(jié)垢的文章,有需要可以點(diǎn)擊)
       一、鈣鎂氟離子在蒸發(fā)器運(yùn)行中的危害
       1、鈣鎂離子:廢水中的鈣鎂離子,在不斷的蒸發(fā)濃縮之后形成晶核,易附著于蒸發(fā)器系統(tǒng)的換熱管表面,易導(dǎo)致蒸發(fā)系統(tǒng)的換熱管結(jié)垢,影響換熱效率甚至堵塞換熱管。鹽濃縮時(shí),其濃度超過該溫度的溶解度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沉淀,有些鹽類,如硫酸鈣,硫酸鎂,磷酸鈣等則隨溫度的升高溶解度下降并析出,可溶性的重碳酸鹽,如碳酸二氫鈣,碳酸二氫鎂受熱分解,產(chǎn)生難溶性的鹽也會(huì)導(dǎo)致沉淀結(jié)垢。
          Ca(H2CO3)2 →CaCO3↓ +CO2+H2O
          Mg(H2CO3)2 →Mg(OH)2↓ +2CO2

       2、氟化物腐蝕原理:以鈦材為例,鈦材料具備良好的抗腐蝕性,這和它表明能夠快速形成致密的氧化膜,這些氧化膜能夠保護(hù)內(nèi)部鈦不被繼續(xù)氧化。氟化物能夠與氫離子結(jié)合形成氟化氫,氟化氫能優(yōu)先吸附于鈦表面氧化膜的某些點(diǎn)上,排擠掉氧原子,然后和氧化膜中的鈦離子結(jié)合形成可溶性氟化物,使鈦發(fā)生點(diǎn)蝕,反應(yīng)方程如下:
       Ti2O3 +6HF=2TiF3+3H2O
       TiO2+4HF=TiF4+2H2O
       TiO2+2HF=H2O+TiOF   

        表面氧化膜破壞發(fā)生多孔性改變后,導(dǎo)致深部鈦的暴露。鈦是一種活性很高的金屬,再含氫或析氫蝕環(huán)境中會(huì)持續(xù)吸收氫,在鈦晶面生產(chǎn)TiH2,會(huì)加速鈦的腐蝕進(jìn)程。

鈣鎂離子結(jié)垢及腐蝕圖

       二、針對(duì)鈣鎂氟離子危害的處理方法
       1、鈣鎂離子的預(yù)處理方法
       (1)晶種法:通過在濃鹽廢水中加入一定的硫酸鈣或氯化鈣作為晶種,利用與垢物相同的晶體表面對(duì)垢物的親和力,降低廢水中的硫酸鈣過飽和度,使廢水中析出的硫酸鈣分子優(yōu)先附著在懸浮的晶種上,而不是沉積在加熱管內(nèi)壁上,達(dá)到了防垢目的。
       (2)加阻垢劑法:通過添加阻垢劑,去螯合廢水中的金屬結(jié)垢離子,防止它們與碳酸根硫酸根結(jié)合而結(jié)垢。
       (3)加酸法:加酸,調(diào)節(jié)PH≤5.0,出去碳酸或碳酸氫根,防止結(jié)碳酸鈣垢。
       (4)凈化預(yù)處理法:采用硬度和堿度去除工藝,去除濃鹽酸廢水中的鈣鎂離子,防止產(chǎn)生碳酸鈣和硫酸鈣結(jié)垢。

列管換熱器常規(guī)維護(hù)實(shí)拍
(運(yùn)行一年來正常維護(hù)時(shí)所拍攝的管式換熱器圖)

       2、氟離子預(yù)處理
       (1)熟石灰
  熟石灰在除氟過程中主要起沉淀和調(diào)節(jié)pH值的作用。含氟廢水主要含有氟化氫和氟化鈣鹽。采用熟石灰(Ca(OH)2)進(jìn)行中和反應(yīng),生成難溶的氟化鈣(CaF2),以固液分離手段從廢水中去除。反應(yīng)式為:
2F- + Ca2+ →CaF2
  在25℃時(shí),CaF2在水中的飽和溶解度為16.5mg/L,其中F-離子占8.03mg/L。處理后出水中溶解性CaF2簡單地用Ca(OH)2去中和含氟廢水,結(jié)果無法達(dá)到現(xiàn)行國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)。所以用Ca(OH)2作為中和劑,應(yīng)用同離子效應(yīng)理論,控制處理后出水中CaF2的飽和溶解度,使出水水質(zhì)符合國家有關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。
   (2)氯化鈣
    同離子效應(yīng)理論認(rèn)為,在難溶電解質(zhì)的飽和溶液中,加入含有同離子的另一種電解質(zhì)時(shí),原有的電解質(zhì)溶解度降低。含氟廢水中加入Ca(OH)2,可以生成CaF2。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CaF2的濃度不斷升高。當(dāng)CaF2的濃度超過了飽和溶解度時(shí),就會(huì)有固體CaF2析出。根據(jù)溶度積規(guī)則判斷。
Sp = [Ca2+] [2F-]2 
    式中:Sp ------ 溶度積常數(shù)
    [Ca2+] ------ 溶液中Ca2+濃度
    [2F-] ------ 溶液中F-濃度
    溶度積常數(shù)Sp只是隨溫度變化而變化。當(dāng)溫度一定時(shí)溶度積常數(shù)Sp則為一個(gè)定值。提高溶液中Ca2+的濃度,F(xiàn)-的濃度就會(huì)相應(yīng)降低,從而使CaF2的溶解度下降。
    氯化鈣溶解性很好,能有效的提高溶液中鈣離子的濃度,當(dāng)與消石灰并用時(shí)產(chǎn)生同離子效應(yīng)。
工程中的一般作法是投加鹽酸(HCl),與投加的Ca(OH)2反應(yīng)生成CaCl2。

       綜上,蒸發(fā)器生產(chǎn)廠家康景輝認(rèn)為,在工業(yè)廢水處理時(shí),不僅僅只是提供一套蒸發(fā)器設(shè)備,還要針對(duì)不同的水質(zhì)進(jìn)行設(shè)計(jì),提供整套運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)約能耗的工業(yè)廢水處理的解決方案。

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