1. Definitie van waterhardheid
Waterhardheid verwijst naar de totale concentratie van tweewaardige metaalionen zoals calcium (ca²⁺) en magnesium (mg²⁺) opgelost in water. Deze ionen worden meestal gecombineerd met anionen zoals carbonaat (co₃²⁻), sulfaat (So₄²⁻) en chloride (CL⁻) om verbindingen zoals carbonaten, sulfaten en chloriden te vormen. In natuurlijke waterlichamen zijn calcium- en magnesiumionen goed voor meer dan 90%, en andere metaalionen zoals ijzer en mangaan zijn te verwaarlozen vanwege hun extreem lage gehalte.
Volgens het "China Water Resources Report" is de hardheid van grondwater in noordelijke regio's over het algemeen hoog. De totale hardheid in sommige gebieden van de Noord -China -vlakte kan bijvoorbeeld 300-500 mg/l (in termen van caco₃) bereiken, terwijl de hardheid in zuidelijke regio's meestal minder dan 100 mg/l is vanwege verschillen in geologische structuur. Dit verschil is voornamelijk gerelateerd aan de regionale gesteente samenstelling en neerslaginfiltratieproces.
2. Industriële hardheidsrisico's
Verlaging van de efficiëntie van de warmteuitwisseling: de thermische geleidbaarheid van schaal is slechts 1/500 tot 1/100 van die van staal. 1 mm dikke silicaatschaal kan bijvoorbeeld het brandstofverbruik van de ketel met 10%verhogen en de thermische efficiëntie verminderen met 15%-20%. Uit gegevens van een energiecentrale bleek dat schaling een stijging van de jaarlijkse kolenkosten van ongeveer 1,2 miljoen yuan veroorzaakte.
Corrosie van apparatuur en veiligheidsrisico's: lokale corrosie (zoals putten) is vatbaar voor het optreden onder schaal, wat de sterkte van de metalen pijpwand vermindert. Als een ketel met een druk van 1. 0 MPa 1 mm schaal heeft, zal de buiswandtemperatuur stijgen van 280 graden tot 680 graden, de treksterkte van staal met 75%afneemt en het risico op buisburst aanzienlijk zal toenemen.
Impact on product quality: When the textile industry uses hard water, calcium and magnesium ions combine with dyes to easily form spots. Due to excessive water hardness (>150 mg/l) In een druk- en vervenfabriek steeg het defecte tarief van 2% tot 8% en het jaarlijkse verlies overschreed 500, 000 yuan.
Stijgende onderhoudskosten: er wordt geschat dat het 3, 000-5, 000 yuan kost om 1 ton schaal uit industriële apparatuur te verwijderen en het gemiddelde dagelijkse capaciteitsverlies veroorzaakt door downtime voor reiniging is 10%-15%.
3. Classificatie en kenmerken van hardheid
Waterhardheid kan worden onderverdeeld in de volgende twee categorieën:
Carbonaathardheid (tijdelijke hardheid): samengesteld uit calcium- en magnesiumbicarbonaten [Ca (HCO₃) ₂, Mg (HCO₃) ₂], die ontleedt in neerslag (zoals Caco₃, Mg (OH) ₂) bij verhit.
Dit type hardheid kan worden verwijderd door te koken.
Niet-carbonaathardheid (permanente hardheid): samengesteld uit calcium- en magnesiumsulfaten, chloriden (zoals CASO₄, MGCL₂), enz., Die niet kunnen worden verwijderd door verwarming en vereisen chemische verzachtende behandeling.
De totale hardheid is de som van de twee. Als de totale alkaliteit hoger is dan de totale hardheid, wordt het verschil "negatieve hardheid" genoemd, wat vaker voorkomt in waterlichamen met een hoog natriumzoutgehalte.
4. Hardheidseenheden en berekeningsconversie
Gemeenschappelijke eenheden van hardheid zijn mmol/L, mg/l (berekend als caco₃), Duitse graden (graad DH), enz.