[实用新型]一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统

说明书

本实用新型公开了一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统，包括：原浆液缓冲箱、晶种反应器、过滤器及加热器；所述原浆液缓冲箱的排液口为两个，第一排液口与所述加热器进液口连通，第二排液口与所述晶种反应器的进液口连通；所述晶种反应器的溢流口与所述过滤器的进液口连通，所述过滤器的排液口与所述加热器的进液口连通。通过上述系统可以有效降低水溶液的钙盐浓度和过饱和度，抑制了钙盐的析出，进而解决了水溶液在换热过程中于换热壁面结垢，最终导致换热效率降低、系统运行不稳定等技术问题，从而提高了换热系统的换热效率，增强了系统运行的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及换热系统领域，尤其涉及一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统。

背景技术

火电厂、化工工业和能源生产中钙垢的形成和去除是长期存在且较难解决的问题。据相关资料记载，垢厚度为0.5mm时，换热系统的传热系数下降30％，垢厚度增加至1mm时，换热系统的传热系数下降50％，因此垢的存在极大程度的影响了换热器的换热性能。同时，垢的形成还会导致流体的流通截面减小，管道堵塞，增加泵的输送能耗，降低设备使用寿命等问题，严重时甚至会造成破坏性事故。

因此抑制垢的形成是保证换热系统稳定运行的关键，而垢的生成机理是研究抑垢方法的根本。其中钙垢的生成机理为：钙盐的析出过程一般会经过稳定态(浓度小于或等于饱和浓度)、介稳态(浓度大于饱和浓度，但需要一段时间间隔才能析出钙盐或需要加入晶种促使钙盐析出)和不稳态(钙盐立即析出)三种状态。浆液在换热过程中温度升高，水分蒸发，钙盐的溶解度发生变化，同时钙盐浓度增大，当钙盐浓度超过饱和浓度时，浆液由稳定态进入介稳态，甚至直接进入不稳态，从而导致钙盐析出并沉积在换热器表面，析出的钙盐作为晶种又为盐提供了新的生长位点，加速了盐在管壁的生长，最终在换热器壁面形成致密坚硬的垢层。

现阶段防垢除垢的方法一般包括预处理除硬、加入阻垢剂、采用物理化学法除垢和晶种在换热系统内部循环抑垢等方法，其中：

采用预处理加药除硬和加入阻垢剂的方法，需要在浆液中加入化学药剂，增加了系统的运行费用。

换热器形成垢层后，若通过机械方法除垢易造成管材受损，管壁粗糙不平，管壁的表面能增大，致使在换热过程中垢更易在管壁表面沉积；高压水枪除垢虽然清洗彻底，但人力、物力的消耗较大，经济性差；化学除垢则需要消耗大量化学药品，生产成本高，且清洗液会造成环境污染，不利于绿色可持续发展。

晶种在换热系统内部循环以抑制垢在壁面沉积的方法，需要精确控制晶种添加量。由于晶种的添加可极大程度的减小钙盐的成核势垒，若晶种的添加量少，则晶体提供的生长位点不足，有部分钙盐会依附于管壁表面生长，加速了管壁结垢；若晶种添加量过大，则需要流体流速足够大以保证晶体颗粒不会在壁面停留生长，而增大流体流速需要增加系统泵的设备参数，同时固相晶体量的增大会导致换热管内的换热效率下降。

因此提供一种既能保证换热器高换热效率、长期稳定运行，又能定向控制钙盐结垢的方法及工艺是现阶段防垢抑垢急需解决的问题。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统以解决由于换热系统内部形成垢而导致换热效率下降的问题。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种外部晶种法抑制钙盐结垢的系统，包括：原浆液缓冲箱、加热器、晶种反应器及过滤器；所述原浆液缓冲箱的排液口为两个，第一排液口与所述加热器进液口连通，第二排液口与所述晶种反应器的进液口连通；所述晶种反应器的溢流口与所述过滤器的进液口连通，所述过滤器的排液口与所述加热器的进液口连通。

进一步地，所述晶种反应器包括：筒体部和锥体部，所述筒体部的一端与所述锥体部的广口连接；所述筒体部径向侧壁设置有溢流口和进液口，所述筒体部靠近所述锥体部位置设置有进液口，所述锥体底部设置有晶浆排出口。