[实用新型]一种数码智能除垢装置

说明书

技术领域

本实用新型属于水处理中液流流经受热面的防垢与除垢技术领域，特别涉及一种数码智能除垢装置。

背景技术

垢是一种与水的硬度密切相关的沉淀物，当硬水被加热或蒸发时，水垢就会形成。水垢会阻塞管道或沉淀在热传导表面，这在工业上危害极大，导致热耗和阻力损失增加，设备寿命降低甚至爆炸等更为严重的损失。

热交换是热电、供热和化工系统中最基本的能量交换方式，常见的有汽-汽交换、汽-水交换、水-水交换。在汽-水交换和水-水交换过程中，由于用水量和水的消耗量都比较大，软化水的成本过高，往往直接用未经软化的地下水、地表水或经部分处理的工业回用水作为循环水和补充水水源。这些水源中的离子浓度高，尤其是钙、镁离子浓度高，水的硬度大，水体易被细菌、微生物污染。当硬水被加热或蒸发时，水垢就会形成。当导热面温度大于80℃时，水侧热传导表面易产生硬垢，低于80℃时易产生软垢。水垢会阻塞管道或沉淀在热传导表面，这在工业上危害极大，换热效率只有普通金属的20～200分之一，导致热耗和阻力损失增加，设备寿命降低甚至爆炸等更为严重的损失。

碳酸盐硬垢的形成：

水中的硬度离子主要是钙、镁离子，他们与碳酸根结合后形成钙、镁碳酸盐，由于这种盐的性质比较特殊，温度升高时其溶解度反而下降，当温度上升到一定程度时就在热传导表面和其它成垢因子形成复合沉淀物，随时间延长沉淀物不断加厚，便形成质地较硬硬垢。

Ca²⁺+2HCO₃^-→CaCO₃(方解石)+H₂O+CO₂

软垢的形成：

管道中的软垢主要是因为水体受到细菌和微生物的污染，它们的粘性分泌物吸附水中一些微粒子、悬浮物等沉淀在管道内表面，沉积物增厚形成软垢。软垢的增厚不但能堵塞管道，更重要的是它的致密层形成一道屏障造成软垢基底部缺氧环境，细菌及微生物的无氧代谢造成局部氢离子(H⁺)浓度增高，局部金属被H+腐蚀形成点蚀，严重时穿孔，如果是冷凝器换热管穿孔，会造成冷凝水品质下降，不及时处理会造成锅炉安全隐患。

目前防垢技术，大体可分为两大类：一是化学法，一是物理法。

1.化学法

化学法主要是离子交换、化学加药或阶段性酸洗等。化学清洗是利用某些化学药剂的水溶液将金属壁上的各种沉积物以化学方法将它们溶解下来，常用化学清洗剂是酸，碱，螯合物等。而酸洗过程中，酸有除去金属表面沉积物的能力，同时也对钢铁发生溶解腐蚀作用，使H₂从金属铁Fe中析出，还会使H₂渗入工件基体表面，造成金属的“氢脆”，(Fe₃C+H₂→Fe+CH₄↑)，从而使金属的塑性大大降低，脆性增大。酸洗过程中还会3价铁溶解O₂的电化学腐蚀，这些都导致材料遭受不同程度的破坏，(为防止这些危害，通常办法是：在酸溶液中加入少量缓蚀剂，如在盐酸，氢氟酸中加入粗吡啶，页氮，四甲基吡啶鉴残等，以减缓对金属的腐蚀速度，但治标不治本，对金属的腐蚀仍巨大，易埙坏设备，且环境污染大，非正常停车进行清洗次数多，成本高.

目前有许多工业循环水是采用化学加药的，如加阻垢剂等，但是在低温循环水、冷却水的工作温度下，水中的微生物是极易生长的，而许多阻垢剂常常又是微生物的营养源，所以，通常在加阻垢剂的同时，还需加入大量的杀菌剂、灭藻剂、平衡剂等等。另外化学药剂本身对设备、管道的腐蚀也是很严重的。进行阶段性酸洗虽然比较简单，但需要停设备，影响生产，费事费力，另外，清洗的废液对环境的污染也是不可忽视的。

化学方法在锅炉水处理和工业水处理中广泛应用，有很好的防垢效果，但是其代价也是相当大的。以钠离子交换器为例，我国一般采用的都是盐耗为250～500克/摩尔的钠离子交换器，也就是说每置换出水中20克的钙离子或12克镁离子就需要使用250～500克食盐，可想而知，对地下水的污染是多么的严重。水是地球、是人类的宝贵资源。为了防止污染地下水，美国已经禁止使用钠离子交换器。在此之前美国先是限制使用钠离子交换器，规定盐耗超过110克/摩尔的纳离子交换器不允许使用，后又规定盐耗超过90克/摩尔的钠离子交换器不允许使用，最终是禁止使用钠离子交换器。总之，在越来越重视环保、强调可持续发展的今天，化学除垢表现出越来越明显的局限性。

2.物理法