مضرات رسوبات
مضرات رسوبات
تشکیل رسوب بر روی سطوح حرارتی (سمت آب)، ناشی از ناخالصی در آب تغذیه دیگ بخار می باشد. این ناخالصی ها در تمام منابع طبیعی آب، شامل رودخانه ها، چشمه ها، دریاها وجود دارند.
جهت جلوگیری از ایجاد رسوب که منجر به ایجاد مشکلات جدی در عملکرد درست دیگ های بخار می گردد، لازم است این ناخالصی ها از آب تغذیه دیگ حذف گردند.
مهمترین این ناخاللصی ها، ملاح کلسیم Ca، منیزمیم Mg و سیلیس Si می باشند، که بنام املاح سختی معروف هستند. وجود این املاح در آب تغذیه دیگ، باعث تشکیل رسوب در داخل دیگ می گردد. این رسوبات که عایقهای نسبتا خوبی می باشند با در برگرفتن سطوح منتقل کننده گرما، مانع از تبادل حرارتی دما بین گازهای داغ حاصل از احتراق داخل کوره و لوله ها با آب داخل دیگ می شوند. این عدم تبادل گرمایی، ضمن آنکه موجب پایین آمدن راندمان دیگ و درنتیجه افزایش مصرف سوخت و انرژی خواهد شد، پیامدهای دیگری چون افزایش دمای فلز در معرض رسوب و در نهایت تغییر شکل فلز و افزایش تنش در کوره یا صفحات شبکیه و در آخر ترکیدگی و پیشامدهای مصیبت بار دیگر را در پی خواهد داشت.
فرآیندهای منجر به خوردگی نیز در حضور رسوبات، سرعت بیشتری می گیرند و آسیب های وارده نیز متنوع تر خواهند بود.
آب سخت، علاوه بر ایجاد رسوب و پیامدهای ناشی از آن، موجب بالا رفتن مجموع املاح محلول (TDS) داخل دیگ نیز می گردد. بالا بودن TDS و قلیائیت ممکن است منجر به ایجاد کف و غلیان در داخل دیگ گردد.
در این حالت سطح آب در حالت نرمال می باشد ولی مقادیری آب همراه با بخار از دیگ خارج می شود که منجر به ایجاد حالتهای خطرناکی نظیر ضربه قوچ یا اخلال در سیستمهای مصرف کننده فرآیندی خواهد شد.
نحوه رفع سختی آب:
آب سخت آبی است که حاوی نمك هاي معدني از قبيل ترکیبات کربنات‌های هیدروژنی، کلسیم، منیزیم و ... است. سختی آب بر دو نوع است: دایمی و موقت.
تغییرات سختی آب بر حسب آنکه آب در موقع نفوذ در زمین از قشرهای آهکی و منیزیمی و گچی گذشته و یا نگذشته باشد، کم یا زیاد می‌شود. آبهای نواحی آهکی، سختی زیادتری تا آبهای نواحی گرانیتی و یا شنی دارند. سختی آب در عرض سال هم ممکن است تغییر نماید. معمولاً سختی آبها در فصل باران کم و در فصل خشکی زیاد می‌شود.
• مضرات آب سخت: (يادآوري)
آب سخت برای مصرف در کارخانجات مناسب نیست. از مضرات آن ایجاد قشر آهکی بر روی جداره دیگ و خوردگی آن می شود.
سختي آب، عامل تشکيل رسوب در ديگهاي بخار، مبدلهاي حرارتي، برجهاي خنک کننده و سيستمهاي سرد کننده مي باشد. اگر آب سخت براي شستشو به کار رود، صابون هدر مي رود. در صنايع نساجي و رنگرزي کيفيت رنگ افت مي کند. انحلال سود سوز آور در آب، منيزيم را به صورت هيدروکسيد منيزيم رسوب مي دهد. سختي بيش از حد باعث سوء هاضمه و بروز بيماريهاي کليوي مي شود.
جهت رفع سختی آب، تعداد زیادی مواد شیمیایی موجود است، که دارای کربنات سدیم هستند. این مواد را قبل از ورود آب، به دیگ ها اضافه می کنند. که باعث گرفتن سختی آب می شود. و یا در دیگ بر اثر افزودن این مواد، آهک و گچ را رسوب می‌دهند (باعث شناور شدن رسوب در آب دیگ می شود) و دیگر این رسوب، محکم به جدار دیگ نمی‌چسبد بطوری که می‌توان آنرا به آسانی پاک نمود.
البته به یاد داشته باشید جهت خروج این رسوبات معلق شده در دیگ باید طبق یک برنامه زمان بندی شده و منظم اقداماتی از جمله زیرآب زدن به صورت مداوم تکرار شود. (درصورت درخواست تمایل به آگاهی از این برنامه زمانبندی، جهت خروج این مواد معلق و همچنین تهیه این مواد و دریافت مشاوره بیشتر با شرکت بخارپویان تماس حاصل فرمایید.)
• سختی زدایی
برای برطرف کردن سختی موقت آب، با جوشاندن آن کربنات های هیدروژن محلول، به کلسیم نامحلول تبدیل شده و تشکیل رسوب می‌دهند. این رسوب در مناطق دارای آب سخت، درون دیگ ها دیده می‌شود. سختی دایمی آب را می‌توان با کمک نرم کننده‌های تبادل کننده یون، مانند پرموتیت برطرف کرد. آبی که در طبیعت وجود دارد تقریباً همیشه ناخالص می‌باشد. زیرا اغلب دارای گچ، آهک، نمک طعام، ترکیبات منیزیم، آهن، اکسیژن و ازت، انیدرید کربنیک، ترکیبات آلی و غیره است، مقدار این ناخالصی ها در آبهای مناطق مختلف متفاوت است.
یکی از اجسام گیرنده سختی آب تری ناتریم فسفات Na3PO می‌باشد، که با اسم آلبرت تری بکار می‌رود. یون کلسیم موجود در آب بر اثر ناتریم فسفات تبدیل به تری کلسیم فسفات PO42Ca3 می‌گردد و رسوب می‌نماید.
بر اثر پختن بی‌کربنات، کلسیم آب تبدیل به کربنات می‌شود و رسوب می‌نماید، (Ca3H2Ca → CO3Ca + CO2 + H2O) و بی کربنات کلسیم آب، بر اثر کربنات سدیم، گچ و بی‌کربنات کلسیم، به کربنات کلسیم تبدیل می‌شود و رسوب می‌گردد:
Ca3H2Ca + CO3Na2 → CO3Ca + 2CO3HNa
SO4Ca + CO3Na2 → CO3Ca + SO4Na2
اخیرا به مقدار زیاد از رزین ها که قادرند تعویض یون کنند، برای رفع سختی آب استفاده می‌کنند. رزین لواتیت در آلمان و آمبرلیت و دووکس در آمریکا استعمال می‌گردد.
• درجه سختی آب:
درجه سختی آب را از روی مقدار کلسیم و منیزیم موجود در آن تعیین می‌کنند.
در آلمان اگر آبی ده میلی گرم CaO در یک لیتر داشته باشد می‌گویند درجه سختی آب یک است.
در فرانسه اگر آبی در یک لیتر ده میلی گرم کربنات کلسیم یا همسنگ آن کربنات منیزیم داشته باشد می‌گویند که یک درجه سختی دارد.
در انگلستان اگر آبی ده میلی گرم کربنات کلسیم و یا همسنگ آن کربنات منیزیم در ۰.۷ لیتر داشته باشد یک درجه سختی دارد.
برای تعیین سریع سختی آب، کارخانه شیمیایی واقع در آلمان قرصهایی ساخته است. در یک لوله آزمایش مخصوص و مدرج، آب مورد آزمایش را تا خط نشان لوله پر می‌نمایند، و به وسیله معرفی که همراه بسته قرصهاست رنگ این آب را قرمز می‌کنند و آگاه آنقدر از این قرصها در آن می اندازند تا رنگ آب سبز گردد. شماره قرصهای ریخته شده در لوله آزمایش برابر درجه سختی آب می‌باشد. دقت این روش تا نیم درجه است. در ایران معمولا از کیت های خاصی استفاده می شود.
• سختي گير:
سختي گيري براي جدا كردن دو عنصر كلسيم و منيزيم بكار ميرود. اگر اين دو عنصر از آب جدا نشوند، همان اتفاقي در ديگ بخار مي‌افتد كه در كتري رخ مي‌دهد. در واقع رسوبات، سطح بين لوله هاي آتش خوار با آب را كاهش مي دهد و انرژي بيشتري براي توليد ميزان معيني فشار مصرف مي‌شود. همچنين پاكسازي اين لوله ها علاوه بر هزينه بر بودن خط توليد را نيز متوقف مي‌كند.
اين بخش از دو مخزن تشكيل مي‌شود، مخزن اول شامل بافت رزين سه بعدي بوده كه با منيزيم تركيب شده RMg بوجود مي‌آورد در نتيجه سختي آب از بين ميرود ولي نمي‌توان آن را به فاضلاب هدايت كرد. چون رزين از دست خواهد رفت. سپس مخزن دوم به عنوان مخزن احيا استفاده مي شود. در اين مخزن آب نمك وجود دارد. واكنشهاي به صورت زير انجام مي‌شود. (واکنش زير، با تركيب رزين و منيزيم انجام مي گیرد).
واكنش اول : MgSo4 + R ---> RMg + So4
واكنش دوم : NaCl + RMg + So4 ---> RNa + MgCl2
اكنون آب وارد مخزن نمک شده، و RNa مجددا با سولفات منيزيم تر كيب شده و توليد RMg مي‌نمايد. كه با انجام چرخه‌ایي اين واكنش ها، رزين مجددا احيا شده و از چرخه احیا خارج مي‌شود.
اكنون سختي آب گرفته شده. ولي براي وارد شدن به داخل ديگ باز مشکلاتی وجود دارد.
لازم به ذکر است همان گونه که بیان شد، دستگاه سختی گیر تنها قادر به جداسازی دو عنصر مضر کلسیم و منیزم است. جهت جداسازی دیگر عنصرها از آب دیگ بخار و تاسیسات، تدابیر دیگری باید در نظر گرفت.(جهت دریافت اطلاعات در این خصوص با بخارپویان تماس حاصل فرمایید)
لازم به یادآوری می باشد، در زمان تولید در کارخانه و کارکرد مداوم دیگ بخار، ممکن است بیش از ظرفیت سختی گیر آب مصرفی از آنها عبور کند، که مسلما تمامی املاح کلسیم و فسفر به قطع ***** و جداسازی نمی شود. در این صورت تدبیر ثمر بخش موادی است که املاح منیزم و کلسیمی که ***** نمی شوند را، در آب جوش به هنگام کار دائم دیگ بخار به صورت غیر قابل رسوب در می آورد، و مانع چسبیدن آنها به سطح فلز مخزن آب، روی لوله ها و کوره می شود.
که با قیمت بسیار ارزانی در دسترس می باشند. و با اضافه نمودن آنها به آب مصرفی دیگ بخار و درین های (زیرآب زنی) مرتب طبق آزمایش های لازم آب ورودی دیگ، این املاح معلق و نچسب به هرز آب فرستاده می شود.
• شهرهای با آب سخت:
اکثر شهر های ایران و البته شهر های قم، زاهدان، دلیجان، ساوه، سمنان و... از شهرهایی هستند که آب آنها از سختی بالایی برخوردار است. بدیهی است که، رفع سختی آب از وظایف بسیار مهم اپراتور در طول نگهداری روزانه و شیفت کاری است، و به جهت جلوگیری از صدمات مخرب و گاهی غیر قابل جبران و مصیبت بار بعدی که در مدت کوتاهی به سیستم تاسیسات وارد می گردد تدبیر لازم با هزینه ای بسیار اندک در قبال تاسیساتی حرارتی که به قطع قسمتی حیاتی برای تولید مداوم و مستمر است، اتخاذ گردد.
منبع:
http://airchange.ir
