洗瓶機結垢危害很大,是生產控制的一個難點。本文從洗瓶機水垢的鑒別開始,分析水垢形成的機理,對水垢的危害和影響因素進行討論,并提出防治和治理措施。
1.水垢的分類和鑒定
水垢的組成通常都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。
筆者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。
2.洗瓶機水垢的形成方式
2.1 化學反應結垢
2.1.1 受熱分解
含有暫時硬度的水進入洗瓶機后,在加熱過程中,一些鈣鎂鹽類受熱分解,從溶于水的物質轉變成難溶于水的物質,附著于洗瓶機內表面,結為水垢,鈣和鎂鹽類熱分解反應式如下:
Ca(HCO
3)
2→CaCO
3↓+H
2O+CO
2↑;Mg(HCO
3)
2 →Mg(OH)
2↓+2CO
2↑。
2.1.2 相互反應
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:
Ca(HCO
3)
2文章來源華夏酒報+2NaOH→CaCO
3↓+Na
2CO
3+H
2O;CaCl
2+Na
2CO
3→CaCO
3↓+2NaCl。
2.2 鹽類析晶結垢
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CaSO
4等鹽類,同樣會析出而成垢。
2.3 其它方式
2.3.1 顆粒結垢:流體中懸浮的固體顆粒在換熱面上的積聚。
2.3.2 腐蝕結垢:換熱介質腐蝕換熱面,產生腐蝕產物沉積于受熱面上而形成污垢。
2.3.3 生物結垢:洗瓶冷噴水中往往含有微生物及其所需的營養,這些微生物群體及其排泄物等會在設備表面形成生物垢。
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