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實驗室洗瓶機水垢機理和影響因素分析
閱讀：782 發布時間：2018-4-23
實驗室洗瓶機水垢機理和影響因素分析
實驗室洗瓶機結垢是生產控制的一個難點，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，而是以一種化學成分為主，并同時含有其它化學成分。按其水垢的化學成分，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。
我們對洗瓶機內水垢的采樣用5%的稀鹽酸做溶垢試驗分析，試驗現象為：三角瓶內反應劇烈、垢樣迅速溶解，并有大量氣泡產生。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，還可能染上腐蝕產物的顏色，質硬而脆，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式如下：由于洗瓶機內的水不斷蒸發和濃縮，因此，水中溶解的鹽類含量不斷增加。當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力。
一般認為，硬度為1°dH的水，約含18克CaCO3/m3。假設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的水垢，當水垢積累量很大時，其危害性可想而知。可以通過腐蝕產物的沉積而影響結垢。如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料，則不易發生結垢。
設備表面質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濟運行的重要環節。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，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合而成的水質穩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。
加強設備結構防護和結構的改進。系統結構中的滯水區和流速低的部位是水垢的高發部位，在設計和安裝時應盡量避免，并選擇合適的管道路徑和閥門位置;存水區、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;水平管線應保持一定的坡度，并設置排氣閥和隔離閥，以利于排水。
加強運行維護實驗室洗瓶機和清洗規程。設計切合實際的設備清洗規程，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控和維護，發現異常及時處理。長時間停產，必須將各槽、管道內殘水排放干凈。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。
實驗室洗瓶機結垢是生產控制的一個難點，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，而是以一種化學成分為主，并同時含有其它化學成分。按其水垢的化學成分，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。
我們對洗瓶機內水垢的采樣用5%的稀鹽酸做溶垢試驗分析，試驗現象為：三角瓶內反應劇烈、垢樣迅速溶解，并有大量氣泡產生。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，還可能染上腐蝕產物的顏色，質硬而脆，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式如下：由于洗瓶機內的水不斷蒸發和濃縮，因此，水中溶解的鹽類含量不斷增加。當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力。
一般認為，硬度為1°dH的水，約含18克CaCO3/m3。假設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的水垢，當水垢積累量很大時，其危害性可想而知。可以通過腐蝕產物的沉積而影響結垢。如果采用耐蝕性能良好的石墨或陶瓷等非金屬材料，則不易發生結垢。
設備表面質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濟運行的重要環節。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，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合而成的水質穩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。
加強設備結構防護和結構的改進。系統結構中的滯水區和流速低的部位是水垢的高發部位，在設計和安裝時應盡量避免，并選擇合適的管道路徑和閥門位置;存水區、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;水平管線應保持一定的坡度，并設置排氣閥和隔離閥，以利于排水。
加強運行維護實驗室洗瓶機和清洗規程。設計切合實際的設備清洗規程，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控和維護，發現異常及時處理。長時間停產，必須將各槽、管道內殘水排放干凈。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。