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实验室洗瓶机水垢产生机理和处理办法

点击次数:259 发布时间:2020-04-28

    全自动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。

全自动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,至少可以保证全自动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。

加强运行维护全自动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。 

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