水垢小教室


任何水路循環系統,都或多或少會產生無機沈積物,即泛稱的「水垢」(scale)。水垢的主要成分是碳酸鈣(CaCO3)、碳酸鎂(MgCO3)或其他鹽類結晶。當水中溶解性鹽類超過飽和濃度時,即會產生沈積。這些水垢往往沈積在容器表面,看的見,卻很難清除。

在家庭中,或許水垢只是個煩人的困擾。但在工業設備中,水垢卻影響重大。在冷卻循環系統中,儘管只是薄薄的水垢,都會破壞熱交換的效果,大幅降低熱交換效率。

熱交換器水側之結垢厚度與熱效率損失表

結垢程度 尚可接受 輕度 中度 重度 嚴重
水垢厚度 <0.15 mm 0.30 mm 0.45 mm 0.60 mm 0.75 mm
熱效率損失 可忽略 5.5% 11.0% 16.5% 22.0%

資料來源:〈冰水機節能與溫室氣體減量成功案例介紹〉,司洪濤,2006。

通常冷卻水系統較常見之水垢有碳酸鈣、硫酸鈣等。其具體形成的原因:

  • 水溫提高,使得水中CaSo4 及CaCo3 溶解度降低。
  • 水溫提高讓水中 Co2 與 HCo3 轉換成 Co3 。
  • 當循環水中的水份散失,水中鹽類逐漸濃縮,亦即水中總固體量(TS)增加,進而形成水垢。

清除水垢,說來簡單,卻也傷透了廠務人員的腦筋。

管用怎麼對付水垢

管用環保省能劑具有特殊介面活性劑,能優先選擇與活性較高的水垢作用,將水垢分解為二氧化碳、水與氯鹽。不傷管線,性質穩定。使用後自然中和,不傷害環境。

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最根本的方式就是安裝逆滲透系統等軟化潔淨水質的設備。但逆滲透系統的出水量慢,所費不貲,濾材也價格高昂。因此除非高精密製程必須,多半都不會採用此種方式。

最普遍的方式是採用化學酸洗,但必須另外添加抑制劑、中和劑。濃度低了,洗不乾淨;濃度高了,則會腐蝕管線。酸洗之後還必須中和藥劑。有腐蝕疑慮不說,排放的廢水與施工人員的健康都是主要疑慮。

最近還有物理磁化設備,將循環水磁化後,阻止水垢形成。但效果仍有相當大的疑問。






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