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了解钙镁氟在蒸发器运行中的危害和处理方法

来源:康景辉蒸发器厂家日期:2018/10/20 11:38 浏览:

       蒸发器处理废水时,所处理的废水中经常会含有一定量的钙镁氟,由于钙镁氟离子的硫酸盐溶解度较小,在进料液蒸发过程中易结垢,严重影响蒸发器废水处理设备的稳定运行,所以需要前期的预处理能降低钙镁氟元素的含量,使得蒸发器设备更?#24433;?#20840;稳定的运行。(小编曾写有一篇关于延缓蒸发器硫酸盐结垢的文章,?#34892;?#35201;可以点击)
       一、钙镁氟离子在蒸发器运行中的危害
       1、钙镁离子:废水中的钙镁离子,在不断的蒸发浓缩之后形成晶核,易附着于蒸发器系统的换热管表面,易导致蒸发系统的换热管结垢,影响换热效率甚至堵塞换热管。盐浓缩时,其浓度超过该温度的溶解度时就会产生沉淀,?#34892;?#30416;类,如硫酸钙,硫酸镁,磷酸钙等则随温度的升高溶解度下降并析出,可溶性的重碳酸?#21361;?#22914;碳酸二氢钙,碳酸二氢镁受热分解,产生难溶性的盐也会导致沉淀结垢。
          Ca(H2CO3)2 →CaCO3↓ +CO2+H2O
          Mg(H2CO3)2 →Mg(OH)2↓ +2CO2

       2、氟化物腐蚀原理:以钛材为例,钛材料具备良好的?#22434;?#34432;性,这和它表明能够快速形成致密的氧化膜,这些氧化膜能够保护内部钛不被继续氧化。氟化物能够与氢离子结合形成氟化氢,氟化氢能优先吸附于钛表面氧化膜的某些点上,排挤掉氧原子,?#32531;?#21644;氧化膜中的钛离子结合形成可溶性氟化物,使钛发生点蚀,反应方程如下:
       Ti2O3 +6HF=2TiF3+3H2O
       TiO2+4HF=TiF4+2H2O
       TiO2+2HF=H2O+TiOF   

        表面氧化膜破坏发生多孔性改变后,导致深部钛的暴露。钛是一种活性很高的金属,再含氢或析氢蚀环境中会?#20013;?#21560;收氢,在钛晶面生产TiH2,会加速钛的腐蚀进程。

钙镁离子结垢?#26696;?#34432;图

       二、针对钙镁氟离子危害的处理方法
       1、钙镁离子的预处理方法
       (1)晶种法?#21644;?#36807;在浓盐废水中加入一定的硫酸钙或氯化钙作为晶种,利用与垢物相同的晶体表面对垢物的亲和力,降低废水中的硫酸钙过饱和度,使废水中析出的硫酸钙分子优先附着在悬浮的晶种上,而不是沉积在加热管内壁上,达到了防垢目的。
       (2)加阻垢剂法?#21644;?#36807;添加阻垢剂,去螯合废水中的金属结垢离子,防止它们与碳酸根硫酸根结合而结垢。
       (3)加酸法:加酸,调节PH≤5.0,出去碳酸或碳酸氢根,防止结碳酸钙垢。
       (4)?#25442;?#39044;处理法:采用硬度和碱度去除工艺,去除浓盐酸废水中的钙镁离子,防止产生碳酸钙和硫酸钙结垢。

列管换热器常规维护实拍
(运行一年来正常维护时所拍摄的管式换热器图)

       2、氟离子预处理
       (1)熟石灰
  熟石灰在除氟过程中主要起沉淀和调节pH值的作用。含氟废水主要含有氟化氢和氟化钙盐。采用熟石灰(Ca(OH)2)进行中和反应,生成难溶的氟化钙(CaF2),以固液分离手段从废水中去除。反应式为:
2F- + Ca2+ →CaF2
  在25℃时,CaF2在水中的饱和溶解度为16.5mg/L,其中F-离子占8.03mg/L。处理后出水中溶解性CaF2简单地用Ca(OH)2去中和含氟废水,结果无法达?#36739;?#34892;国家废水排放标准。所以用Ca(OH)2作为中和剂,应用同离子效应理论,控制处理后出水中CaF2的饱和溶解度,使出水水质符合国家有关排放标准。
   (2)氯化钙
    同离子效应理论认为,在难溶电解质的饱和溶液中,加入含有同离子的另一种电解质时,原有的电解质溶解度降低。含氟废水中加入Ca(OH)2,可以生成CaF2。随着反应的进行,CaF2的浓度不断升高。当CaF2的浓度超过了饱和溶解度时,就会有固体CaF2析出。根据溶度积规则判断。
Sp = [Ca2+] [2F-]2 
    式中:Sp ------ 溶度积常数
    [Ca2+] ------ 溶液中Ca2+浓度
    [2F-] ------ 溶液中F-浓度
    溶度积常数Sp只是随温度变化而变化。当温度一定时溶度积常数Sp则为一个定值。提高溶液中Ca2+的浓度,F-的浓度就会相应降低,从而使CaF2的溶解度下降。
    氯化钙溶解性很好,能?#34892;?#30340;提高溶液中钙离子的浓度,当与消石灰并用时产生同离子效应。
工程中的一般作法是投加盐酸(HCl),与投加的Ca(OH)2反应生成CaCl2

       综上,蒸发器生产厂家康景辉认为,在工业废水处理时,不仅仅只是提供一套蒸发器设备,还要针对不同的水质进行设计,提供整套运行稳定、节约能耗的工业废水处理的解决方案。

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