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混合盐达到共饱和状态析出晶体,和单一盐结晶相比,晶体微观结构、表面活性与附着行为会出现明显差异,附着能力整体呈现两极分化,不会简单统一变强或者变弱,核心根源在于共晶混晶的晶格畸变与表面吸附特性变化。
单一盐结晶时,晶格规整完整,晶体颗粒形态偏规则,多为棱角分明的晶型,晶体表面能相对稳定。在低温蒸发换热面生长时,晶体依靠范德华力与局部过饱和度持续堆叠,垢层结构致密紧实,和金属板材贴合紧密,不容易被循环液冲刷剥离,垢层生长速度相对稳定,厚度均匀,属于典型硬垢,一旦成型附着力很强。
进入混合盐共饱和析出区间后,不同离子互相嵌入对方晶格,产生晶格畸变,形成混晶或者共晶产物。晶体外形不再规整,大量出现细碎枝状、薄片状、针状微晶,晶体比表面积大幅上升,表面活性位点显著增多。这类微晶会优先捕捉原液里残留胶体、有机物络合物,在换热壁面快速形成一层过渡基质,晶体依托这层基质扎根,此时初期附着能力会远高于单一盐晶体,微小晶粒很容易卡在换热面微观凹坑内,即便循环流速正常也很难被带走,垢层初期发展速度更快。但这种混晶垢层内部晶格缺陷多,晶体之间结合并不牢固,垢体整体疏松多孔,和基材之间的结合界面稳定性差,和单一盐致密硬垢不一样。当工况出现小幅波动,比如真空波动、温度小幅变化、循环流量扰动时,疏松的混晶垢层容易成片起皮脱落,脱落之后又会在腔体底部沉积,同时新的微晶会再次快速附着裸露出的换热表面,形成反复结垢、局部剥落交替出现的现象。
还有一种情况,部分混合盐体系会形成复盐,复盐晶体本身结构稳定,这种情况下垢层附着力会重新升高,垢层硬度接近甚至超过单一盐垢,清洗剥离难度明显加大,这类复盐垢往往容易被误判成普通混晶软垢。另外混合盐共饱和体系的介稳区间更窄,过饱和度微小波动就会爆发大量晶核,大量悬浮微晶会持续撞击换热面,增加微晶沉积概率,相比单一盐体系,更容易出现局部点位优先结垢,换热面结垢分布不均匀的问题,局部点位垢层附着强度极高,其余区域又几乎无垢,和单一盐均匀结垢的特征形成区别。
这种附着特性变化,在低温蒸发工况下还会叠加真空带来的气液扰动,针状枝晶除了附着换热板,还更容易堵塞流道、卡在除沫元件缝隙,酸洗清洗的时候,疏松混晶垢容易被药剂快速溶蚀,而复盐垢溶解速度缓慢,清洗周期和药剂消耗量和单一盐体系相比也会发生明显改变。