جلوگیری از تشکیل رسوب در بویلر

در مقاله قبل مواد مناسب جهت تصفیه آب و فرایند تصفیه آب را بررسی کردیم. در مقالات قبل هم به نحوه اصلاح آب دیگ بخار با استفاده از مواد نگهدارنده دیگ بخار (boiler pro-tek) پرداختیم.

فرایند رسوب زایی

حال که با اصلاح آب تا حدودی جلوی مشکلات خوردگی را گرفته‎ایم آنچه باقی مانده جلوگیری از تشکیل رسوب است. وقتی آب به صورت بخار از بویلر خارج می‎شود تمام آن ذرات محلول را در آن‎جا می‎گذارد.

من مبدلی را به خاطر دارم که آب چاه در دمای ۵۷ درجه فارنهایت داخل آن رسوب گذاشته بود. آب با چنین خاصیت رسوب زایی به سرعت مجاری هیترها را مسدود می‌کند.

نرم کننده‌‎ها چه کاری انجام می‎دهند؟

نرم کننده‎ها و سایر انواع تجهیزات پیش تصفیه می‎توانند مقدار یون‎های رسوب زا را در آب کاهش دهند. این کار با تبادل یون‎هایی که رسوب گذار نیستند (سدیم) انجام می‎گیرد.

رسوب زایی در لوله های دیگ بخار

اما این کار پتانسیل رسوب گذاری را از بین نمی‎برد و همیشه مقداری از یون‎های رسوب زا از تجهیزات تصفیه عبور می‎کنند. مواد شیمیایی به آب اضافه می‌‎شوند تا یا نمک‎های رسوب گذار را مبادله کنند یا آن‎ها را تجزیه کرده و از رسوب گذاری آن‎ها جلوگیری کند.

رسوب حاصل از چیست؟

اگر همه آب تبخیر شود، ذرات محلول باقی مانده به صورت رسوب ظاهر می‎شوند. در نهایت وقتی آب نمک تبخیر شود نمک کریستالی باقی می‎ماند که اگر در داخل بویلر باشد رسوب نامیده می‎شود.

موادی مثل boiler pro-tek چه کاری انجام میدهند؟

مواد شیمیایی متعددی وجود دارند که با منیزیم و کلسیم ترکیب شده و آن‎ها را به صورت لجن ته نشین می‎کنند. لجن به سطوح انتقال حرارت نمی‎چسبد اما در درام لجن ته نشین می‎شود تا نمک‎های رسوبگذار را از آب حذف کند.

این لجن‎ها از کجا تخلیه شود؟

این لجن را می‎توان با روش تخلیه از کف دفع نمود. منابع تصفیه از جوهر مازو گرفته تا ترکیبات فسفات امروزه در واحدها استفاده می‎شوند. ویژگی ایجاد لجن این است که آن‎ها با نمک‎ها ترکیب شده و جامدی تشکیل می‎دهند که TDS  آب بویلر را کاهش می‎دهد. آن‎ها جز محتوای ذرات محلول نیستند.

مشکل مواد تصفیه تشکیل دهنده لجن چیست؟

عیب تصفیه تشکیل دهنده لجن، مشکل دفع لجن در بویلرهایی که فضای کافی برای تشکیل لجن ندارند است. اگر لجن دفع شود توسط آب به اطراف پراکنده شده و در نهایت به غلظتی می‎رسد که به سطوح حرارتی چسبیده و رسوب تشکیل می‎دهد.

مشکلات انتقال لجن در لوله‎ها

اگر بویلر شما رسوب دارد و تست‎ها نشان از فسفات زیاد بوده و معنی آن وجود مشکل در سیستم است مشکلات انتقال لجن شامل اتصال لوله و شیرهاست. مشکل باقی ماندن لجن به صورت معلق در آب با هجوم مواد شیمیایی به آن‎ها برای تمایل لجن به چسبیدن و افزایش چگالی آن و امکان تخلیه حل می‎شود.

سودا- فسفات

سیستم‌های متداول تصفیه آب بویلر ((سودا-فسفات)) نام دارند. سود سوزآور برای افزایش PH و فسفات برای دفع نمک‎های رسوبگذار از طریق ترکیب با آن‎ها و تولید لجن اضافه می‎شوند. عملکرد فسفات‎ها بستگی به حفظ قلیائیت و حفظ PH در ۱۰.۵ الی ۱۱.۵ دارد.

نشان وجود فسفات در آب

برای اطمینان از این که فسفات در محلول وجود دارد منتظر یون‎های کلسیم و منیزیم بمانید که راه خود را به بویلر پیدا می‎کنند. (در اکثر تصفیه‎ها آب کدر می‎شود) ولی اشکال آن تغییر غلظت در اثر تغییر بار هست.

فسفات به عنوان آشکار ساز هم استفاده می‎شود. با حفظ سطح مازاد فسفات در بویلر، شست هر برنامه‎ای کاهش سطح فسفات مشخص می‎شود. بهترین و پیچیده ترین روش کنترل رسوب در اواخر دهه ۱۹۶۰ ارائه شد. تصفیه با نام کی لیت معروف است.

تصفیه آب کی لیت چگونه انجام می‎شود؟

فسفات‎ها نمک‎های رسوبگذار را دفع می‎کنند اما کی لیت (che late) حصاری اطراف آن‎ها ایجاد و از ترکیب شدن آن‎ها با سایر یون‌‎ها برای ایجاد رسوب جلوگیری می‎کند. معلق نگه داشتن یون راهی رسوبگذار امکان دفع آن‎ها را در Blow down مداوم فراهم می‎کند. کی لیت به رسوبات موجود هم حمله می‎کند و پس از برگرداندن آن به حالت محلول امکان دفع آن را به D , B فراهم می‎کند.

خطراتی که در روش کی لیت وجود دارد:

1. دو خطر جدی در استفاده از کی لیت وجود دارد. اولا در استفاده برای دفع رسوبات موجود باید به صورتی عمل کنید که به سرعت رسوب را دفع نکنید. کی لیت تمایل دارد ابتدا پیوند رسوب را با آهن بشکند که حاصل آن حمله سریع به رسوب و تشکیل قطعات بزرگ که وارد بویلر می‎شوند که ممکن است در جایی مسیر را مسدود کنند. نتیجه این کار سوختن لوله‎ها است. حتی زمانی که چنین وضعی پیش نیاید می‎تواند چنان تجمع رسوبات شلی ایجاد کند که در ته بویلر با مشکل تخلیه از کف مواجه شوید.
2. خطر دوم با این حقیقت است که آهن مرتبط با منیزیم و کلسیم است و کی لیت اصرار بر تجزیه چیزی دارد. اگر کلسیم و منیزیم تمام شود، آهن را گرفتار خواهد کرد که این مشکل نشان می‎دهد باید با دقت و کنترل شده با کی لیت کار شود.

کویل چه کاری انجام می‎دهد؟

برای اطمینان از تجزیه یون‎های رسوب گذار قبل از رسیدن آن‎ها به بویلر کی لانت باید به آب تغذیه بویلر افزوده شود. این کار با وسیله ای به نام ((کویل)) انجام می‎شود.

با تزریق کی لانت به لوله تغذیه با یون‎های رسوب گذار مواجه می‎شوید (قبل از این که به آهن برسد.) کویل همیشه باید در بالادست لوله بلند و راست نصب شود تا به طور یکنواخت مخلوط شود.

هر زانو یا شیری در پایین دست نقطه تزریق باید یک سال بعد از شروع تصفیه و پس از آن در بازه‎های پنج ساله بازرسی شود تا از عدم خوردگی آن‎ها توسط کی لیت اطمینان حاصل شود.

در انجام عملیات کی لیت به چه نکاتی باید توجه کرد؟

• برای اطمینان از عدم حمله کی لیت به آهن باید نرخ یکسان و با ورود نمک‎های رسوب گذار به سیستم تزریق شود. برای اینکار به یک پمپ تغذیه خودکار نیاز داریم تا تغذیه متناسب با جریان آب تغذیه داشته و آب تغذیه را قبل از تزریق کی لیت تست سختی کند تا تناسب فوق را مطابق آن تنظیم نماید.
• تست آب برای هر نوع مازادی باید زمانی که بویلر بارگذاری می‎شود یا دبی آب تغذیه تغییر می‎کند به طور منظم انجام گیرد تا سیستم دچار مشکل نشود.
• واحدهای بویلر صنعتی یا تجاری، امروزه ترکیبی از فسفات و کی لیت که مثل فسفات به بویلر تزریق می‎شود استفاده می‎کنند.

مازاد فسفات با هر یونی که وارد بویلر می‎شود واکنش می‏‎دهد و کی لیت هم روی رسوباتی که در بویلر به دلیل فعالیت فسفات‎ها شکل گرفته کار می‎کنند. پلیمر‎ها نیز نو آوری‎های جدید در حوزه تصفیه آب بویلر هستند. البته مقداری از آن مثل رسوب شکسته و می‎ریزد.

حواستان باشد…

در ادامه توضیحات بیشتری ارائه خواهیم کرد. یون‎ها را باور کنید، خوب و بد و اکسیژن را، تا با کنترل آن از بویلرتان محافظت کنید. اگر برنامه تصفیه شما چندان معقول نیست از مشاوره تصفیه بخواهید تا توضیحاتی بدهد که بتواند اوضاع را اداره کنید. اگر مشاور مایل به آموزش شما به منظورتان ارتقای کیفی کار نیست از مدیر بخواهید تا به فکر مشاور دیگری باشد.