水垢的形成
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水垢的个人总结
水垢是由水中所溶解的钙、镁等离子在装置表面积聚形成的沉淀物。
水垢在世界各地
的自来水中都普遍存在,尤其是硬水地区。
水垢不仅会影响设备的使用寿命和效率,
还会影响水质和家居卫生。
个人总结如下:
1. 水垢的形成:水中的硬度物质在受热或蒸发的过程中,会结晶并沉积在容器表面,
形成水垢。
2. 影响设备寿命:水垢会影响设备的工作效率,降低设备的使用寿命。
例如,热水器、咖啡机、水壶等加热设备中的水垢会导致加热元件的散热功能下降,从而增加能耗和
损坏设备。
3. 影响水质和家居卫生:水垢会影响水质,使水中的味道变差,并在水壶、水龙头、
淋浴头等设备中积聚细菌和污垢,影响家居卫生。
4. 防止水垢的方法:可以采取一些措施来防止水垢的形成,如使用软水器对水进行过滤,定期清洁家电设备,使用专业除垢剂清洁设备,选择使用不会产生水垢的设备等。
总之,水垢对设备、水质和健康都会带来负面影响,因此我们应该采取措施来预防和
清除水垢。
这样可以延长设备的使用寿命,改善水质和保持家居卫生。
水垢的形成、危害及清除文章出处:-本站会员发布时间:2006-03-10水垢的形成、危害及清除给水中杂质进入锅炉后 , 随着水温不断地升高或蒸发浓缩在锅内受热面水侧金属表面上生成的固体附着物称为水垢。
一、水垢的形成1. 受热分解含有暂时硬度的水进入锅炉后 , 在加热过程中 , 一些钙镁盐类受热分解 , 从溶于水的物质转变成难溶于水的物质 , 附着于锅炉金属表面上结为水垢 , 钙和镁盐类分解如下 :ca(HC03)2 →CaC03 ↓ +H2O+C02↑Mg(HC O)2→MgC03+H2O+C02↑MgC03+H2O → Mg(OH)2↓+c02↑2. 某些盐类超过了其溶解度由于锅水的不断蒸发和浓缩 , 水中的溶解盐类含量不断增加 , 当某些盐类达到过饱和时 , 盐类在蒸发面上析出固相 ,结生水垢。
3. 溶解度下降随着锅水温度的升高 , 锅水中某些盐类溶解度下降 , 如CaS04 和 CaSi03 等盐类。
4. 相互反应给水中原溶解度较大的盐类和锅水中其他盐类、碱反应后 , 生成难溶于水的化合物 , 从而结生水垢。
一些盐和碱相互反应如下 :/ Ca(HC03)2+2NaOH=CaC03 ↓ +N4C03+H20CaCl2+Na2C03=CaC03↓+2NaCl5. 水渣转化当锅内水渣过多时 , 而且又粘 , 如 Mg (OH)2 和 Mg3(P04)2 等 , 如果排污不及时 , 很容易由泥渣转化为水垢。
二、水垢的分类1. 碳酸盐水垢 :是以钙簇的碳酸盐为主要成分的水垢 , 包括氢氧化缕 , 其中CaC03>50 × 10-2.硫酸盐水垢 : 是以硫酸钙为主要成分的水垢 , 其中CaS04>50 × 10-2 。
3. 硅酸盐水垢 : 当水垢中的Si02>20 × 10-2 时 , 属于这类水垢。
4. 混合水垢 : 这种水垢有两种组成形式 : 一种是钙簇的碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐以及氧化铁等组成的混合物 , 难以分出哪一种是主要成分 ; 另一种是各种水垢以夹层的形式组成为一体 , 所以也很难指出哪一种成分是主要的。
水垢的主要成分以及去除方法水垢,是指水中所溶解的钙、镁离子在热水或蒸发后结晶沉淀在容器表面所形成的白色或黄色沉淀物。
水垢不仅会影响容器的外观,还会影响水质和使用寿命。
因此,了解水垢的主要成分以及去除方法,对于日常生活中的清洁和维护至关重要。
水垢的主要成分。
水垢的主要成分是碳酸钙和碳酸镁。
在水中,当碳酸钙和碳酸镁溶解时,随着水的蒸发或加热,它们会结晶沉淀在容器表面,形成水垢。
水垢的形成与水的硬度有关,水的硬度越高,水垢的形成速度越快。
水垢的去除方法。
1. 使用醋。
醋是一种常见的酸性溶液,可以有效溶解水垢。
将醋倒入容器中,浸泡一段时间后,用刷子或布擦拭,水垢就会被溶解并清除掉。
需要注意的是,使用醋去除水垢时,要避免使用金属容器,因为醋会对金属产生腐蚀作用。
2. 使用柠檬。
柠檬含有丰富的柠檬酸,也是一种酸性溶液,可以溶解水垢。
将柠檬切片或挤出柠檬汁,涂抹在水垢处,静置片刻后,用刷子或布擦拭,水垢就会被清除掉。
与醋一样,柠檬也不宜与金属容器接触。
3. 使用专业清洁剂。
市面上也有各种专业的清洁剂,可以专门用于去除水垢。
这些清洁剂通常含有强酸性成分,能够迅速溶解水垢,并且对容器没有腐蚀作用。
使用时,按照说明书上的方法进行操作,可以轻松去除水垢。
4. 预防为主。
除了去除水垢,预防水垢的形成也非常重要。
可以定期对容器进行清洗,避免水垢长时间堆积。
另外,可以安装水软化设备,通过去除水中的钙、镁离子,减少水垢的形成。
总结。
水垢的主要成分是碳酸钙和碳酸镁,它们在水中结晶沉淀形成水垢。
针对水垢的去除,可以使用醋、柠檬或专业清洁剂,也可以通过预防措施减少水垢的形成。
在日常生活中,要定期清洗容器,保持清洁,并注意水质的硬度,以减少水垢的困扰。
希望以上方法可以帮助您有效去除水垢,保持容器的清洁和美观。
水垢的形成及处理方法水垢是由于水中溶解的钙、镁等阳离子与碳酸根离子、碱性离子结合形成的固体沉淀物。
水中的钙、镁溶解度较低,当水温度升高或长时间加热后,离子浓度超过水的溶解能力,就会发生结晶反应,形成水垢。
处理水垢的方法有物理方法和化学方法两种。
物理方法:1.清理水垢:对于一些设备和管道已经出现水垢的情况,可以采用手工或机械清理的方法将水垢物理去除。
可以使用刮棒、刷子、高压水枪等工具进行清理。
但这种方法只能是暂时的解决办法,无法从根本上阻止水垢的形成。
2.电子除垢:电子除垢技术是利用高频交变电场作用于水体中的钙、镁离子,使其分解为微颗粒悬浮物而不结晶成水垢,减轻水垢沉积的程度。
这种技术不会对水质产生负面影响,使用方便、环保。
但其效果会受到水流速度、水温、水质等因素的影响。
3.离子交换:离子交换是利用树脂吸附水中的钙、镁离子,释放出等量的钠离子。
树脂对钙、镁具有选择性吸附作用,可有效阻止水垢的形成。
但这种方法需要定期更换树脂,成本较高。
化学方法:1.酸洗:使用酸类溶液进行清洗设备和管道内的水垢。
常用的酸洗剂有盐酸、硫酸等。
酸洗能够分解水垢,使其变为可溶性盐类,方便清除。
但酸洗需要小心操作,使用后需要彻底冲洗,以防止酸残留对设备产生腐蚀影响。
2.缓蚀剂:缓蚀剂是一种添加剂,能够与水中的钙、镁离子结合形成溶解度较高的络合物,延缓水垢生成。
缓蚀剂通常添加在水处理系统中,通过循环流动将水垢转化为溶解性盐类,减轻水垢沉积的程度。
但缓蚀剂的效果有一定限制,适用范围有限。
综上所述,针对水垢的处理方法有物理方法和化学方法两种,可以根据实际情况选择合适的方法进行处理。
了解水垢的形成原因并采取相应的预防措施也是重要的,例如控制水温、增加水的流速、使用软化水设备等,可以减少水垢的形成。
水垢的形成和防止水垢和水渣在热力设备内受热面水侧金属表面上生成的固态附着物叫水垢。
水垢是一种牢固附着在金属壁面上的沉积物,它对热力设备的安全经济运行有很大危害,结水垢的现象是热力设备水质不良所引起的一种故障。
除了水垢以外,在锅炉和热力设备的水中,还可能析出一些固体物质,这些固体物质有的以悬浮物状态存在于水中,也有以沉渣和浮渣状态沉积在热力设备水流流动滞缓的各个部位,例如锅炉汽包底部,水冷壁下联箱底部以及各个热交换器,各种水箱底部等。
这些呈悬浮状态和沉积状态的物质叫做水渣。
热力设备内的水垢,其外观,物性和化学组成等特性因水垢生成部位不同、水质不同以及受热面负荷不同等原因而有很大差异。
例如,有的水垢坚硬,有的水垢较软,有的水垢较密,有的多孔隙,有的紧紧的与金属连在一起,有的与金属表面的联系较疏松。
水垢的颜色也各不相同。
为了研究水垢产生的原因,找出防垢的方法,除了应该仔细地观察各个部位水垢的外观特征之外,最重要的是确定水垢的化学组成。
组成水垢的化学组成一般比较复杂,它不是一种简单的化合物。
而是由许多的化合物混合组成的。
为确定水垢的化学组成应做以下两方面的工作。
(1)成分分析通常用化学分析的方法确定水垢的化学成分。
水垢的化学分析结果,一般以高价氧化物的重量百分率表示。
表10-3和表10-4是两例锅炉水冷壁管内水垢的化学分析结果。
表10-3 某高压锅炉内水垢的化学分析结果表10-4 国外某高参数大容量锅炉内水垢的化学分析结果用高价氧化物表示水垢的化学成分,既便于计算、分析结果又比较接近于水垢中各物质存在的真实情况。
水垢中各种物质主要是以金属氧化物个各种盐类物质存在的。
大多数金属氧化物如:Na2O、CaO、MgO、CuO等都是碱性氧化物,大多数非金属氧化物如:SO3,CO2, SiO2,和P2O5等都是酸性氧化物。
酸性氧化物和碱性氧化物互相化合可以生成盐,例如:CaO+ CO2=CaCO3↓。
当然这种表示方法也会带来偏差,例如:水垢中的铁可能以Fe3O4或FeO存在,水垢中的铜可能以Cu2O或Cu存在,而化学结果都以它们的最高价氧化物Fe2O3和CuO表示,这就会使分析结果偏大。
水垢是如何形成的水垢是一种在水壶和锅炉以及保养不好的热水中央加热系统内壁中坚硬的,灰白色或黄白色的白垩沉积物。
下面由店铺为你详细介绍水垢的相关知识。
水垢是如何形成床的:水垢形成含有钙(Ca)镁(Mg)盐类等矿物质的水叫做“硬水”。
河水、湖水、井水和泉水都是硬水。
自来水是河水、湖水或者井水经过沉降,除去泥沙,消毒杀菌后得到的,也是硬水。
刚下的雨雪,水里不含矿物质,是“软水”。
水烧开后,一部分水蒸发了,本来不好溶解的硫酸钙(CaSO4,石膏就是含结晶水的硫酸钙)沉淀下来。
原来溶解的碳酸氢钙(Ca(HCO3)2)和碳酸氢镁(Mg(HCO3)2),在沸腾的水里分解,放出二氧化碳(CO2),变成难溶解的碳酸钙(CaCO3)和氢氧化镁(Mg(OH)2)也沉淀下来,有时也会生成MgCO3。
这样就形成了水垢。
用硬水洗衣服的时候,水里的钙镁离子和肥皂结合,生成了脂肪酸钙和脂肪酸镁的絮状沉淀,这就是“豆腐渣”的来历。
在硬水里洗衣服,浪费肥皂。
水壶里长了水垢,不容易传热,浪费燃料。
这些对于一个家庭来说,浪费还不算严重。
对于工厂来说,问题就大啦。
工厂供暖供汽用的大锅炉,有的每小时要送出好几吨蒸汽,相当于烧干几吨水。
据试验,一吨河水里大约有1.6公斤矿物质;而一吨井水里的矿物质高达30公斤左右。
一天输送几十吨蒸汽,硬水在锅炉内壁沉积出的水垢数量,又该多么惊人!大锅炉里结了水垢,好比锅炉壁的钢板和水之间筑起一座隔热的石墙。
锅炉钢板挨不着水,炉膛的火一个劲地把钢板烧得通红。
这时候,如果水垢出现裂缝,水立即渗漏到高温的钢板上,急剧蒸发,造成锅炉内压力猛增,就要发生爆炸。
锅炉爆炸的威力,不亚于一颗重磅炸弹!可见水垢的危害,决不能等闲视之!因此,在工厂里,往往在水里加入适量的碳酸钠(俗名苏打),使水中的钙镁盐类变成沉淀除去,水就变成了软水。
使硬水通过离子交换树脂,也能除去其中的矿物质,得到软水。
家里的水壶、暖水瓶里长了水垢,怎么清除干净呢?小心地将水壶烧到刚刚要干,立即浸到凉水里。
水垢温度变化曲线水垢是由水中溶解的钙、镁和铁等金属离子以及碳酸盐和硫酸盐等盐类沉淀而成的固体物质。
在日常生活中,我们经常会遇到水垢的问题,比如水壶底部的白色结垢、浴室淋浴头的堵塞等。
而水垢的形成与水的温度有着密切的关系,下面将详细介绍水垢温度变化曲线。
随着温度的升高,水垢的形成速度也会增加。
这是因为在较高温度下,水中的溶解性盐类会随着水的蒸发而析出,形成水垢。
实验证明,当水温超过60摄氏度时,水垢的形成速度明显加快。
因此,高温地区的水垢问题往往更为突出。
水垢的形成过程可以分为三个阶段:核化、生长和阻塞。
在核化阶段,当溶液中的浓度达到饱和时,水垢的微小晶核开始形成。
随着温度的升高,这些晶核会逐渐生长并聚集在一起,形成可见的水垢。
最终,在阻塞阶段,水垢会覆盖在各种容器和管道的表面,不仅影响水的流动,还容易造成设备的老化和损坏。
为了解决水垢问题,我们需要了解水垢在不同温度下的变化规律。
根据实验数据和统计分析,可以得出以下结论:首先,在温度较低的情况下,水垢的形成速度较慢。
这是因为低温下水的溶解度较高,溶解性盐类中的离子比较容易保持在溶液中,不容易析出。
其次,在适中温度范围内,水垢的形成速度较快。
这是因为温度的升高会加快水分子的运动速度,使水中的溶解性盐类离子更容易与其他分子结合而形成水垢。
最后,在过高温度下,水垢的形成速度反而会减慢。
这是因为高温下水的蒸发速度增加,使溶液中的溶解性盐类浓度降低,从而减少水垢的形成。
综上所述,水垢的形成与水的温度密切相关。
了解水垢温度变化曲线对我们解决水垢问题、保护设备和提高生活质量非常重要。
在实际应用中,我们可以根据温度的变化,采取适当的措施,如使用除垢剂、加热器具进行清洁等,以减少水垢的生成,从而延长设备使用寿命,提高我们的生活品质。
较低温度下弱结垢的原因
在较低温度下出现弱结垢的原因可能有多种,以下是一些可能的因素:水中溶解的盐类:水中的溶解盐类,如碳酸盐、硫酸盐和氯化物等,在低温下可能会结晶析出,形成水垢。
这些盐类在水中的浓度越高,结垢的风险就越大。
水的硬度:水的硬度指的是水中钙、镁等离子含量。
硬水中的钙、镁离子更容易与水中的其它离子结合形成沉淀物,从而导致结垢。
水的PH值:水的PH值会影响水垢的形成。
如果水的PH值偏低,即酸性较强,那么水中的碳酸钙等物质更容易溶解,形成水垢。
相反,如果水的PH值偏高,即碱性较强,则可以抑制水垢的形成。
流速和流向:流速和流向也是影响水垢形成的重要因素。
如果流速过慢或流向突变,会导致水中的悬浮颗粒和杂质在某处沉积下来,形成水垢。
管道材质:管道的材质也会影响水垢的形成。
有些材质,如铜、铁等,容易与水中的离子发生反应,形成沉淀物,从而导致结垢。
综上所述,较低温度下出现弱结垢的原因可能涉及到水的多个方面,包括溶解盐类、硬度、PH值、流速和流向以及管道材质等。
为了预防和控制水垢的形成,需要综合考虑这些因素,采取相应的措施。
⽔壶⽔垢原理⼀、引⾔⽔壶中的⽔垢,是⼀种常⻅的现象,尤其在硬⽔地区更为普遍。
⽔垢的形成,是由于⽔中所含的矿物质与⽔壶材料发⽣反应,逐渐沉积形成的。
了解⽔垢的原理,有助于我们更好地预防和清除⽔垢,提⾼⽣活品质。
⼆、⽔垢的化学原理1.⽔中的矿物质⽔垢的形成,与⽔中所含的矿物质紧密相关。
⾃来⽔中常⻅的矿物质包括钙、镁、铁、锰等离⼦。
这些矿物质⼤多以溶解状态存在,但随着⽔温、压⼒等环境因素的变化,部分矿物质会逐渐沉积,形成⽔垢。
2.⽔壶材料的化学性质⽔垢的形成,也与⽔壶材料的化学性质有关。
常⻅的⽔壶材料如不锈钢、玻璃、陶瓷等,在不同的条件下,可能会与⽔中的矿物质发⽣反应,从⽽形成⽔垢。
例如,不锈钢⽔壶在⾼温、酸性条件下,容易发⽣氧化反应,形成氧化铁⽔垢。
三、⽔垢的形成过程1.初始阶段在⽔壶初次使⽤时,由于新壶表⾯的粗糙度较⾼,容易吸附⽔中的矿物质。
这些矿物质会附着在⽔壶表⾯,形成⼀层薄膜。
2.沉积阶段随着使⽤时间的延⻓,⽔中的矿物质不断沉积在薄膜上,逐渐形成⾁眼可⻅的⽔垢。
这个阶段的速度与⽔温、⽔质、⽔壶材料等因素有关。
3.成熟阶段当⽔垢达到⼀定厚度时,由于其⾃身的⽣⻓规律,⽔垢会逐渐停⽌沉积,达到⼀个相对稳定的平衡状态。
四、预防与清除⽔垢的⽅法1.使⽤软⽔硬⽔中的矿物质是形成⽔垢的主要来源。
通过使⽤软⽔或纯净⽔,可以⼤⼤降低⽔垢的形成。
但软⽔可能含有其他有害物质,需谨慎选择。
2.控制⽔温⾼温是促进⽔垢形成的重要因素。
因此,在使⽤⽔壶时,应尽量避免⻓时间的⾼温加热,尤其是不要让⽔壶空烧。
3.酸碱调节通过加⼊酸或碱,调节⽔的酸碱度,可以影响⽔垢的形成。
例如,加⼊⻝醋可以降低⽔的酸碱度,从⽽减少⽔垢的形成。
但这种⽅法需谨慎使⽤,避免对⼈体造成伤害。
4.机械清除法对于已经形成的⽔垢,可以采⽤机械清除法。
常⻅的⼯具包括清洁球、清洁布等。
在清除时应注意不要损坏⽔壶表⾯。
五、结论⽔垢的形成是⼀个复杂的化学过程,涉及多种因素相互作⽤。
水垢成分研究报告
水垢是指水中溶解的无机盐,在水蒸发或加热的过程中,这些无机盐会析出沉积在容器表面,形成结晶状的固体。
水垢主要由钙、镁、铁和氯等无机盐组成。
其形成对于水质、设备和管道都会产生一些不良影响,包括管道堵塞、设备性能下降、加热效率降低等。
钙和镁是水垢的主要成分,其中钙的沉积物主要是碳酸钙,镁的沉积物主要是碳酸镁。
水中的钙和镁来源可以是地下水、自流井或供水系统中的水。
在加热过程中,水中的无机盐溶解度会降低,导致水中的钙和镁沉积形成水垢。
水垢的形成速度取决于水中的无机盐浓度、温度和水流速度等因素。
除了钙和镁,水垢中还可能含有其他成分,如铁和氯。
铁主要来自于供水系统中的铁水垢或管道表面的锈蚀物。
氯则是自来水中的一种消毒剂,但在加热过程中会与水中的有机物反应生成有机氯化合物,进而形成水垢。
研究水垢成分的目的是为了找到有效的预防和清除水垢的方法。
常见的水垢清除方法包括化学清洗、机械清洗和电子除垢等。
化学清洗主要是使用化学剂来溶解水垢,常见的清洗剂有酸类、碱类和络合剂等。
机械清洗则是利用刷子、高压水枪等工具对水垢进行清除。
电子除垢则是通过电流作用于水垢表面,使其离子化后循环回到水中,从而避免水垢的沉积。
综上所述,水垢是由钙、镁、铁和氯等无机盐组成的固体沉积
物。
研究水垢成分的目的是为了寻找有效的清除方法,以减少水质和设备管道的不良影响。
如何预防水箱水垢的形成水箱水垢的形成是指水箱内壁、底部或顶部等附着有不溶性沉淀物的现象。
水垢主要是由于水中存在的钙、镁等硬度物质与水箱内壁上的碱性金属盐发生化学反应而形成的。
水垢积聚会降低水箱的使用寿命,影响水质卫生和供水效果,甚至可能对人体健康产生一定的影响。
因此,对于如何预防水箱水垢的形成,我们需要采取一系列有效的措施。
首先,定期清洗水箱是预防水箱水垢形成的重要步骤。
水箱清洗频率一般建议为每年一次或根据水质情况进行调整,清洗时应关闭给水阀,将水箱内的水排干。
使用清洁剂或消毒剂进行清洗时,应选择专业的水箱清洗剂,并按照说明书进行操作。
清洗剂除去内壁上的水垢和水垢附着物,保证水箱内壁干净平滑,减少水垢形成的机会。
其次,加装水垢控制器是一种常见且有效的预防水箱水垢形成的方法。
水垢控制器通过物理或电子手段来防止水中的硬度物质形成水垢,保持水箱内壁的清洁。
物理方法包括利用磁场和静电作用等原理,将水中的离子束缚起来,使其不易团聚形成水垢。
电子方法则是通过电解产生一定的氢氧根离子,改变水中的离子平衡,使水中的硬度物质难以形成水垢。
选择适合自己的水垢控制器并正确安装使用,可以有效预防水箱水垢形成。
此外,控制水箱内微生物繁殖也是重要的预防水箱水垢的措施之一。
微生物的繁殖会加速水箱内水垢形成的速度,并带来水质问题。
因此,要定期清洗水箱,并严格控制水箱内水质的清洁度。
可以使用消毒剂对水箱内进行消毒处理,杀死水中的微生物,减少其繁殖的机会。
同时,注意水箱的通风和晒太阳,保持水箱内的干燥,避免滋生微生物。
另外,选择合适的水箱材质也能有效预防水箱水垢的形成。
一些材质对水垢的附着性较低,避免了水垢的形成。
玻璃纤维等材质的水箱具有光滑的内壁,难以附着水垢,因此选择这样的材质能够预防水垢的形成。
对于已经安装了其他材质的水箱,可以在水箱内部涂覆一层防水垢的涂层材料,减少水垢的附着。
最后,合理使用水箱水质调节剂也是预防水箱水垢形成的有效手段。
水垢的化学方程式
水垢是由钙、镁等金属离子与碳酸根离子结合而形成的沉淀物,常见于水龙头、水壶、热水器等处。
水垢的化学方程式如下:
Ca2+ + CO32- → CaCO3↓
Mg2+ + CO32- → MgCO3↓
其中,Ca2+代表钙离子,Mg2+代表镁离子,CO32-代表碳酸根离子,→表示反应物生成产物的方向,↓表示沉淀物的生成。
水中钙、镁离子与碳酸根离子结合生成的沉淀物就是水垢。
水垢的生成与水中钙、镁离子浓度高低、水温、pH值等因素有关。
当水中钙、镁离子浓度较高,水温较高、pH值偏碱性时,水垢生成的速度会增加,对家庭用水和工业设备的影响也更加明显。
因此,对于水垢的预防与清除,需要从调节水质、控制水温、调节pH值等方面入手。
- 1 -。
冷却水系统中的水垢是如何形成的?
在循环冷却水系统中,水垢是由过饱和的水溶性组分形成的。
水中溶解有各种盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐等,其中以溶解的碳酸氢盐如Ca(HCO₃)₂、Mg(HCO₃)₂最不稳定,极容易分解生成碳酸盐。
因此,当冷却水中溶解的碳酸氢盐较多时,水流通过换热器表面,特别是温度较高的表面,就会受热分解,其反应如下:
当循环水通过冷却塔,溶解在水中的CO₂会逸出,水的pH值升高,此时,碳酸氢盐在碱性条件下也会发生如下的反应:
如水中溶有适量的磷酸盐与钙离子时,也将产生磷酸钙的沉淀:
上述一系列反应中生成的CaCO₃和Ca₃(PO₄)₂等均属难溶性盐,它们的溶解度比起Ca(HCO₃)₂来要小得多。
同时,它们的溶解度与一般的盐类还不同,其溶解度不是随着温度的升高而加大,而是随着温度的升高而降低,属反常溶解度的无机盐。
如CaCO₃的溶度积为:20℃为5.22×10-9;25℃为4.8×10-9;40℃为3.03×10-9。
水温升高更易饱和。
因此,在换热器传热表面上,这些难溶性盐很容易达到过饱和状态而从水中结晶析出,尤其当水流速度小或传热面较粗糙时,这些结晶沉淀物就会沉积在传热表面上,形成了通常所称的水垢。
由于这些水垢
结晶致密,比较坚硬,又称之为硬垢。
常见的水垢成分有:碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙、镁盐、硅酸盐等。
水垢的成因及分析一、水垢的成因由于水中的Ca、Mg、SiO2、等离子因浓度、温度及酸碱度(PH)等的变化而形成难溶于水的CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSiO3、MgSiO3、CaSO4、MgSO4、Ca3(PO4)2、Mg3 (PO4)2等物质而附着于管壁形成水垢。
水垢(scale)之种类及生成物质水垢之种类生成物质水质软质水垢CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2 Ca2+,Mg2+多之水软质、硬质水垢CaSiO3、MgSiO3、Fe(OH)3、Fe2O3 SiO2及Fe3+多之水硬质水垢CaSO4、MgSO4 PH值低及SO42ˉ-多之水多孔性硬质水垢SiO2 SiO2多之水泥状物质(sluege)Fe(OH)3、Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2 过量之碳酸系防锈剂及高浓缩水污泥(slime)藻类,细菌及灰尘之混合物日光,大气污染,溶存盐类之浓缩其他油膜,沙土,灰尘大气污染二、化学分析1. CaCO3:溶于水中之Ca及CO2会形成可溶性之Ca(HCO3)2,而Ca(HCO3)2经加热或碱反应会形成不溶性之CaCO3沉淀。
(1)加热分解:一般冷却水中皆含有Ca(HCO3)2,经过热交换器时,即被加热分解为CaCO3结晶水垢析出。
Ca(HCO3)2……CaCO3 +H2O+CO2可溶性难溶性(2)与碱反应:当冷却水之PH值升高时,水质偏碱性,此Ca(HCO3)2即会分解析出CaCO3。
Ca(HCO3)2+2OHˉ……CaCO3 +CO32ˉ+2H2O(3)与CO32ˉ之反应:CaCl2+CO32ˉ……CaCO3 +2Clˉ2. CaSO4:当冷却塔吸入大气中SO2(由汽车排放废气或燃煤,油产生)而生成SO42ˉ时即析出CaSO4。
CaCL2+SO42ˉ……CaCO3 +2Clˉ3. Ca3(PO4)2:当使用磷系水处理剂时,而形成Ca3 (PO4)2析出。
钙镁离子结合形成水垢的温度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述水垢是我们日常生活中常见的问题之一,它在供水系统、热水器、咖啡机以及水壶等热水设备中经常出现。
形成水垢的主要原因是水中的钙和镁离子与一些无机盐类结合形成沉淀物。
这些沉淀物不仅会堵塞管道和热交换器,还会降低设备的效率和使用寿命。
因此,了解钙镁离子结合形成水垢的温度对我们有效地预防和清除水垢至关重要。
本文将深入探讨钙镁离子在不同温度下结合形成水垢的机制和影响因素,旨在提供更多关于水垢的科学知识和应对策略。
通过对这些内容的了解,我们可以采取相应的措施来降低水垢的产生和对设备的影响。
在本文的剩余部分,我们将先介绍钙镁离子的特性和作用,探讨它们在水垢形成过程中的重要作用。
随后,我们将详细描述水垢形成的过程,包括钙镁离子的结合机制和沉淀物的生成过程。
接下来,我们将重点研究温度对钙镁离子结合形成水垢的影响,以及其他一些因素对水垢形成的影响。
最后,我们将总结以上内容,给出一些建议和解决方案来减少水垢的产生。
通过全面了解和研究钙镁离子结合形成水垢的温度,我们可以更好地理解水垢的形成机制,避免设备的堵塞和磨损,并提高热水设备的效率和寿命。
希望本文能为读者提供有关水垢问题的深入认识,并有助于解决水垢带来的各种不便与困扰。
1.2文章结构文章结构部分(1.2)的内容应该是对整篇文章的结构进行介绍和概括,指导读者了解文章的组织框架,并提供一个清晰的导引。
以下是一个可能的撰写参考:1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述和讨论:第2节部分:钙镁离子的特性和作用在这一部分,我们将首先介绍钙镁离子的基本特性,包括它们的化学性质、离子反应性以及对水质和人体健康的影响。
随后,我们将探讨钙镁离子在水中的作用,特别是它们与其他物质的相互作用、溶解度以及对水垢形成的关系。
通过对钙镁离子的特性和作用的深入分析,我们可以更好地理解水垢形成的机制。
第3节部分:水垢形成的过程在这一部分,我们将详细描述水垢形成的过程,从离子结合到水垢的生成。
除水垢的原理一、前言水垢是指水中的钙、镁离子与碳酸根离子结合形成的沉淀物,它会在热水器、水龙头、水管等设备上逐渐积累,导致设备性能下降,甚至损坏。
因此,除水垢是保护设备、延长使用寿命的重要措施之一。
二、水垢形成原理当硬度较高的自来水通过管道流动时,其中含有大量的钙、镁离子和碳酸根离子。
这些离子在高温下会发生化学反应,生成不溶于水的碳酸钙和碳酸镁等沉淀物,这就是所谓的水垢。
三、除水垢原理1. 化学除垢法化学除垢法是利用化学反应将水中的钙、镁离子与碳酸根离子转化为易溶于水的盐类或其他物质,并将其排出系统外部。
常用的化学除垢剂有硫酸和盐酸等强酸和EDTA等螯合剂。
硫酸法:将浓硫酸加入系统中与水垢反应,生成易溶于水的硫酸钙和硫酸镁等盐类。
但硫酸具有腐蚀性,使用时需要注意安全。
EDTA法:将EDTA溶液加入系统中与水垢反应,形成稳定的络合物,使水垢中的钙、镁离子失去活性并溶解于水中。
但EDTA价格较高,且对环境有一定影响。
2. 物理除垢法物理除垢法是利用物理原理将水中的钙、镁离子与碳酸根离子分离出来,并将其排出系统外部。
常用的物理除垢方法有电解法、磁化法和超声波法等。
电解法:利用电场作用使水中的阳离子向阴极移动,在阴极附近形成氢气泡,并在阳极附近析出金属氧化物沉淀物。
但该方法需要消耗大量能源,且易造成设备损坏。
磁化法:利用磁场作用改变水分子结构,使其不易形成水垢,并加速已有水垢的溶解。
但该方法对于较大的水流量效果不佳。
超声波法:利用超声波振荡水流,使水中的钙、镁离子与碳酸根离子分散,不易结合形成水垢。
但该方法对于较大的水流量效果也不佳。
3. 混合除垢法混合除垢法是将化学除垢法和物理除垢法相结合,利用两种方法的优点互补,以达到更好的除垢效果。
常用的混合除垢方法有电化学脱盐法、电磁脱盐法和电动力脱盐法等。
电化学脱盐法:利用电场作用将水中的离子分离出来,并在阳极和阴极上形成气泡或沉淀物。
但该方法需要消耗大量能源,并且易造成设备损坏。
管道水垢的形成原因是什么
水垢俗称“水锈、水碱”,是指硬水煮沸后所含矿质附着在容器(如锅、壶等)内逐渐形成的白色块状或粉末状的物质,主要成分有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁等,水垢的形成危害是什么呢?水垢导热性很差,会导致受热面传热情况恶化,从而浪费燃料或电力;水垢胶结时,也常常会附着大量重金属离子,如果该容器用于盛装饮用水,会有重金属离子过多溶于饮水的风险,下面一起来具体了解一下管道水垢的形成原因是什么吧?
水垢形成原因一:水不断受热蒸发浓缩,致使水中的钙镁盐类浓度增大,当超过它们的浓度时,使从水中析出形成沉淀物。
水垢形成原因二:水被加热,重碳酸盐类受热分解,生成难溶的沉淀物,即生成水垢。
水垢形成原因三:随着温度升高,某些盐类溶解度逐渐下降,便析出沉淀。
自来水中的杂技以及热水器由于长期使用产生的微生物死亡后形成的污垢。
沉淀物、杂质、污垢粘结在水箱和真空管壁,就形成了溶的水垢。
水垢不仅使家用热水器、锅炉等设备导热性能极差,浪费能源(电能或天然气),家中经济负担,而且导致换热器过热,减少使用寿命,甚至产生事故;水垢会阻塞水管道,造成水流不畅,甚至被迫更换水管道,导致破坏装修等后果。
通过。
一、水垢的成因
工业锅炉以及家庭用的烧水壶,使用一段时间后在金属表面就会结成水垢,这是由于水中溶有一定数量的钙镁盐类,如碳酸氢盐、碳酸盐、硫酸盐、氯化物、硅酸盐、磷酸盐等同的还含有泥沙和有机物等。
这些盐类在受热过程中发生物理和化学变化而形成水垢。
水中含有的碳酸氢钙在水温升高过程中会分解生成难溶的碳酸钙:
Ca(HCO3)2==△==CaCO3+C02↑+H20
碳酸氢镁也会分解生成碳酸镁,它在水中不稳定会转化成溶解度更小的氢氧化镁沉淀,因此水垢中还含有少量氢氧化镁。
在碱性条件下,碳酸氢钙会发生如下反应生成碳酸钙:
Ca(HCO3)2+20H1-====CaCO3+2H2O+CO2-3
此时,如水中含有较多的氯化钙时也会发生如下的生成碳酸钙的沉淀:
CaCl2+C02-3====CaCO3↓+2C1-
当水中溶有过量的磷酸盐时,氯化钙也会转化成溶解度很小的磷酸钙。
2P03-4+3CaCl2--Ca3(PO4)2↓+6Cl-
通常水垢的主要成分是碳酸钙和磷酸钙。
水中还溶解有一定数量的硫酸钙;硅酸钙等其他无机盐类,随着水的蒸发,它们在水中浓度加大,当其浓度超过溶解度之后也会生成沉淀,并沉积在传热表面上。
在工业锅炉中金属表面的铁锈和铜锈等锈垢也会转化成水垢的成分。
由于水垢大都由无机盐组成,故称为无机垢,而且这些水垢结晶致密,比较坚硬,所以又称为硬垢。
实际水垢的成分相当复杂而且成分随着水质情况的不同而变化,所以对不同地区的水垢应作具体分析。
通常根据水垢的主要成分将它分为碳酸盐水垢;硫酸盐水垢,磷酸盐水垢,硅酸盐水垢和锈垢几、大类。
表3—4是用X—射线法测得的各种坚硬水垢的组成。
表3-4 X—射线反射法测得水垢成分
在锅炉受热内部和冷却水热交换系统内部积存水垢都是有害的,其危害性主要表现在以下几方面。
(1)增加热损失和燃料消耗通常工业锅炉每结lmm厚水垢,热效率要降低5%。
中国工业锅炉和采暖锅炉的年燃煤量占煤炭总用量垢,发电锅炉的燃煤量占煤炭总用量毵i以工业锅炉和,采暖锅炉平均结垢厚度方lmm,发电锅炉与腐蚀产物平均厚度为0.5mm计算,则将造成45Mt/a的燃料损失,而如果做好防垢清洗工作每年至少可节约45亿元的燃煤费用。
(2)降低受热面的金属强度钢材的机械强度随温度升高而降低,因此各种钢材都有斗定的最高允许使用温度,如碳钢的最高允许使用温瘦为490*C。
清洁的锅炉管壁传热中,钢铁弓I起金属的温度升高为6℃/mm,而水垢引起的金属温度升高可达:6585℃/mm。
因此当锅炉受热而内表面结有导热性差的水垢时,为保持锅炉水有同样温度,水冷壁管将必须加热到更高的温度,易造成钢材的局部过热、变形、龟裂甚至爆炸。
(3)锅炉的利用率降低由于水垢造成产气率下降,需要定期清除水垢,势必造成停产而给生产带来损失。
(4)缩短锅炉使用寿命水垢生成导致热交换管工作温度升高,使锅炉管水侧的氧化加剧必然缩短锅炉使用寿命。
(5)增加燃煤对大气污染由于水垢使锅炉传热效率下降,不仅使热损失增加,而且将排放出更多烟尘、二氧化硫及其他有害物质,加重对大气的污染。
(6)降低热交换系统效率,增加冷却水用量由于水垢的生成,传热效率下降,为保证设计要求的冷却效率,必然要加大冷却水耗用量。
(7)增加管内水流阻力有时甚至堵塞管线水垢在管内沉积,减少了水流的截面积,增大了水流阻力,增加了动力消耗,降低各种工业设备的生产能力。
四、防止水垢生成的方法
由于最常见的水垢是碳酸盐水垢,而它的形成与水中含有的碳酸氢盐含量有直接关系,因此为防止在锅炉中形成碳酸盐水垢必须在水进入锅炉之前对水进行处理,降低水的暂时硬度(即碳酸氢钙、镁的含量)。
一般把含有钙、镁离子较多的水称为硬水。
而把碳酸氢钙,碳酸氢镁含量称为暂时硬度,把硫酸钙、硫酸镁、氯化钙、氯化镁的含量称为永久硬度。
通常采用以下方法消除水的硬度。
1.硫酸中和法
在水中加入适量硫酸,使水中碳酸氢盐转变成硫酸盐,把水中的暂时硬度转变成永久硬度,从而防止碳酸钙垢生成;而水中硫酸钙含量低于1000mg儿时,它也不会形成水垢。
但由于加入硫酸会腐蚀设备,通常只在小容量情况下使用。
反应式为:
Ca(HCO3)2+H2SO4====CaSO4+2H2O+2C02↑
2.石灰沉淀法
这是—种古老的化学软化水方法,石灰价廉,能够降低水的碱度和硬度,而且有部分除硅的作用。
加入.石灰可以消除水的暂时硬度。
Ca(HC03)2+Ca(OH)2====2CaCO3↓+2H20
Mg(HCO3)2+2Ca(OH)2====2CaCO3+d-Mg(OH)2+↓十2H2O
3.离子交换树脂软化水
当水通过装有钠型强酸型阳离子交换树脂时,钙镁离子将被树脂中的钠离子置换下来,使水成为不含钙镁离子的软化水。
对于含钙镁离子较多,硬度较大的水可采取多级串联方式经过多次离子交换,使水叫钙镁离子浓度降低到0.015mmol/L以下。
也可以把离子交换树脂处理与电渗析器或反渗透器联用去除钙镁离子达到软化水目的。
4.加阻垢剂(水质稳定剂)的方法
对碳酸钙等微溶盐的结晶沉淀过程研究表明,当溶液中微溶盐的浓度超过其溶解度时并不立即结晶,而是存在一个过饱和浓度的介稳区域,此时溶液中虽然有微溶盐的微晶核形成,但晶核并未长大,在介稳区域并不会形成水垢。
因此通过加入阻垢剂的方法扩大介稳区域就可以达到防止水垢生成的目的。
阻垢剂的作用是吸附于晶核,阻碍微晶核的进一步长大或使晶体结构发生变形变得疏松膨胀不易聚沉。
目前使用较广的无机阻垢剂是磷酸三钠和六偏磷酸钠,它们可以使进入锅炉的少量硬度盐形成水合磷灰石,暂时失去附壁成垢能力。
使用的有机阻垢剂是膦酸盐和低摩尔质量的聚羧酸。
其中聚羧酸型阻垢剂典型代表是水解聚马来酸酐(HPMA),它有使微溶盐晶核的晶格变形的作用。
膦酸盐的典型代表是乙工胺四亚甲基膦酸(EDTMP)和次氨基三亚甲基膦酸(ATMP),它们有吸附在微溶盐晶核表面阻止晶体生长的作用。
两种有机阻垢剂可以复配使用。
无机阻垢剂和有机阻垢剂配合使用可以减低用量达到较好效果。
五、溶解去除水垢的方法
对在锅炉上已形成的水垢通常用化学试剂加以清除,不同类型的水垢需用不同的试剂。
1.碳酸盐垢
碳酸盐垢易溶于强酸中并冒出二氧化碳气泡,其溶解反应方程式为:
CaCO3+2H+====Ca2++H20+C02↑
Mg(OH)2+2H+====Mg2++2H2O
只要生成的钙镁盐有较大溶解度的酸都可以用来溶解碳酸盐垢,通常使用最多的是盐酸,因为GaGl:、MgCl:、溶解度大而且盐酸价格便宜。
由于CaSO+溶解度较小,在洗较厚的碳酸盐垢时,不宜用硫酸。
对于结有碳酸盐垢的不锈钢基底材料,为防止对不锈钢的腐蚀不宜用盐酸,而常用币肾酸;
在要求不停车清洗碳酸盐垢时可用EDTA螯合剂与Ca2+组成高度稳定的可溶性络合物使水垢逐渐溶解去除。
2.磷酸盐水垢
强酸可把磷酸盐转化成可溶性的磷酸二氢盐。
因此可用强酸溶解磷酸盐水垢,转化溶解反应为:
Ca3(P04)2+4HCl====Ca(H2PO4)2+2CaCl2
Ca3(P04)2+4HNO3====Ca(H2PO4)2+2Ca(NO3)2
由于硫酸钙溶解度较低,在水垢较厚时,不宜使用硫酸来溶解磷酸盐水垢。
3.硫酸盐水垢
硫酸钙不能用加强酸的方法使之溶解,而是应用烧碱处理,其机理为:
CaSO4+2NaOH====Ca(OH)2+Na2S04
氢氧化钠对硫酸钙垢不仅有溶解作用也有剥蚀作用,一般工业上用20%NaOH对硫酸钙垢进行浸泡处理。
如某炼油厂锅炉内硫酸钙结垢严重,管道内有40%空间被堵死,垢的平均厚度达15mm,用20%NaOH常温浸泡六天,约70%的垢被去除,再用20%NaOH’常温浸泡三天,全部垢都被清除。
对于碳酸钙和硫酸钙混合垢,单独用酸或碱处理,效果都不好,而用酸碱交替处理效果较好。
如用10%HCl先处理去除碳酸钙后,用清水洗净,再用20% NaOH处理硫酸钙垢,效果较好。
4.硅酸盐垢
如果水中二氧化硅含量过高,加上水的硬度较大时,SiO2-3易与水中Ca2+、Mg2+离子形成传热系数很低的硅酸钙、硅酸镁水垢,在酸性条件下也会形成胶状的硅酸水垢:Mg2++SiO2-3====MgSi03
SiO2-3+2H+====H2SiO3=Si02·2H2O
硅酸盐垢一旦生成就不能用一般酸洗方法清洗+而要用酸碱交替的方法先使MgSiO3。
转化为H2SiO3,再使H2SiO3,转化为易溶于水的Na2Si03去除
H2SiO3+2NaOH====Na2SiO3+2H20
尽管如此,清洗效率仍然很低。
在硅酸盐垢中含有Al”、Fe3+等金属离子,清洗就更困难。
用氢氟酸清洗效果较好,但其毒性较大而且容易造成设备的点蚀晶间腐蚀。
为了避免硅酸盐垢的生成,要把锅炉冷却水中SiO2含量限制在150~170mg/kg,但当镁的含量大于40mg/kg并与极高含量的钙共存时仍会生成硅酸镁水垢。
为去除硅酸盐水垢常采用热浓碱煮或氢氟酸洗的方法。
其反应式如下:
Si02+2NaOH==△==Na2SiO3+H20
SiO2+4HF====SiF4+2H20
CaSiO3+6HF====CaSiF6+3H20
MgSiO3+6HF====MgSiF6+3H20。