اهمیت کاربرد آب در دیگ بخار
ابتدا به چند تعریف می پردازیم ؛
آب مقطر :
آبی است تهی از جامدات معلق یا حل شده و ارگانیزمهایی که با انجام کار تقطیر بدست می آید. که از هر منبعی که بدست آید دارای مواد زیر است :
- گازهای محلول مانند : CO2,O2 کربناتها ٬ بی کربناتها CO3Na2,CO3NHa
- گاز SH2 که اگر اندازه آن به 1Ml/Lit برسد بوی زننده ای خواهد داشت با ویژگی خورندگی فراوان
- ترکیب های کانی : مانند کربناتها ٬ سولفاتها ٬ کلرورها –نترات های کلسیم و منیزیم – سدیم و پتاسیم و در مواقعی سیلیس هم مشاهده می شود.
- مواد عالی که از متلاشی شدن گیاهان پدید می آید نیز در بو و طعم آب اثر بخش هستند.
ناخالصیهای آب و روش از بین بردن آنها
- کربنات کلسیم CO3Ca که خود پدید آورنده رسوب و مشکلاتی در رنگرزی است و برای برطرف کردن رزین آنیونی بکار برده می شود.
- املاح زیرین OH,CO3 که سبب پدید آمدن کف ٬ تولید گاز CO2 و به سبب تجزیه ٬ تولید کربنات و بی کربنات می نماید و همانند مورد قبل برای برطرف کرن آن رزین آنیونی مناسب است.
- املاح CACO3,HCL,H2SO4 که خود سبب خورندگی می گردند ٬روش از بین بردن آنها خنثس سازی از طریق قلیاهاست.
- گاز کربنیک CO2 که موجب خورندگی لوله ها شده و باید با قلیا خنثی شود.
- گاز O2 ایجاد خلا و سولفیت سدیم پدید می آورد .
- گاز NH3 مایه خورندگی در لوله های مسی گشته و برای برطرف کردن آنها از مبادله کاتیونی سود می جوییم.
سختی آب :
آب دارای کلسیم و منیزیم است که به زبان ساده آب سخت نامگذاری نموده اند و به گفته دیگر سختی آب ٬ اندازه ترکیبهای کلسیم و منیزیم محلول در آب میباشد. واحد اندازه گیری سختی آب ٬ میلی گرم اکی والان در لیتر است.سختی آب شامل ٬ سختی ناپایدار و سختی پایدار می باشد.
برای اطلاعات بیشتر در مورد سختی آب و مشکلات ناشی از آن به نوشتاری با همین عنوان مراجعه کنید : کلیک کنید.
اهمیت گازهای CO2, O2,SH2 در آب :
این گازها وابسطه به شرایط ٬ به اسید فرمیک H-COOH و سپس به آلدهید فرمیک تبدیل شده که موجبات خورندگی لوله ها را فراهم می آورد.
اهمیت کاربرد آب در دیگ بخار و چگونگی رویارویی با مشکلات ناشی از آن :
با بالا رفتن درجه دمای ٬ PH آب دگرگونی یافته و در اثر چنین چرخه ایی روند زیر پدید می آید که باید بدان توجه نشان داده شود.
- همه گاز ها به ویزه گاز کربنیک با در جه دمای آب کاهش پیدا کرده و در درجه دمای معینی از بین می رود.
- در دماهای بالا ٬ بی کربناتهای موجود در آب هیدرولیز شده و به کربنات و گاز کربنیک تبدیل می گردند.
(CO3h)2Ca—-CO3Ca+CO2+H2O
2(CO3HNa)2—-CO3Na2+CO2+H2O
- حلالیت املاح قلیایی ٬ با در جه دما ٬ کم و زیاد می شوند و املاحی که حلالیتشان افزایش پیدا می کند ٬ حلالیت همگرا (مثبت) و آنهایی که حلالیتشان با افزایش دما کم می شوند حلالیت واگرا (منفی) پیدا می نمایند.
- آب در دمای بالا تجزیه شده و به یونهای O,H تجزیه می گردد به گونه ایی که با بالا رفتن غلظت املاح به نقطه سیری رسیده و ناچار رسوب می کند.
روی هم رفته تجزیه کربناتها به سود و همچنین بالا رفتن سود در دیگ بخار تولید رسوبهایی می نماید که در جداره دیگ بخار موجب خورندگی فراوان می گردد.
- پدیده Priming در دیگ بخار :
بخار آب ٬ذرات آبی را که املاح محلول غنی مباشند را باخود حمل می کنند این پدیده را Priming گویند که در اثر کف کردن و جوشیدن موارد بالا انجام میگیرد.
پس می توان دریافت که کاربرد آب های موجود برای دیگ بخار مشکلات زیر را فراهم می آورد :
- خورندگی صفحه های حرارتی
- خورندگی میخ پرچ ها
- پدید آوردن درز در شیارها
- بالا آمدن لوله های درونی دیگ بخار (شکم دار شدن)
- کف کردن و جوشیدن که موجب عمل Priming می گردد.
اثر رسوب در دیگ بخار :
- بازدهی دمای دیگ بخار را کاهش داده بگونه ایی که اندازه مصرف سوخت افزایش پیدا کرده تا بتواند تولید بخار مورد نیاز را انجام دهد.
- اندازه بخاری که تولید می شود پایین بوده و کم و بیش 10 تا 15 درصد کاهش خواهد داشت.
- بدنه دیگ بخار بدلیل وجود OHNa ممکن است آسیب ببیند.
انواع رسوب در دیگ بخار :
املاحی مانند کلسیم و منیزیم از شناخته ترین منابع تولید رسوب در دیگ های بخار هستند که به گونه نامحلول میباشند : MgCO3,CaCO3,Na2CO3
حلالیت کربنات کلسیم نزدیک به 13 میلی گرم در لیتر است. حلالیت کربنات منیزیم نزدیک به 75 میلی گرم در لیتر است.حلالیت کربنات سدیم نزدیک به 28900میلی گرم در لیتر خواهد بود.پس در نتیجه رسوب در جداره دیگ بخار همان کربنات کلسیم است.
با پژوهشها و بررسی هایی که در زمینه رسوبهای دیگ بخار با پرتو X انجام گرفته مواد شیمیایی دیگری چون : CaSO4,AL2O3,Fe2O3,Na2O,CaSIO3,SiO2,…. به صورت رسوب دیده شده است.
روش های جلوگیری از پدید آمدن رسوب در دیگ های بخار :
- زدودن و کندن رسوب پدید آمده در دیگ
- به کار گیری موادی که چسبندگی رسوبات را کاهش می دهد
- دور کردن کربناتهای رسوب دهنده
- سبک کردن آب با استفاده از آهک و کربنات کلسیم
- در گیر نمودن املاح رسوب دهنده Sequestration
- دور نمودن مواد سلیسی
- کاربرد موادی که در برابر ایجاد اسید پایداری و از پدید آمدن آن جلوگیری می نماید. (Inhibited- Acid)
روش های شستشوی دیگ بخار
-بهره گیری از اسیدکلریدریک با غلظتی برابر 3 تا 5 درصد
-زمان شستشو 9 ساعت
-شستشو با آب به تنهایی در سه بار
-پر و خالی کردن دیگ بخار با محلول قلیایی 0.5 که بیشتر از فسفات سدیم یا کربنات سدیم استفاده می شود.
-در همه روند شستشو دمای آب 80 درجه خواهد بود.
-هرگاه اسید کلریدریک در دسترس نباشد میتوان از اسیدهایی چون لسید سولفوریک ٬ اسید نیتریک و اسید فسفریک سود جست.
کاربرد فسفات سدیم برای از بین بردن رسوب در دیگ بخار :
همانطور که گفته شد شناخته شده ترین رسوب در دیگ بخار ٬ کربنات کلسیم است که برای از بین بردن آن از فسفات سدیم بهره می بریم ٬ اندازه کاربرد فسفات برای هر متر مکعب 4 کیلوگرم میباشد.در این روند کاربرد مواد دیگری مانند پلی آکریلاتها و سی ام سی برای پر کردن لجن ضروری است و همچنین می توان از ترکیبهایی مانند : نشاسته ٬ تانن و یا مشتقات گلوکز که توان پرکنندگی و همچنین بازداشت از چسبندگی رسوب به دیواره های دیگ بخار را دارا هستند ٬ سود جست . افزوده بر این برای از بین بردن کف پدید آمده در اثر افزایش غلظت املاح سدیم ٬ بکار گرفتن مواد ضد کف نیاز خواهد بود.
روش تصفیه آب در دیگ بخار با کاربرد رزین ها :
با بکار گیری رزین های زیر میتوان مبادله یونی سختی آب را پایین آورد به گفته دیگر ویژگی آنها ٬ مبادله یونی را پایین نگه میدارند.
- کاربرد رزین های ساختگی (مصنوعی) مانند رزین فنل فرمل – رزین های کربوکسیلی- رزین های پلی استیرن ٬کاربرد این رزین ها (Mg,Ca) و همه فلزات را در آب یون هیدروژن موجود در خود مبادله می کنند که شناخته شدن ترین انها به قرار زیر است :
الف) نمک کراهام
ب) هگزا متا فسفات سدیم
پ)پلی فسفات ها که ساده ترین آنها P3O10Na5 میباشد.
همچنین استفاده از سختی گیر های EDTA کاربرد موثر و فراوانی در این مورد دارد.
بهترین و مناسبترین PH در دیگ بخار در چرخه کار ٬ 10.5 تعیین شده است زیرا در این درجه PH چسبیدن قلیایی ها به بدنه دیگ بخار بسیار اندک است و خورندگی بدنه دیگ بخار هم کم و بیش روندی ساکن پیدا میکند. همچنین کاربرد موادی مانند سدیم اسید نیترپلوتری استیک و اتیلن دی آمین تترا استیک به هدف بهره گیری در دیگ های بخار ٬ خود سبب درگیر نمودن کلسیم و منیزیم آب در دیگ بخار شده و به خوبی از پدید آمدن رسوب جلوگیری می نماید.
شناخته شده ترین عوامل خورندگی آب در دیگ بخار :
-اکسیژن محلول
-گاز کربنیک
-مواد آلی
-غلظت زیاد سود
برای حذف اکسیژن محلول میتوان از سولفیت سدیم ٬ هیدرازین ٬ هیدرو سولفیت سدیم ٬ تالن بهره برد و برای از بین بردن گاز کربنیک موادی چون ؛ آمونیاک ٬ بنزیل آمین ٬ سیکلو گلزیل آمین پیشنهاد می شود.
منابع و اطلاعات بیشتر :
Boiler Water – Problems and Solutions
