سبد خرید خالی است.
0
تصفیه آب دیگ بخار باید سه هدف اصلی را برآورده کند:
تبادل حرارتی مداوم
حفاظت در برابر خوردگی
فهرست
Toggleتولید بخار با کیفیت بالا
تصفیه آب قبل از ورود به دیگ بخار یا تصفیه خارجی آب بویلر عبارت است از کاهش یا حذف ناخالصی ها از آب خارج از دیگ.
به طور کلی، تصفیه خارجی زمانی استفاده می شود که مقدار یک یا چند ناخالصی آب خوراک بیش از حد بالا باشد که توسط سیستم دیگ بخار قابل تحمل نباشد.
انواع مختلفی از تصفیه خارجی (نرمسازی، تبخیر، هوازدایی، فیلتراسیون غشایی و غیره…) وجود دارد که میتوان از آنها برای تهیه آب خوراک برای یک سیستم خاص استفاده کرد.
تصفیه آب داخل دیگ بخار یا تصفیه آب داخل بویلر داخلی عبارت است از تصفیه ناخالصی های داخل سیستم دیگ بخار.
واکنش ها یا در خطوط تغذیه یا در بویلر رخ می دهد. تصفیه داخلی آب بویلر ممکن است به تنهایی یا همراه با تصفیه خارجی استفاده شود.
هدف آن واکنش مناسب با سختی آب خوراک، حالت لجن، حذف اکسیژن و جلوگیری از کف شدن آب دیگ است.
برخی از مواد طبیعی و مصنوعی توانایی حذف یون های معدنی از آب را در ازای یون های دیگر دارند.
به عنوان مثال، در عبور آب از یک نرم کننده ساده تبادل کاتیونی، تمام یون های کلسیم و منیزیم حذف شده و با یون های سدیم جایگزین می شوند.
از آنجایی که تبادل کاتیونی ساده کل مواد جامد منبع آب را کاهش نمی دهد، گاهی اوقات از آن همراه با سایر روش ها استفاده می شود.
یکی از رایج ترین و کارآمدترین رو ش تصفیه ترکیبی، فرآیند آهک داغ-زئولیت است.
این شامل پیش تصفیه آب با آهک برای کاهش سختی، قلیاییت و در برخی موارد سیلیس و تصفیه بعدی با یک نرم کننده تبادل کاتیونی است. این سیستم تصفیه چندین عملکرد را انجام می دهد:
نرم شدن، کاهش قلیایی و سیلیس، کاهش مقداری اکسیژن و حذف موادمعلق و کدورت.
تصفیه شیمیایی آب داخل دیگ معمولاً ضروری است و با مراقبت از هرگونه ناخالصی وارد شده به دیگ با آب تغذیه (سختی، اکسیژن، سیلیس و غیره)،تصفیه خارجی را تکمیل می کند.
در بسیاری از موارد تصفیه خارجی منبع آب ضروری نیست و تنها با روش های داخلی می توان آب را تصفیه کرد.
هنگامی که دیگها در فشار کم یا متوسط کار میکنند، زمانی که مقادیر زیادی بخار متراکم برای آب تغذیه استفاده میشود، یا زمانی که آب خام با کیفیت خوب در دسترس است، تصفیه داخلی میتواند یک درمان منحصر به فرد باشد.
هدف از تصفیه داخلی این است که:
1) با هر نوع سختی آب خوراکی واکنش نشان داده و از رسوب آن بر روی فلز دیگ به صورت رسوب جلوگیری می کند.
2) هر گونه ماده معلق مانند لجن سختی یا اکسید آهن در دیگ را آماده کرده و آن را به فلز دیگ بخار نچسباند.
3) حفاظت ضد کف را فراهم می کند تا غلظت معقولی از مواد جامد محلول و معلق در آب دیگ بدون انتقال فوم ایجاد شود.
4) اکسیژن را از آب حذف کرده و قلیائیت کافی برای جلوگیری از خوردگی دیگ فراهم می کند.
5) یک تصفیه داخلی باید از خوردگی و پوسته پوسته شدن سیستم آب تغذیه و همچنین خوردگی در سیستم های میعانات بخار جلوگیری کند.
تصفیه داخلی آب دیگ های بخار یک مکمل ضروری برای برنامه تصفیه آب است، دوزهای خاصی از محصولات حالت دهنده به آب اضافه می شود.
این محصولات در واکنش با قلیایی بودن آب دیگ، سختی آب را با تشکیل تری کلسیم فسفات خنثی می کنند و ترکیبی نامحلول که می تواند به طور مداوم یا دوره ای از طریق آب پایین دیگ بخار دفع شود ایجاد می کنند.
پخش کننده های طبیعی و مصنوعی (عوامل ضد جرم گیری):
خاصیت پراکندگی محصولات ایجاد شده را افزایش می دهند. اونها می توانند شامل:
پلیمرهای طبیعی مثل لیگنوسولفونات ها، تانن ها
پلیمرهای مصنوعی مثل پلی آکریلات ها، کوپلیمر آکریلات مالئیک، کوپلیمر مالئیک استایرن، پلی استایرن سولفونات ها و غیره…باشند
مانند فسفات های معدنی که به عنوان بازدارنده عمل می کنند .
حذف کننده های اکسیژن:
سولفیت سدیم، تانیس، هیدرازین، مشتقات مبتنی بر هیدروکینون یاپروگالول، مشتقات هیدروکسیل آمین، مشتقات هیدروکسیل آمین، مشتقات اسید اسکوربیک و غیره. اغلب سطوح فلزی را غیرفعال می کنند.
انتخاب محصول و دوز مورد نیاز بستگی به این دارد که آیا ازروش های هواگیری استفاده شده است یا خیر.
مخلوطی از عوامل فعال سطحی که کشش سطحی مایع را اصلاح کرده، کف را حذف کرده و از انتقال ذرات ریز آب در بخار جلوگیری می کند.
مواد شیمیایی نرم کننده مورد استفاده شامل خاکستر سودا، کاستیک و انواع مختلف فسفات سدیم است.
این مواد شیمیایی با ترکیبات کلسیم و منیزیم موجود در آب خوراک واکنش می دهند. سیلیکات سدیم برای واکنش انتخابی با سختی منیزیم استفاده می شود.
بی کربنات کلسیم که با آب تغذیه وارد می شود در دمای دیگ تجزیه می شود یا با سود سوزآور واکنش می دهد و کربنات کلسیم تشکیل می دهد.
از آنجایی که کربنات کلسیم نسبتاً نامحلول است، تمایل دارد از محلول خارج شود. کربنات سدیم تا حدی در دمای بالا به هیدروکسید سدیم (سودآور) و دی اکسید کربن تجزیه می شود.
دمای بالا در آب دیگ، حلالیت سولفات کلسیم را کاهش می دهد و تمایل دارد که مستقیماً روی فلز دیگ رسوب کند.
در نتیجه سولفات کلسیم باید به صورت شیمیایی واکنش نشان دهد تا رسوبی در آب ایجاد شود تا بتوان آن را حالت داده و با دمیدن حذف کرد.
سولفات کلسیم با کربنات سدیم، فسفات سدیم یا سیلیکات سدیم واکنش داده و کربنات کلسیم نامحلول، فسفات یا سیلیکات را تشکیل می دهد.
سولفات منیزیم توسط سود سوزآور واکنش داده و رسوب هیدروکسید منیزیم را تشکیل می دهد.
مقداری منیزیم ممکن است با سیلیس واکنش داده و سیلیکات منیزیم را تشکیل دهد.
سولفات سدیم بسیار محلول است و در محلول باقی می ماند مگر اینکه آب تقریباً تا حد خشک شدن تبخیر شود.
با انعقاد یا پراکندگی. هنگامی که مقدار کل لجن زیاد است (در نتیجه سختی آب تغذیه بالا) بهتر است لجن منعقد شود تا ذرات لخته ساز بزرگی تشکیل شود.
این را می توان با تخلیه آب دیگ یا به اصطلاح زیرآب زدن دیگ بخار حذف کرد.
انعقاد را می توان با تنظیم دقیق مقادیر قلیایی، فسفات ها و مواد آلی مورد استفاده برای تصفیه، بر اساس تجزیه و تحلیل هزینه آب به دست آورد.
زمانی که مقدار لجن زیاد نباشد (سختی آب خوراک کم) ترجیحاً از درصد بالاتری از فسفات در تصفیه استفاده می شود.
فسفات ها ذرات لجن جدا شده را تشکیل می دهند. درصد بیشتری از پخش کننده های لجن آلی در تصفیه استفاده می شود تا ذرات لجن را در سراسر آب دیگ پراکنده نگه دارند.
مواد مورد استفاده برای تصفیه لجن شامل مواد آلی مختلف از کلاس های تانن، لیگنین یا آلژینات می باشد.
مهم است که این مواد آلی انتخاب و پردازش شوند تا هم موثر باشند و هم در فشار کار دیگ پایدار باشند.
مواد آلی مصنوعی خاصی به عنوان عوامل ضد کف استفاده می شود. مواد شیمیایی مورد استفاده برای حذف اکسیژن شامل سولفیت سدیم و هیدرازین است.
ترکیبات مختلفی از پلی فسفات ها و مواد آلی برای جلوگیری از رسوب و خوردگی در سیستم های آب تغذیه استفاده می شود.
آمین های خنثی کننده فرار و بازدارنده های فیلم برای جلوگیری از خوردگی میعانات استفاده می شود.
روش های متداول تغذیه شیمیایی داخلی شامل استفاده از مخازن محلول شیمیایی و پمپ های تناسبی یا فیدرهای شیمیایی مخصوص بریکت توپ می باشد.
به طور کلی، مواد شیمیایی نرم کننده (فسفات ها، خاکستر سودا، کاستیک و غیره) مستقیماً به آب ورودی اضافه می شوند. آنها همچنین ممکن است از طریق یک خط جداگانه تخلیه در آب تغذیه دیگ تغذیه شوند.
مواد شیمیایی باید در بخش آب دیگ بخار تخلیه شوند تا واکنشهایی در آب قبل از ورود به منطقه تولید بخار رخ دهد. بسته به سختی آب خوراک و سایر عوامل ممکن است مواد شیمیایی نرم کننده به طور مداوم یا متناوب اضافه شوند.
مواد شیمیایی اضافه شده برای واکنش با اکسیژن محلول (سولفات، هیدرازین و غیره) و مواد شیمیایی مورد استفاده برای جلوگیری از رسوب و خوردگی در سیستم آب تغذیه (پلی فسفات ها، مواد آلی و غیره) باید تا حد امکان به طور مداوم در سیستم آب ورودی تغذیه شوند.
مواد شیمیایی مورد استفاده برای جلوگیری از خوردگی سیستم میعانات ممکن است بسته به ماده شیمیایی خاص مورد استفاده، مستقیماً به بخار یا سیستم آب تغذیه وارد شوند.
تغذیه مداوم ترجیح داده می شود، اما استفاده متناوب در برخی موارد کافی است.
بطور معمول از سیستم های پیشرفته تصفیه آب صنعتی برای تامین آب خوراک دیگ بخار یا بویلر (Boiler) استفاده میشود.
وظیفه دستگاه تصفیه آب بویلر حذف ترکیبات و آلایندههای موجود در آب، و در نتیجه، محافظت از اجزای واحد دیگ بخار و لوله کشیهاست.
این آلاینده ها ممکن است شامل مواد جامد محلول، مواد جامد معلق و عناصری مانند آهن ، مس ، سیلیس ، کلسیم ، منیزیم ، آلومینیوم ، سختی و گازهای محلول باشد. بدون تصفیه مناسب ، آب خوراک ورودی به دیگ بخار میتواند باعث تشکیل جرم و رسوب، خوردگی و گرفتگی بویلر و تجهیزات پایین دست شود.
پس اگر آب بویلر به درستی تصفیه نشود منجر به افزایش چشمگیر هزینه تعمیر و نگهداری سیستم، افزایش مصرف سوخت و خرابی دیگ بخار میشود.
تصفیه مناسب آب دیگ برای جلوگیری از رسوب و خوردگی داخل دیگ ضروری است.
عدم انجام تصفیه خارجی و و اکتفا کردن به تصفیه داخلی آب دیگ بخار می تواند منجر به اختلالات عملیاتی یا خرابی کامل دیگ شود.
در مواردی که امکان انتخاب وجود دارد، پیش تصفیه خارج از دیگ همیشه ترجیح داده شده و قابل اطمینان تر از تصفیه درون دیگ است.
برای جلوگیری از رسوب داخل دیگ می بایست از تصفیه آب مناسب استفاده کنید.
پس از تشکیل رسوب بر روی دیواره های دیگ، تقریباً غیرممکن است که آن را از دیگ بخار خارج کنید. وارد کردن اسیدها در مخازن تحت فشار کاملاً ممنوع است، زیرا تقریباً هر محلولی که به طور شیمیایی به رسوبات حمله کند به فلز دیگ نیز حمله می کند.
اساس کار سیستم حذف ناخالصی های مضر قبل از ورود به دیگ بخار و همچنین کنترل اسیدیته و هدایت آب (Conductivity) است.
از روشهای مختلفی به صورت سلسله وار برای تصفیه آب بویلر استفاده میشود.
و در بسیاری موارد یک سیستم تصفیه آب پیشرفته نظیر دستگاه اسمز معکوس (RO) عملیات اصلی را انجام میدهد و در مواردی از سیستمهای دیگری نظیر رزینهای تبادل یونی (IX) برای افزایش کیفیت در ادامه سیستم RO نیز استفاده میشود.
به چنین سیستمهایی که بعد از دستگاه RO برای افزایش کیفیت آب استفاده میشود در اصطلاح پالیشینگ (Polishing) گفته میشود.
ولی استفاده و یا عدم استفاده از سیستم پالیشینگ به عوامل مختلفی نظیر فشار عملیاتی بویلر، کاربرد بخار تولیدی و خصوصیات شیمیایی آب وابسته است.
مواد جامد SOLID
مواد جامدات را می توان به دو دسته تقسیم کرد:
جامدات معلق و جامدات محلول. جامدات معلق آنهایی هستند که در حالی که جامدات محلول در محلول آب هستند، می توان آنها را با فیلتراسیون حذف کرد.
بهترین آزمایش برای تعیین میزان مواد جامد آب دیگ از طریق آزمایش رسانایی است.
مقدار هدایت الکتریکی آب دیگ با توجه به نمک های مختلف یونیزه شده متفاوت است.
رسانایی می تواند برای اندازه گیری کل جامدات محلول در آب دیگ و به عنوان وسیله ای دقیق برای کنترل جامدات از طریق استفاده از دمش استفاده شود.
آزمایش دیگری که گاهی اوقات به عنوان اندازه گیری مواد جامد استفاده می شود، اندازه گیری کلرید موجود در آب دیگ است.
نسبت کلریدهای موجود در آب دیگ به نسبت آب تغذیه می تواند به عنوان وسیله ای برای تعیین میزان دمش مورد نیاز استفاده شود. آزمایش کلرید برای آب تغذیه با غلظتهای ورودی کم نامناسب است و غلظتهای موجود در آب تغذیه برای دقت باید در طول زمان میانگین شود.
سختی آب ناشی از یون های کلسیم و منیزیم است که بسته به منبع آب در سراسر کشور بسیار متفاوت است.
در بویلرها سختی آب می تواند باعث تشکیل رسوب و لجن یا گل شود. سختی باید در آب آرایش به سیستم برگشت حذف شود. سختی کل نباید از 50 PPM تجاوز کند.
مقدار pH آب دیگ عددی بین صفر تا چهارده است. مقادیر زیر هفت اسیدی، هفت خنثی و مقادیر بالای هفت قلیایی هستند.
فاکتور pH مهمترین عامل موثر بر تشکیل رسوب و تمایلات خورندگی آب دیگ است. pH باید بین حداقل 10.5 و حداکثر 11.0 حفظ شود تا از خوردگی اسیدی لولهها و صفحات دیگ جلوگیری شود
PH زیر 5 آب به اندازه کافی اسیدی است که صفحات فولادی دیگ را حل کند. در این شرایط فولاد به تدریج نازک تر و نازک تر می شود تا زمانی که از بین برود. در pH بین 5 تا 9.4، سوراخی صفحات پوست را با سرعتی بست به میزان اکسیژن محلول در دیگ ایجاد میگردد.
اکسیژن محلول در اثر حلالیت اکسیژن اتمسفر در آب تغذیه ایجاد می شود. هوادهی منبع آب تغذیه در مخازن آب تغذیه اتفاق می افتد که به وضوح به حذف سایر گازهای مضر کمک می کند.
هوادهی کارآمد باعث اشباع آب با اکسیژن می شود.
اکثر مشکلات خوردگی مستقیماً به مقدار اکسیژن محلول در آب دیگ مربوط می شود.
از بین بردن اثر خوردگی اکسیژن محلول می تواند هم به طور مستقیم و هم به صورت شیمیایی انجام گردد.
حذف مستقیم یا مکانیکی اکسیژن محلول از طریق استفاده از هواگیر یا با گرم کردن آب تا دمای بالای 82 درجه سانتیگراد انجام می شود.
گرم کردن آب را می توان با پیش گرم کن یا لوله اسپرج که در سیستم برگشت نصب است انجام داد.
هوازدایی شیمیایی از طریق وارد کردن مواد شیمیایی خاص (هیدرازین) در بویلر برای واکنش با اکسیژن انجام می شود. محتوای اکسیژن محلول باید در حداقل نگه داشته شود اما در هیچ زمانی نباید از 007/0 میلی گرم در لیتر تجاوز کند.
قلیائیت آب دیگ باید به اندازه کافی بالا باشد تا از پوسته و صفحات در برابر خوردگی اسیدی محافظت کند، اما به اندازه کافی برای ایجاد انتقال بالا نباشد.
حداقل مقدار قلیائیت برای محافظت کافی 200 PPM است.
از قلیائیت بالای دیگ که بیش از 700 PPM است، باید اجتناب شود. مقادیر بالاتر از این می تواند منجر به شکنندگی فولاد شود.
سولفیت سدیم به طور کلی برای حذف شیمیایی اکسیژن محلول در آب دیگ استفاده می شود.
برای اطمینان از حذف سریع و کامل اکسیژن ورودی به سیستم آب تغذیه دیگ بخار، غلظت سولفیت در دیگ بخار باید حداقل 20 PPM (قسمت در میلیون) حفظ شود.
تمام تلاش باید برای جلوگیری از ورود روغن ها به آب دیگ انجام شود.
روغن باعث ایجاد کف می شود یا با مواد جامد معلق ترکیب می شود و لجن ایجاد می کند که می تواند باعث گرم شدن بیش از حد صفحات دیگ شود.
جامدات زیاد دیگ منجر به ایجاد کف، پرایمینگ، موج و انتقال می شود. این مشکلات را می توان با دمیدن صحیح و روزانه دیگ برطرف کرد.
از فسفات ها برای واکنش با سختی کلسیم موجود در آب دیگ استفاده می شود.
برای اینکه این واکنش انجام شود، حفظ pH در حداقل مقدار 9.50 مهم است.
برای واکنش کامل فسفات ها با سختی کلسیمی که از طریق آب تغذیه وارد دیگ می شود، مطلوب است که غلظت فسفات ها در آب بین 30 تا 50 PPM حفظ شود.
در اولین مرحله جریان آب بویلر از طریق یک یا چند واحد فیلتراسیون عبور داد تا جامدات معلق، کدورت و مواد آلی فیلتر گردد.
در صورت وجود کدورت و رنگ و کلرآزاد استفاده از فیلتر های کربنی جهت حذف آنها ضروری است همچنین استفاده از فیلتر های شنی و میکرونی یکی از بهترین گزینهها برای این مرحله هستند.
هنگامی که در دستگاه تصفیه آب بویلر قرار است از رزینهای سختگیگیر یا موارد دیگر به عنوان پیش تصفیه استفاده کنیم، میکروفیلترها میتوانند وسیلهای مقرون به صرفه برای جلوگیری از رسوب و گرفتگی و محافظت از تجهیزات تصفیه آب پایین دست باشند.
رزین سختیگیر (Ion Exchange Softening )
سیستم IX قادر است ترکیباتی که باعث ایجاد سختی در آب میشوند، نظیر کلسیم، منیزیم و … را به طور کامل حذف کند.
این کار با استفاده از یک رزین نرم کننده انجام می شود، که به طور معمول یک رزین کاتیون اسید قوی (SAC) است که یونهای عامل سختی را با یون دیگری نظیر سدیم مبادله میکند.
رزین حذف قلیاییت (Dealkalization)
قلیاییت موجود در آب خوراک بویلر میواند باعث ایجاد کف در دیگ بخار و همچنین خوردگی در لوله ها شود. بنابراین، از رزین حذف قلیلییت (IXD) برای تصفیه جریان خوراک دیگ بخار با رزین آنیونی قوی (SBA) یا اسید ضعیف (WAC) استفاده میشود.
سیستم IXD قابلیت حذف یونهای بی کربنات ، سولفات و نیترات و کاهش pH را دارد.
البته اگر در ادامه فرآیند تصفیه قرار باشد از سیستمهایی نظیر اسمز معکوس یا نانوفیلتر استفاده شود، لازم نیست از سیستم IXD استفاده شود.
سیستمهای RO و NF معمولا به عنوان بخش اصلی سیستم مورد استفاده قرار میگیرند، که می توانند برای از بین بردن باکتریها ، نمکها ، ترکیبات آلی، سیلیس و سختی مفید باشند.
فرایند RO و NF هر دو از نوع فیلتراسیون غشایی هستند، به این معنی که از یک غشای نیمه تراوا برای جذب هرگونه آلاینده استفاده می کنند، در حالی که به مولکول های آب اجازه میدهند عبور کنند.
کیفیت بالای آب تولیدی توسط این سیستمها (بخصوص RO) و هزینههای عملیاتی پایین منجر به استفادههای گستردهای برای تصفیه آب بویلر گشته .
برای مواردی که دبی آب مورد نیاز بویلر بسیار زیاد است و یا فشار عملیاتی دیگ بخار بالاست، کیفیت آب مورد استفاده در بویلر هم باید بالاتر باشد.
در چنین مواردی رزین حذف یون میتواند به عنوان تصفیه اصلی جایگزین سیستم RO شود.
IX به طور معمول آب با کیفیتی تولید میکند.
ولی انتخاب بین اسمز معکوس و رزین حذف یون مستلزم بررسی و در نظر گیری پارامترهاست.
پس از انجام مراحل تصفیه اصلی، آب تصفیه با میعانات حاصل از دیگ بخار ترکیب و وارد سیستم حذف گاز می گردد.
این مرحله اکسیژن و دی اکسید کربن محلول در آب را حذف میکند که برای جلوگیری از خوردگی بسیار مهم است.
بسته به نیاز و شرایط و محدودیتهای دیگ بخار،ممکن است به فناوریهای پرداخت نیاز گردد.
این مرحله معمولا بر روی آب تصفیه فرایند اصلی تصفیه شامل RO یا IX استفاده میگردد.
فن آوری های پولیش معمولی شامل سیستمهای رزین ترکیبی (IX Mixed Bed) و الکترودیونیزها (EDI) هستند.
بعد از تمام مراحل تصفیه آب ، آب خوراک بویلر با استفاد از خط لوله به دیگ بخار منتقل و در آنجا حرارت می گیرد تا بخار تشکیل گردد.
میعانات سپس با آب تصفیه ترکیب و چرخه دوباره آغاز می گردد.
جهت سفارش تصفیه آب دیگ بخار از صفحه فروشگاه بازدید کنید.
جستجو
دسته بندی مقالات
آخرین مقالات
برچسب ها
تبلیغات