超声波加湿器水垢控制技术

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摘要:本文介绍了超声波加湿器水垢的特点及成因,提出采用酸洗法、离子交换法、玻璃釉换能片措施来控制水垢,试验证明采用阳离子交换树脂和玻璃釉换能片在控制水垢方面效果显著。

Abstract: The characteristic of scale is introduced in this paper. and scale control method,including ion exchanger softening,acid feeding and glass-glazed fogging transducer. The experimental results show cation-exchange resin and glass-glazed fogging transducer can help ultrasonic humidifier achieve preferable scale control effect.

关键词:水垢;超声波加湿器;玻璃釉换能片;阳离子交换树脂

Key words: scale;ultrasonic humidifier;glass-glazed fogging transducer;cation-exchange resin

中图分类号:TM925 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0198-01

0引言

超声波加湿器工作一段时间后,由于水质的原因,换能片表面会形成“水垢”,时间越长水垢越厚,吸附在换能片表面的水垢,会导致换能片负载过重,谐振频率下降,雾化量减少,电路板温升过高和电路板元器件损坏;由于水垢导热性能很差,导致换能片金属镀层局部温度大大升高,镀层金属因过热而蠕变,强度降低,出现鼓包、穿孔和破裂等现象,影响换能片安全工作。为此,需要对加湿器的水垢进行控制。本文从水垢的特点及成因入手,提出了采用软水器和选用玻璃釉换能片等措施来控制水垢,实验证明效果比较显著。

1超声波加湿器水垢的特点及成因

水垢一般由CaCO3、Ca3(PO4)2、CaSO4、硅酸钙(镁)等微溶盐组成,这些盐的溶解度很小,如在0℃时,CaCO3的溶解度是20mg/L,Ca3(PO4)2的溶解度只有0.1mg/L,而且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低。因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而结晶析出,传热面相对粗糙时,这些结晶就容易沉积在传热表面上形成水垢。

水垢一般形成主要原因:

①受热分解,加热过程中,一些钙镁盐类受热分解,从溶于水的物质转变成难溶于水的物质, 附着于金属表面上结为水垢,如CaCO3、Mg(OH)2等。

Ca(HCO3)2CaCO3+H2O+CO2 Mg(HCO)2Mg(OH)2+H2O+CO2

②某些盐类超过了其溶解度,当单位体积的水中溶解盐类不断增加,某些盐类达到过饱和时,盐类在蒸发面上析出固相,结成水垢。

③溶解度下降,随着水温升高,水中某些盐类溶解度下降,如CaSO4和CaSiO3等盐类。

④相互反应,水中原溶解度较大的盐类和其他盐类、碱反应后,生成难溶于水的化合物,从而结生水垢。

Ca(HCO3)2+2NaOH=CaCO3+Na2CO3+H2O CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl

加湿器工作时,换能片发热导致其表面附近水温升高,水箱里面的水也随着雾化不断减少,水温的升高,水量的减少,都会加快水垢的形成,所以加湿器使用一段时间后容易在换能片表面结成水垢。

2水垢的控制

控制加湿器水系统中的水结垢的途径主要有三条:①降低水中结垢离子的浓度使其保持在允许的范围内;②稳定水中结垢离子的平衡关系;③破坏结垢离子的结晶长大。

2.1 酸洗法。酸洗法是向加湿器水槽中加入少量弱酸液,使水中的碳酸钙转化为易溶于水的其他钙盐,从而去除已结水垢,酸液一般选择草酸或者柠檬酸等弱酸溶剂。

2.2 离子交换法。离子交换法是将水中的钙、镁离子与交换树脂钠离子发生置换,将在水中可能形成水垢的钙、镁盐类转变为易溶性钠盐,而使水得以软化,降低水垢的形成,其反应式为:

Ca2++2NaR=CaR2+2Na+Mg2++2NaR=MgR2+2Na+

阳离子交换树脂清新和再生,将已离子交换过的树脂包泡在NaCl 溶液中,目的是将阳离子交换树脂中的钙、镁离子排到溶液中去,同时钠离子又被树脂所吸附,使树脂重新恢复交换能力,其反应式为:

CaR2+2NaC1=2NaR+CaCl2MgR2+2NaCl=2NaR+MgCl2

2.3 采用防腐阻垢涂层玻璃釉换能片。玻璃釉换能片抑制结垢机理为:在换能片表面增加一层致密光滑俗称玻璃釉的涂层,使水不能与被涂覆的金属表面相接触,因为涂膜为非极性的有机化合物,而水垢是一些极性的无机盐类,因此,水垢与涂膜间的结合力就很弱,加上涂膜表面很光滑,水垢在表面就很困难吸附。

3实验与结果分析

3.1 阳离子交换树脂软水效果实验。将装有阳离子交换树脂的软水器放入3L加湿器中,启动机器,在额定电压、最大功率下工作,按指定时间(0h、1h、4h、)在水槽中取样10mL,检测水样中钙离子浓度,1h后钙离子浓度由42.5mg/L下降到31.76mg/L,4h后钙离子浓度下降到30mg/L,增加软水器后水中钙离子浓度明显减少。

3.2 玻璃釉换能片长期运行实验。对一台已安装了玻璃釉换能片超声波加湿器进行3个月的长期运行试验后,加湿器能正常工作,水槽中有一些污垢,但很容易用布拭去,换能片表面有细微颗粒漂浮,很容易用水冲掉。

3.3 玻璃釉换能片与阳离子交换树脂软水配套实验。将一台安装玻璃釉换能片和水槽装有阳离子交换树脂软水器的超声波加湿器,进行3个月的长期运行试验后,加湿器能正常工作,水槽和换能片表面污垢很少。

4结论

4.1 阳离子交换树脂具有良好的软化水效果,可大大缓解“水垢”形成。

4.2 玻璃釉换能片对减少水垢有积极作用。

4.3 阳离子交换树脂与玻璃釉换能片配合使用,效果更好。

参考文献:

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