实验室洗瓶机水垢机理和影响因素分析
时间：2018-04-23 阅读：730
实验室洗瓶机结垢是生产控制的一个难点，也会造成极大的危害，本文就水垢形成机理，危害以及影响因素进行讨论，并就预防和治理展开介绍。
实验室洗瓶机水垢的分类通常不是一种单一化合物，而是以一种化学成分为主，并同时含有其它化学成分。按其水垢的化学成分，一般可分为：碳酸盐水垢、硫酸盐水垢、硅酸盐水垢、磷酸盐水垢、氧化铁水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等几种。如碳酸盐水垢，是以碳酸钙为主要成分的水垢，而硫酸盐水垢，则是以硫酸钙为主要成分的水垢。
我们对洗瓶机内水垢的采样用5%的稀盐酸做溶垢试验分析，试验现象为：三角瓶内反应剧烈、垢样迅速溶解，并有大量气泡产生。这表明洗瓶机水垢为碳酸盐水垢，约含80%以上的碳酸钙。碳酸钙水垢外观为白色或灰白色，还可能染上腐蚀产物的颜色，质硬而脆，附着牢固，难以剥离刮除。
洗瓶机运行过程中，洗瓶机与水中原溶解度较大的盐类和碱反应后，生成难溶于水的化合物，从而形成水垢。一些盐和碱的相互反应式如下：由于洗瓶机内的水不断蒸发和浓缩，因此，水中溶解的盐类含量不断增加。当某些盐类达到过饱和时，随着温度、pH值等的变化，盐类会在蒸发面上析出固相，形成水垢。同时，还有部分盐类的溶解度随洗瓶机水温的升高而下降，如CaSO4等盐类，同样会析出而成垢洗瓶用水的总硬度硬度越大，钙、镁离子含量越高。当它们以碳酸盐形式析出后，将以金属表面凸起部分为晶核，并牢固地附着在设备表面。而且受热的金属表面会被一层氧化膜覆盖，从而增强碳酸盐与金属表面的黏结力。
一般认为，硬度为1°dH的水，约含18克CaCO3/m3。假设每个瓶子的耗水量为0.5L(水压为0.15MPa)、水的硬度为10°dH，那么，对生产能力为22000瓶/小时的洗瓶机来说，其工作12小时后，大约会形成23.8kg的CaCO3。因此，若不及时清除洗瓶机内的水垢，当水垢积累量很大时，其危害性可想而知。可以通过腐蚀产物的沉积而影响结垢。如果采用耐蚀性能良好的石墨或陶瓷等非金属材料，则不易发生结垢。
设备表面质量会影响污垢的形成和沉积，表面粗糙度越大，越有利于污垢的形成和沉积。
对洗瓶用水进行软化处理，既是防治洗瓶机水垢zui有效的途径之一，也是保证洗瓶安全和经济运行的重要环节。通常有离子交换法、反渗透法等，至少可以保证实验室洗瓶机用水硬度在7°dH以内，并保证pH在6.5—7.5之间。
选用合适的阻垢剂。由阻垢剂和分散剂复合而成的水质稳定处理剂具有一定的防垢效果，可在洗瓶机供水中添加。同时，选择合适的洗瓶助剂也很重要，因为洗瓶助剂常含有一些钠盐等无机盐。它们具有分散、阻垢、螯合钙镁离子的作用，能使水得到软化。
加强设备结构防护和结构的改进。系统结构中的滞水区和流速低的部位是水垢的高发部位，在设计和安装时应尽量避免，并选择合适的管道路径和阀门位置;存水区、管道连接处易于存水排干，避免因水平管线过长，而造成水垢异常堆积，难以清除;水平管线应保持一定的坡度，并设置排气阀和隔离阀，以利于排水。
加强运行维护实验室洗瓶机和清洗规程。设计切合实际的设备清洗规程，主要包括清洗频次、清洗方式与工艺、清洗剂等。要加强运行过程中的监控和维护，发现异常及时处理。长时间停产，必须将各槽、管道内残水排放干净。常用的除垢方法还有机械法、电磁法和超声波法等。这里就不一一赘述。