水垢的成因及分析

水垢的成因及分析
一、 水垢的成因
由于水中的Ca、Mg、 SiO2、等离子因浓度、温度及酸碱度（PH）等的变化而形成难溶于水的CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSiO3、MgSiO3、CaSO4、MgSO4、Ca3(PO4)2、Mg3 (PO4)2等物质而附着于管壁形成水垢。
水垢（scale）之种类及生成物质
水垢之种类 生成物质 水质
软质水垢 CaCO3、MgCO3、Ca(OH)2、Mg(OH)2 Ca2+，Mg2+多之水
软质、硬质水垢 CaSiO3、MgSiO3、Fe(OH)3、Fe2O3 SiO2及Fe3+多之水
硬质水垢 CaSO4、MgSO4 PH值低及SO42ˉ-多之水
多孔性硬质水垢 SiO2 SiO2多之水
泥状物质（sluege） Fe(OH)3、Ca3(PO4)2、Mg3(PO4)2 过量之碳酸系防锈剂及高浓缩水
污泥（slime） 藻类，细菌及灰尘之混合物 日光，大气污染，溶存盐类之浓缩
其他 油膜，沙土，灰尘 大气污染

二、 化学分析
１. CaCO3：
溶于水中之Ca及CO2会形成可溶性之Ca(HCO3)2,而Ca(HCO3)2经加热或碱反应会形成不溶性之CaCO3沉淀。
（１） 加热分解：
一般冷却水中皆含有Ca(HCO3)2，经过热交换器时，即被加热分解为CaCO3结晶水垢析出。
Ca(HCO3)2……　　CaCO3 ＋H2O＋CO2
　　可溶性　　　　　　　难溶性　

（２） 与碱反应：
当冷却水之PH值升高时，水质偏碱性，此Ca(HCO3)2即会分解析出CaCO3。
Ca(HCO3)2＋2OHˉ……　　CaCO3 ＋CO32ˉ＋2H2O
（３） 与CO32ˉ之反应：
CaCl2＋CO32ˉ……　　CaCO3 ＋2Clˉ
２. CaSO4：
当冷却塔吸入大气中SO2（由汽车排放废气或燃煤，油产生）而生成SO42ˉ时即析出CaSO4。
CaCL2＋SO42ˉ……　　CaCO3 ＋2Clˉ
３. Ca3(PO4)2：
当使用磷系水处理剂时，而形成Ca3 (PO4)2析出。
3CaCL2＋2 PO42ˉ……　　Ca3 (PO4)2 ＋6Clˉ
４. Ca(OH)2：
碳酸钙（CaCO3）加热分解后形成的氧化钙（ＣaO）水解形成Ca(OH)2。
CaCO3……　　CaO＋CO2

　　　　　加热
CaO＋H2O…… Ca(OH)2
５. CaSiO3、MgSiO3：
CaCO3与水中SiO2 所形成的天然矽酸（H4SiO4）反应形成CaSiO3。
CaCO3 ＋H4SiO4……　　CaSiO3＋H2O＋CO2

MgCO3＋H4SiO4…… MgSiO3＋H2O＋CO2

三、 水垢对热、电效率的影响
一般热交换系统，如有水垢生成时，因一般水垢的热传导率只有软钢的1/40，因此其热效率将大受影响，而配管中的水垢亦会造成管路抵抗之增加，而使用电提高，如此工厂总能源（电力、燃油）的耗费增加。例如一般冷冻机的配管垢厚为0.15—0.8mm时，其用电将增加1.5—3.5%。
垢对燃料消费量及冷冻能力的影响
垢的厚度 燃料消费量（%） （冷水温度不变时）冷冻能力（%）
0.2m/m 增加6% 下降至95%
0.4m/m 增加15% 下降至84%
0.6m/m 增加25% 下降至76%
0.8m/m 增加32% 下降至72%
垢对使用电力的影响
垢之厚度 电力损耗率（%）
0.1m/m 增加3%~12%
0.2m/m 增加7%~17%
0.3m/m 增加11%~21%
0.4m/m 增加16%~26%
0.5m/m 增加20%~30%
0.6m/m 增加23%~34%
0.7m/m 增加27%~37%
我是从事水处理工作的，以后如果有关于水处理方面的问题可以发信联系我或者直接电话联系，我将竭诚与您探讨。非诚勿扰，有信必回。
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