飲用水催化輔助結(jié)晶阻垢，鍋爐水預防結(jié)垢

防結(jié)垢新材料 替代傳統(tǒng)阻垢藥劑 防垢濾料

設備分類：沃奇催化防垢濾料

設備型號：SP3

設備功能：催化阻垢

應用行業(yè)：飲用水，鍋爐水等

“ Tchnologies”包括Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC) 核輔助結(jié)晶技術(shù)，SP3是在此基礎上設計，安裝，建造，維護，運營和服役的。這是一種綠色環(huán)保技術(shù)，它無需使用鹽，磁鐵，電力或者模板設備。NAC 是沃奇水處理的標志。

2.1 FILTERSORB SP3概述

   2.1.1 定義

      （S）CALE水垢（P）PREVENTION預防 （3）Ca(HCO₃)₂SOLUBLE可溶性轉(zhuǎn)變暫時性硬水成為:

碳酸鈣        +        純水        +        二氧化碳

CaCO₃         +          H₂O         +        CO₂

       SP3是一種不需要再生和任何化學藥劑就可以改變防垢效率的材料。它參與反應并且把硬度轉(zhuǎn)變?yōu)闊o效的和無害的晶體。

       2.1.2 Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC) 核輔助結(jié)晶技術(shù)

NAC（核輔助結(jié)晶）是不同于其他的水結(jié)晶的結(jié)晶工藝。是一種固態(tài)和水或者氣/溶液反應。

反應發(fā)生在SP3涂了鈣和陶瓷球的玻璃狀表面上。反應物被吸附在催化劑SP3碎玻璃狀表面的“活性位點”上。這些反應物通過物理吸附，非?！拔⑷酢钡母街赟P3表面。當反應物的濃度升到彼此非常接近時，就會削弱反應物內(nèi)部原始的分子鍵，伴隨著“卓有成效”的碰撞的巨大成功離子在瞬間被分開。

碳酸氫根離子以HCO₃表示

Ca(HCO₃)₂      CaCO₃+ H₂O + CO₂

不溶的碳酸鈣，純水和CO₂氣體，并且在SP3表面與碳酸根CO₃^2-離子作為集體，獲得兩個質(zhì)子形成

H₂O + CO₂+ Ca²⁺

這些物質(zhì)可以從SP3表面分離下來，在這個公式中CO₂作為飽和CO₂與Ca開始核結(jié)晶過程，并終形成晶體。

2.1.3 FILTERSORB SP3功能

附著于催化劑SP3玻璃狀表面的反應物Ca(HCO₃)₂化學吸附/物理吸附）必須足夠強大以能夠盡快的分離反應物離子，但是又足夠處理所有的離子，并且這些產(chǎn)物可以從SP3表面“脫離”，它被稱之為脫附過程。

Nucleation 成核現(xiàn)象                 Adsorption 吸附

Assisted 輔助                           Desorption 脫附

Crystallization 結(jié)晶                   in one process 在同一過程中

    在SP3 Nucleation Assisted Crystallization ”(NAC)過程中會使用價格昂貴的陶瓷微球。催化劑表面的玻璃狀涂層是非常特殊的，但是它卻保證了可以提供大的表面積，因此它擁有的反應效率。這也就意味著SP3催化劑必須具備物理支持，可以通過分布著耐溫的陶瓷微球的玻璃狀表面來實現(xiàn)。工業(yè)上所有其他的有用材料都需擴展，并且在催化劑表面的活性位點都非常少。這大大降低了反應效率。

舉例：板輔助結(jié)晶材料（TAC）擴展到原來尺寸的兩倍才會釋放活性位點去反應。

2.1.4 FILTERSORB SP3中毒

活性位點：因為在離子水平，Ca²⁺結(jié)晶方面可能會有微小的瑕疵，因此并不是介質(zhì)的所有表面都是有效的。對于任何的催化劑表面，他們都期望有一個裂面，因為他們比那些粗糙擴展的有更的效率。

關(guān)鍵：在任何情況下都要盡量避免SP3催化劑中毒。

銅和含量的鐵可能會造成這些影響，因為它們會附著在SP3表面的活性位點上。大大降低了SP3的效率，特別是在效的SP3催化劑位點上的Ca(HCO₃)₂雜質(zhì)更強，將會   和反應物離子產(chǎn)生巨大的競爭。

硫化氫類會毒害SP3介質(zhì)，所以要防止水里面含硫。

商業(yè)系統(tǒng)好3年更換一次。

2.2 設計基礎

   2.2.1 基于科學事實

首先科學是基于如下對于世界的描述：

通過可以測量的事實，【數(shù)據(jù)】，以及可以試驗的構(gòu)想去說明硬水是如何工作的。

并且設定鈣和鎂的化合物都用M表示 = 金屬鈣和鎂都位于第二列（元素周期表），有相識的性質(zhì)”

可以試驗說明

H2O是一種中性的氧化物，因為它的PH是7,理論上，氧/水合質(zhì)子離濃度與氫氧根離子濃度相當

   2H₂O ? (H₃O⁺)   +   (OH^-) 這是一個科學存在的事實

對于一個非常光滑的表面吸附強度是非常重要的，并且SP3擁有一個玻璃狀的表面。

    水 ? 氧離子/水合質(zhì)  +  子氫氧根離子

在這個反應中，水實際上是同時作為酸和堿存在的，一個水分子酸提 供一個質(zhì)子給另一個水分子，使得該水分子變成一個氧鎓離子（水合質(zhì)子）， 同時另一個水分子（堿）同時獲得一個質(zhì)子！

因此，水是一種兩性氧化物： 它既是反應中質(zhì)子的提供者，同時也是質(zhì)子的接受者。

現(xiàn)在，碳酸氫根離子HCO₃^-可以作為一種碳酸根離子同時既是酸又是堿或者說既是堿又是酸，這種現(xiàn)象稱之為兩性。

HCO₃^-作為一種堿，接受來自酸的一個質(zhì)子。

HCO₃^-  +  OH^-                     H₂O   +    CO₂

HCO₃^-作為一種酸釋放一個質(zhì)子給氫氧根離子堿基。

   2.2.2 科學公理

1．水的化學行為，在自然規(guī)律作用下

（H⁺）氫離子 + （OH^-）氫氧根離子 = 水（H₂O）

2．每一個水垢發(fā)生的背后都有一個原因和影響的關(guān)系

可能有人會問，這些水垢來自哪里？

引起水垢的根本原因是什么？

       原因

水 + 二氧化碳 + 鈣 + 鎂 + 氧化劑+ 氫氧根 +碳酸氫根，造成的水的硬度被稱作為暫時硬度。H₂O + CO₂+ Ca + Mg + O + OH + HCO₃飽和后形成Ca(HCO₃)₂

暫時硬度的存在是一個科學事實。

   2.2.3 試驗證明

   SP3處理提供了一種可以試驗的說明，這種說明可以被測試驗證

   鈣鎂化合物的溶解性以及他們的反應

注解：CO₂(aq.)溶液有時候被稱作為碳酸H₂CO_3，但是這并不是真的存在的！

CO₂(aq.) + H₂O ? H+(aq.) + HCO^3-(aq.)

這些是導致水垢和堿性溶液的主要原因

碳酸鈣和碳酸鎂都不溶于水，但是他們實際上溶于酸。

水的PH不變，并且水的堿度也不變。

2.3 使用方法

2.3.1 FILTERSORB SP3工作機制

注意要點：

l SP3濾料作為防垢介質(zhì)的目標只是暫時水硬度（僅僅是碳酸氫鹽而已?。?，但這是結(jié)垢的主要原因。

l SP3不會對總硬度起作用（如：硫酸鹽，氯化物，硅酸鹽，磷酸鹽等）

l SP 3可以替代離子交換樹脂，但其本身不是離子交換樹脂。

l SP3不交換給水的任何離子。

l 預防結(jié)垢的基本原則：SP3的一功能是通過將造成水的暫時硬度的鈣和鎂的碳酸氫鹽轉(zhuǎn)換為亞微米的晶體（碳酸鈣和碳酸鎂），防止形成任何水垢，從而以中和碳酸氫鹽水的硬度。

與離子交換樹脂的功能對比：

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