防垢与除垢

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(－)垢的种类及其对传热的影响

1．垢的种类 由于卤水成分和操作条件不同，井矿盐生产中加热管垢成分也不同。表3－4－50列出典型的管垢化学成分。

表3－4－50 垢层的化学成分和物性

2．结垢厚度与传热系数关系

结垢厚度与传热系数的关系见图3－4－69。

图3－4－69 结垢厚度与传热系数的关系图

卤水蒸发中结垢影响传热系数的测定实例见表3－4－51，传热中热阻的分析计算见表3－4－52。

表3－4－51 结垢影响传热系数的测定实例

表3－4－52 传热中热阻的计算值实例

注：α₁－蒸汽方给热系数 8840 kW／(m²·℃)

α₂－卤水方给热系数 4370 kW／(m²·℃)

δ₁、δ₂ δ₃－管壁、铁锈、石膏垢厚度分别为3．5mm、0．1mm、0．5mm。

λ₁ λ₂ λ₃－管材、铁锈、石膏垢的导热系数

(二)石膏晶种法防硫酸钙垢

1．石膏晶种法防硫酸钙结垢试验 据日本公开发表资料和国内试验结果(见表3－4－53)，石膏晶种法防止硫酸钙结垢是一项有效的、简便的防垢技术措施。

表3－4－53 石膏晶种法防垢试验情况

2．晶种法防垢技术要点

(1)卤水从一开始加热就应添加晶种，自始至终应维持晶种量15～30g／L。

(2)可采用蒸发过程中析出的石膏作为晶种，无水石膏与含水石膏混合物也均有效。

(3)晶种粒度越细，活性愈好。一般应在粒径20μm以下(见图3－4－70)。

图3－4－70 晶种粒径与防垢效果

(4)生产操作中应注意保持液面、进料、排料、加热蒸汽压力、与蒸发室压力稳定。要避免蒸发罐内料液大进大出。

(5)开车操作时尽可能用母液回罐。全部用新卤时必需加够晶种。

(6)定时进行清洗。

(三)除垢

蒸发罐运行中适当的除垢作业是不可少的。根据垢物的不同可采用不同的除垢方法，常用的有下列几种。

1．水溶法 适宜于除去水溶性垢层或垢物混合物中水溶性组分大的；如Na₂SO₄、NaCl和钙芒硝等。水溶除垢时，常需适当加热。

2．酸洗法 适宜于除去碳酸盐垢物，或垢物混合物中碳酸盐组分大的。酸洗液可用盐酸配制，酸的浓度一般为1～30%，垢层太厚可增加到5%，一次洗涤未净可多次洗涤。洗涤中要注意防止气泡泛液和沉渣的分离。酸洗完后要用稀碱液中和，或用淡水洗净，防止设备受损。

3．碱煮——酸洗法 适宜去除硫酸钙、硫酸锶等垢层。操作时先用纯碱配成3～5%浓度洗液，在加热情况下循环，这时发生的化学反应为：

CaSO₄+Na₂CO₃=CaCO₃+Na₂SO₄

SrSO₄+Na₂CO₃=SrCO₃+Na₂SO₄

然后再用酸洗液循环，溶解垢物转化成的碳酸盐。酸液浓度1～3%。最后再用淡水清洗。

4．机械除垢 适宜于除去各种垢物，对铜、铜镍合金、及钛管不宜采用此法，以避免管材受损。该法是用“洗管器”在水流伴同下用机械力刮削垢层的办法除去垢物。该法除垢费用省，但垢物不易清除干净，而且只宜用于碳钢设备。

5．酸洗用的缓蚀剂 为保护设备受酸洗液的腐蚀，除垢作业时酸洗液配制时通常加入“缓蚀剂”。