为什么经过软化处理的水也存在结垢沉积问题?
2019-10-12 10:17阅读:
笔者从事流体的结垢控制和除垢研究工作近二十年了,碰到的大都是饱和水或高浓电解质的结垢沉积问题。但也有朋友提出经过软化处理的水在锅炉里也存在结垢问题,让人不好解释。在进入中国地质大学(武汉)学习珠宝鉴定课程中,接触到了矿物晶体的生长理论,似乎对这个问题有更深的理解。
首先学习两个晶体生长的界面模型。
1.完整光滑界面生长模型
此模型又称为成核生长理论模型,或科塞尔--施特兰斯基(Kossel
Stranski)理论模型。该模型是1927年由科塞尔首先提出,后经过斯特兰斯基加以发展。
在晶核形成以后,结晶物质的质点继续向晶核上黏附,晶体得以生长,质点黏附就是按晶体格子构造规律排列在晶体上。质点向晶核上黏附时,在晶体不同部位的晶体格子构造对质点的引力是不同的。也就是说,质点黏附在晶体不同部位所释放出的能量是不一样的。由于晶体总是趋向于最小的内能。所以,质点在被黏附时,首先黏附在引力最大,可释放能量最大的部位,使之最稳定。
由此我们可以想象:在容器(锅炉,管道等)内,弯曲处,死角处最易黏附晶核。如果晶核足够多的话,那么在某一区域会出现一层一层累积的晶体,最后形成肉眼可以看见的结垢沉积物。
2.非完整光滑界面生长模型
此模型又称为螺旋生长理论模型,或BCF理论模型。该模型于1949年由弗朗克(Frank)首先提出,后由他本人及多人·完善。该理论模型认为,晶面上存在的螺旋位错露头点可以作为晶体生长的台阶源,促进光滑界面的生长。这种台阶源永不消失,因此不需要形成二维核。这一理论成功地解释了晶体在很低的饱和度下仍能生长,而且生长出光滑的晶体界面的现象。
如果在金属壁面上有一个麻点或不光滑点,就会有晶核的吸附,那么只要条件具备,晶体会无限制生长,最后形成
结垢沉积物。也就是我们常说的结垢诱导期到了。