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在国内外运行的大型低温多效蒸馏海水淡化装置中,普遍采用加入阻垢剂的方法来防止换热器表面的结垢。目前在热法海水淡化中得到应用的阻垢剂主要是磷酸盐和聚合物两大类。磷酸盐类主要应用在90℃以下的低温蒸馏装置且应用并不广泛,有机聚合物类特别是聚羧酸类由于其良好的阻垢效果和热稳定性,在热法海水淡化中得到了广泛的应用。
水垢形成的机理:
水垢是海水温度上升时被膜分离浓缩时所产生的矿物质与盐分的沉积。它的主要成份是碳酸盐垢、磷酸盐垢、氯化垢、氟氧化物和金属氧化物等。结垢后会使热传导系数大大降低。膜使用寿命缩短。
阻垢剂的原理:
阻垢剂能增加难溶盐类在水中的溶解度,使得浓水中这些致垢成分超过其常态下的ksp值,但不能结晶析出,使装置得以长期稳定运行。
针对于阻垢剂阻垢机理,大致分为三个过程:螯合、晶格歪曲和分散。以CaCO3 结垢的形成来解释阻垢机理,碳酸钙垢的形成分为三个步骤:
◆ 钙离子和碳酸根离子结合为一个碳酸钙分子CaCO3;
◆ 许多的碳酸钙分子结合成为一个碳酸钙晶体微粒(CaCO3)m;
◆ 许多的碳酸钙晶体微粒结合成为碳酸钙垢[ (CaCO3)m ] n。
如下式所示:
碳酸钙结垢
宝莱尔阻垢剂的类型
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