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了解鈣鎂氟在蒸發器運行中的危害和處理方法

來源:康景輝蒸發器廠家日期:2018/10/20 11:38 瀏覽:

       蒸發器處理廢水時,所處理的廢水中經常會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,在進料液蒸發過程中易結垢,嚴重影響蒸發器廢水處理設備的穩定運行,所以需要前期的預處理能降低鈣鎂氟元素的含量,使得蒸發器設備更加安全穩定的運行。(小編曾寫有一篇關于延緩蒸發器硫酸鹽結垢的文章,有需要可以點擊)
       一、鈣鎂氟離子在蒸發器運行中的危害
       1、鈣鎂離子:廢水中的鈣鎂離子,在不斷的蒸發濃縮之后形成晶核,易附著于蒸發器系統的換熱管表面,易導致蒸發系統的換熱管結垢,影響換熱效率甚至堵塞換熱管。鹽濃縮時,其濃度超過該溫度的溶解度時就會產生沉淀,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,產生難溶性的鹽也會導致沉淀結垢。
          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內部鈦不被繼續氧化。氟化物能夠與氫離子結合形成氟化氫,氟化氫能優先吸附于鈦表面氧化膜的某些點上,排擠掉氧原子,然后和氧化膜中的鈦離子結合形成可溶性氟化物,使鈦發生點蝕,反應方程如下:
       Ti2O3 +6HF=2TiF3+3H2O
       TiO2+4HF=TiF4+2H2O
       TiO2+2HF=H2O+TiOF   

        表面氧化膜破壞發生多孔性改變后,導致深部鈦的暴露。鈦是一種活性很高的金屬,再含氫或析氫蝕環境中會持續吸收氫,在鈦晶面生產TiH2,會加速鈦的腐蝕進程。

鈣鎂離子結垢及腐蝕圖

       二、針對鈣鎂氟離子危害的處理方法
       1、鈣鎂離子的預處理方法
       (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先附著在懸浮的晶種上,而不是沉積在加熱管內壁上,達到了防垢目的。
       (2)加阻垢劑法:通過添加阻垢劑,去螯合廢水中的金屬結垢離子,防止它們與碳酸根硫酸根結合而結垢。
       (3)加酸法:加酸,調節PH≤5.0,出去碳酸或碳酸氫根,防止結碳酸鈣垢。
       (4)凈化預處理法:采用硬度和堿度去除工藝,去除濃鹽酸廢水中的鈣鎂離子,防止產生碳酸鈣和硫酸鈣結垢。

列管換熱器常規維護實拍
(運行一年來正常維護時所拍攝的管式換熱器圖)

       2、氟離子預處理
       (1)熟石灰
  熟石灰在除氟過程中主要起沉淀和調節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)進行中和反應,生成難溶的氟化鈣(CaF2),以固液分離手段從廢水中去除。反應式為:
2F- + Ca2+ →CaF2
  在25℃時,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,結果無法達到現行國家廢水排放標準。所以用Ca(OH)2作為中和劑,應用同離子效應理論,控制處理后出水中CaF2的飽和溶解度,使出水水質符合國家有關排放標準。
   (2)氯化鈣
    同離子效應理論認為,在難溶電解質的飽和溶液中,加入含有同離子的另一種電解質時,原有的電解質溶解度降低。含氟廢水中加入Ca(OH)2,可以生成CaF2。隨著反應的進行,CaF2的濃度不斷升高。當CaF2的濃度超過了飽和溶解度時,就會有固體CaF2析出。根據溶度積規則判斷。
Sp = [Ca2+] [2F-]2 
    式中:Sp ------ 溶度積常數
    [Ca2+] ------ 溶液中Ca2+濃度
    [2F-] ------ 溶液中F-濃度
    溶度積常數Sp只是隨溫度變化而變化。當溫度一定時溶度積常數Sp則為一個定值。提高溶液中Ca2+的濃度,F-的濃度就會相應降低,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,當與消石灰并用時產生同離子效應。
工程中的一般作法是投加鹽酸(HCl),與投加的Ca(OH)2反應生成CaCl2。

       綜上,蒸發器生產廠家康景輝認為,在工業廢水處理時,不僅僅只是提供一套蒸發器設備,還要針對不同的水質進行設計,提供整套運行穩定、節約能耗的工業廢水處理的解決方案。

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