小型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。
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。
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。
洗瓶耗水量: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。