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實驗室洗瓶機水垢機理和影響因素分析
閱讀：749 發(fā)布時間：2018-4-23
實驗室洗瓶機水垢機理和影響因素分析
實驗室洗瓶機結(jié)垢是生產(chǎn)控制的一個難點,，也會造成極大的危害，本文就水垢形成機理,，危害以及影響因素進行討論,，并就預(yù)防和治理展開介紹。
實驗室洗瓶機水垢的分類通常不是一種單一化合物,，而是以一種化學(xué)成分為主,，并同時含有其它化學(xué)成分。按其水垢的化學(xué)成分,，一般可分為：碳酸鹽水垢,、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢,、磷酸鹽水垢,、氧化鐵水垢、含油水垢,、混合水垢及泥垢等幾種,。如碳酸鹽水垢，是以碳酸鈣為主要成分的水垢，而硫酸鹽水垢,，則是以硫酸鈣為主要成分的水垢,。
我們對洗瓶機內(nèi)水垢的采樣用5%的稀鹽酸做溶垢試驗分析，試驗現(xiàn)象為：三角瓶內(nèi)反應(yīng)劇烈,、垢樣迅速溶解,，并有大量氣泡產(chǎn)生。這表明洗瓶機水垢為碳酸鹽水垢,，約含80%以上的碳酸鈣,。碳酸鈣水垢外觀為白色或灰白色，還可能染上腐蝕產(chǎn)物的顏色,，質(zhì)硬而脆,，附著牢固，難以剝離刮除,。
洗瓶機運行過程中,，洗瓶機與水中原溶解度較大的鹽類和堿反應(yīng)后，生成難溶于水的化合物,，從而形成水垢,。一些鹽和堿的相互反應(yīng)式如下：由于洗瓶機內(nèi)的水不斷蒸發(fā)和濃縮，因此,，水中溶解的鹽類含量不斷增加,。當(dāng)某些鹽類達到過飽和時，隨著溫度,、pH值等的變化,，鹽類會在蒸發(fā)面上析出固相，形成水垢,。同時,，還有部分鹽類的溶解度隨洗瓶機水溫的升高而下降，如CaSO4等鹽類,，同樣會析出而成垢洗瓶用水的總硬度硬度越大,，鈣、鎂離子含量越高,。當(dāng)它們以碳酸鹽形式析出后,，將以金屬表面凸起部分為晶核，并牢固地附著在設(shè)備表面,。而且受熱的金屬表面會被一層氧化膜覆蓋,，從而增強碳酸鹽與金屬表面的黏結(jié)力。
一般認為,，硬度為1°dH的水,，約含18克CaCO3/m3。假設(shè)每個瓶子的耗水量為0.5L(水壓為0.15MPa)、水的硬度為10°dH,，那么,，對生產(chǎn)能力為22000瓶/小時的洗瓶機來說，其工作12小時后,，大約會形成23.8kg的CaCO3,。因此，若不及時清除洗瓶機內(nèi)的水垢,，當(dāng)水垢積累量很大時，其危害性可想而知,?？梢酝ㄟ^腐蝕產(chǎn)物的沉積而影響結(jié)垢。如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料,，則不易發(fā)生結(jié)垢,。
設(shè)備表面質(zhì)量會影響污垢的形成和沉積，表面粗糙度越大,，越有利于污垢的形成和沉積,。
對洗瓶用水進行軟化處理，既是防治洗瓶機水垢zui有效的途徑之一,，也是保證洗瓶安全和經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié),。通常有離子交換法、反滲透法等,，至少可以保證實驗室洗瓶機用水硬度在7°dH以內(nèi),，并保證pH在6.5—7.5之間。
選用合適的阻垢劑,。由阻垢劑和分散劑復(fù)合而成的水質(zhì)穩(wěn)定處理劑具有一定的防垢效果,，可在洗瓶機供水中添加。同時,，選擇合適的洗瓶助劑也很重要,，因為洗瓶助劑常含有一些鈉鹽等無機鹽。它們具有分散,、阻垢,、螯合鈣鎂離子的作用，能使水得到軟化,。
加強設(shè)備結(jié)構(gòu)防護和結(jié)構(gòu)的改進,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的滯水區(qū)和流速低的部位是水垢的高發(fā)部位，在設(shè)計和安裝時應(yīng)盡量避免,，并選擇合適的管道路徑和閥門位置;存水區(qū),、管道連接處易于存水排干，避免因水平管線過長，而造成水垢異常堆積,，難以清除;水平管線應(yīng)保持一定的坡度,，并設(shè)置排氣閥和隔離閥，以利于排水,。
加強運行維護實驗室洗瓶機和清洗規(guī)程,。設(shè)計切合實際的設(shè)備清洗規(guī)程，主要包括清洗頻次,、清洗方式與工藝,、清洗劑等。要加強運行過程中的監(jiān)控和維護,，發(fā)現(xiàn)異常及時處理,。長時間停產(chǎn)，必須將各槽,、管道內(nèi)殘水排放干凈,。常用的除垢方法還有機械法、電磁法和超聲波法等,。這里就不一一贅述,。
實驗室洗瓶機結(jié)垢是生產(chǎn)控制的一個難點,，也會造成極大的危害，本文就水垢形成機理,，危害以及影響因素進行討論,，并就預(yù)防和治理展開介紹。
實驗室洗瓶機水垢的分類通常不是一種單一化合物,，而是以一種化學(xué)成分為主,，并同時含有其它化學(xué)成分。按其水垢的化學(xué)成分,，一般可分為：碳酸鹽水垢,、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢,、磷酸鹽水垢,、氧化鐵水垢、含油水垢,、混合水垢及泥垢等幾種,。如碳酸鹽水垢，是以碳酸鈣為主要成分的水垢，而硫酸鹽水垢,，則是以硫酸鈣為主要成分的水垢,。
我們對洗瓶機內(nèi)水垢的采樣用5%的稀鹽酸做溶垢試驗分析，試驗現(xiàn)象為：三角瓶內(nèi)反應(yīng)劇烈,、垢樣迅速溶解,，并有大量氣泡產(chǎn)生。這表明洗瓶機水垢為碳酸鹽水垢,，約含80%以上的碳酸鈣,。碳酸鈣水垢外觀為白色或灰白色，還可能染上腐蝕產(chǎn)物的顏色,，質(zhì)硬而脆,，附著牢固，難以剝離刮除,。
洗瓶機運行過程中,，洗瓶機與水中原溶解度較大的鹽類和堿反應(yīng)后，生成難溶于水的化合物,，從而形成水垢,。一些鹽和堿的相互反應(yīng)式如下：由于洗瓶機內(nèi)的水不斷蒸發(fā)和濃縮，因此,，水中溶解的鹽類含量不斷增加,。當(dāng)某些鹽類達到過飽和時，隨著溫度,、pH值等的變化,，鹽類會在蒸發(fā)面上析出固相，形成水垢,。同時,，還有部分鹽類的溶解度隨洗瓶機水溫的升高而下降，如CaSO4等鹽類,，同樣會析出而成垢洗瓶用水的總硬度硬度越大,，鈣、鎂離子含量越高,。當(dāng)它們以碳酸鹽形式析出后,，將以金屬表面凸起部分為晶核，并牢固地附著在設(shè)備表面,。而且受熱的金屬表面會被一層氧化膜覆蓋,，從而增強碳酸鹽與金屬表面的黏結(jié)力。
一般認為,，硬度為1°dH的水,，約含18克CaCO3/m3。假設(shè)每個瓶子的耗水量為0.5L(水壓為0.15MPa)、水的硬度為10°dH,，那么,，對生產(chǎn)能力為22000瓶/小時的洗瓶機來說，其工作12小時后,，大約會形成23.8kg的CaCO3,。因此，若不及時清除洗瓶機內(nèi)的水垢,，當(dāng)水垢積累量很大時，其危害性可想而知,?？梢酝ㄟ^腐蝕產(chǎn)物的沉積而影響結(jié)垢。如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料,，則不易發(fā)生結(jié)垢,。
設(shè)備表面質(zhì)量會影響污垢的形成和沉積，表面粗糙度越大,，越有利于污垢的形成和沉積,。
對洗瓶用水進行軟化處理，既是防治洗瓶機水垢zui有效的途徑之一,，也是保證洗瓶安全和經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié),。通常有離子交換法、反滲透法等,，至少可以保證實驗室洗瓶機用水硬度在7°dH以內(nèi),，并保證pH在6.5—7.5之間。
選用合適的阻垢劑,。由阻垢劑和分散劑復(fù)合而成的水質(zhì)穩(wěn)定處理劑具有一定的防垢效果,，可在洗瓶機供水中添加。同時,，選擇合適的洗瓶助劑也很重要,，因為洗瓶助劑常含有一些鈉鹽等無機鹽。它們具有分散,、阻垢,、螯合鈣鎂離子的作用，能使水得到軟化,。
加強設(shè)備結(jié)構(gòu)防護和結(jié)構(gòu)的改進,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的滯水區(qū)和流速低的部位是水垢的高發(fā)部位，在設(shè)計和安裝時應(yīng)盡量避免,，并選擇合適的管道路徑和閥門位置;存水區(qū),、管道連接處易于存水排干，避免因水平管線過長，而造成水垢異常堆積,，難以清除;水平管線應(yīng)保持一定的坡度,，并設(shè)置排氣閥和隔離閥，以利于排水,。
加強運行維護實驗室洗瓶機和清洗規(guī)程,。設(shè)計切合實際的設(shè)備清洗規(guī)程，主要包括清洗頻次,、清洗方式與工藝,、清洗劑等。要加強運行過程中的監(jiān)控和維護,，發(fā)現(xiàn)異常及時處理,。長時間停產(chǎn)，必須將各槽,、管道內(nèi)殘水排放干凈,。常用的除垢方法還有機械法、電磁法和超聲波法等,。這里就不一一贅述,。