结垢一般是指与不洁流体相接触的固体壁面上沉积的一层固态物质,是工业生产设备中常遇到的现象。精馏和吸收操作由于其技术相对成熟,被广泛应用在工程实践中。但在遇到有些易结垢物系时,塔内件的结垢会妨碍塔器的正常运行：通量降低、塔压降提高、生产效率下降、能耗上升,严重时造成堵塞甚至危及安全生产。筛板塔是一种常用的精馏和吸收设备,目前对筛板塔内的结垢问题还没有系统和深入的研究。实际工业生产中结垢一般是一个缓慢的过程,通常需要几个月甚至更长时间才会发现有明显结垢。本文采用加速结垢的方法,使得筛板塔内几天内产生明显结垢,以便于研究筛板塔的结垢动力学过程。在直径100mm筛板塔内安装四种不同材质的筛板(SS304, PTFE,钛,低碳钢)研究碳酸钙的沉积过程,选用Ca(OH)2-H2O-CO2-Air操作体系,用数码相机记录垢体在筛板上的成长历程,并运用FT-IR、XRD和SEM技术分析筛板上结垢的成分及形貌。重点考察了液相浓度(c1)、温度(T1)、气相含量(c2)、F-因子、时间(τ)、筛板材质对筛板上碳酸钙污垢沉积过程的影响。其中,液相浓度范围：[1.01wt%,7.08 wt%],温度：[15℃,55℃],液相循环量：0.025 m3,气相中CO2体积含量：[300ppm, 1000ppm],气相温度：[49℃,51℃],气相F-因子：[1.61 m·s-1(kg·m-3)0.5,2.71 m·s-1(kg·m-3)0.5]。实验发现碳酸钙有三种不同的晶形,分别为球霰石、文石、方解石,最终趋向于形成热力学上稳定的方解石晶形。文中分别描绘了塔板上筛孔内、筛孔外碳酸钙的沉积过程。在实验条件下,筛板上的结垢大致可分为三个阶段：起始阶段、过渡阶段和持续稳定阶段。在起始阶段结垢速率随时间进行明显加快并达到峰值；之后进入第二阶段,即结垢速率随时间变化迅速下降直至保持基本稳定,此阶段亦可称为过渡阶段；在第三阶段中,结垢速率随时间的进行无明显变化,呈现出较为稳定的状态。相比于第一阶段、第二阶段,第三阶段的结垢速率要小得多。各因素对结垢速率影响可以拟合为数学方程：u=Ae-E/RTCa1Cb2qcv,lqcv,gτe,获得了碳酸钙在筛板上结垢的动力学参数。运用此方程得到的结垢速率计算值与实验值吻合较好,平均相对偏差小于15%,表明结垢速率拟合比较合理；结果表明：第三阶段的活化能最高,第二阶段的活化能比第一阶段稍高。活化能越高,污垢沉积速率越低。总体上来说：各因素对结垢速率影响程度的强弱顺序如下：1)结垢第一、二阶段：液相流量>气相流量>时间>气相浓度>液相浓度。2)结垢第三阶段：液相流量>气相流量>气相浓度>液相浓度。在所选四种材质的筛板中,钛的抗结垢能力最强、SS304和PTFE其次、碳钢最差。所选材质中,PTFE的表面能最低,有抗垢能力。由于机械强度和耐磨性较低,实验条件下发现PTFE的抗垢能力不如SS304、钛,如将其选作筛板塔抗垢材质,并不具有工业应用价值。液相中,当[Mg2+]/[Ca2+]值相对较低时,Mg2+对方解石结晶的抑制作用弱小,结晶为稳定的方解石晶形；而当[Mg2+]/[ca2+]值相对较高时,Mg2+对方解石结晶的抑制作用明显,此时结晶以球霰石为主。结合实验现象及结果分析,得到了筛板塔防垢的措施和研究方向：1)通过对操作参数的控制,将结垢控制在诱导期内,延缓垢的生成,可以达到防垢、除垢的目的。2)实验中,既观察到松散附着的软垢,也发现牢固附着的硬垢。从工程观点上看,进一步研究碳酸钙晶粒沉积在固一液界面上,其附着强度随时间的演变是一个值得今后深入研究的课题。3)实际生产过程中,筛板上的结垢过程是一个复杂的化学过程,要准确掌握其结垢过程特性和机理,还需对生产体系的复杂状况进行周密的研究,期待化学、化学工程、材料等方面的专家合作进行深入的探讨。