ورود به سایت
نام کاربری (شماره موبایل):
ورود | عضویت
شنبه 17 خرداد 1399 | ساعت 11:29 |
معيارهاي انتخاب حلال مناسب براي شستشوی شيميايي بويلر

تشكيل‌ رسوب‌ در لوله‌هاي‌ ديگ‌ بخار و تشديد خوردگي‌ روي‌ سطوح‌ فلزاتي‌ كه‌ انواع ‌راكتور و مخازن‌ از آنها ساخته‌ شده‌ غالبا در صنايع‌، مشكلات‌ عمده‌اي‌ را به‌ وجود مي‌آورد. از آن‌جا كه‌ انتخاب‌ حلال‌ تا حدي‌ تجربي‌ است‌، به‌ تستهاي‌ آزمايشگاهي‌ نياز است‌ تا كارايي‌ آن‌ را بر روي‌ نمونه‌هاي‌ مربوط تعيين‌ كرده‌ و موثرترين‌ دما را مشخص‌ كند. با اين‌كه‌ امروزه‌ حلالهاي‌ متنوعي‌ براي‌ شستشو‌ بويلرها در بازار وجود دارد ولي‌ هنوز كارشناسان‌حلالهايي‌ را بكار مي‌گيرند كه‌ از قبل‌ استفاده‌ مي‌كرده‌اند.

تشكيل‌ رسوب‌ در لوله‌هاي‌ ديگ‌ بخار و تشديد خوردگي‌ روي‌ سطوح‌ فلزاتي‌ كه‌ انواع ‌راكتور و مخازن‌ از آنها ساخته‌ شده‌ غالبا در صنايع‌، مشكلات‌ عمده‌اي‌ را به‌ وجود مي‌آورد. از آن‌جا كه‌ انتخاب‌ حلال‌ تا حدي‌ تجربي‌ است‌، به‌ تستهاي‌ آزمايشگاهي‌ نياز است‌ تا كارايي‌ آن‌ را بر روي‌ نمونه‌هاي‌ مربوط تعيين‌ كرده‌ و موثرترين‌ دما را مشخص‌ كند. با اين‌كه‌ امروزه‌ حلالهاي‌ متنوعي‌ براي‌ شستشو‌ بويلرها در بازار وجود دارد ولي‌ هنوز كارشناسان‌حلالهايي‌ را بكار مي‌گيرند كه‌ از قبل‌ استفاده‌ مي‌كرده‌اند. در برنامه‌هاي‌ شست‌ وشوي‌ بويلر، از هر حلالي‌ مي‌توان‌ استفاده‌ كرد ولي‌ غالبا يكي‌ از آنها نتايج‌ بهتري‌ را به‌دست‌ خواهدداد، كه‌ اين‌ موضوع‌ به‌ نوع‌ بويلر، ساختمان‌ شيميايي‌ رسوبات‌، ايمني‌ و مسائل‌ زيست‌ محيطي ‌و برخي‌ عوامل‌ ديگر بستگي‌ دارد. فرآيند شستشو‌ شيميايي‌ با اسيدها و ديگر حلالها، يكي‌ از روشهاي‌ اصلي‌ شست ‌وشو و تميزكاري‌ است‌ ولي‌ هنوز موارد زيادي‌ از تميزكاري‌، با استفاده‌ از روشهاي‌ مكانيكي‌ يا روشهاي‌ جت‌زني‌ با آب‌ فشار قوي‌ انجام‌ مي‌شود. درروشهاي‌ مكانيكي‌ از ضربه‌ زدن‌، ارتعاش‌ و سندبلاست‌ استفاده‌ مي‌شود تا رسوبات‌، زدوده‌شوند. در روش‌ جت‌زني‌ با آب‌ فشار قوي‌ نيز، آب‌ با فشاري‌ معادل ‌ 10000psiبه‌ رسوبات‌ برخورد كرده‌ و سطح‌ لوله‌ها را تميز مي‌كند. در اين‌ نوشتار سعي‌ شده‌ جزييات‌ مهم‌ مربوط به‌ معمولترين‌ و موثرترين‌ حلالهاي‌ شست ‌وشو و تاثير طراحي‌ بويلر و ساختمان‌ شيميايي‌رسوبات‌ در انتخاب‌ حلال‌، بررسي‌ و تشريح‌ شود.

شيمي‌ رسوبات‌ سمت‌ آب‌ بويلر در خلال‌ بهره‌برداري‌ عادي‌ از بويلر، روي‌ سطح‌ كربن‌ استيل‌ لوله‌هاي‌ داخل‌ بويلر، يك‌ لايه‌ نازك ‌ Fe304 تشكيل‌ مي‌شود كه‌ از خوردگي‌ بيشتر سطوح‌ جلوگيري‌ مي‌كند.

به‌ طور مشابه‌ در مبدلهاي‌ حرارتي‌ از جنس‌ مس‌ نيز يك‌ لايه ‌ Cu2O تشكيل‌ شده‌ و لوله‌ها را از خوردگي‌ محافظت‌ مي‌كند. اين‌لايه‌ها به‌ مرور زمان‌، كلفت ‌تر مي‌شوند. خوردگي‌ تدريجي‌ درسيستمهاي‌ آب‌ تغذيه‌، سبب‌ توليد يونهاي ‌فلزي‌ محلول‌ و ذرات‌ مي‌شود كه‌ با ورود به ‌بويلر در دماي‌ بالا رسوب‌ مي‌كنند. حتي‌ بهترين‌ برنامه‌هاي‌ تصفيه‌ آب‌ نيز قادر نخواهند بود جلوي‌ اين‌ پديده‌ را بگيرند. اين‌ رسوبات‌ سرانجام‌ سبب‌ مسائلي‌ از قبيل‌خوردگي‌ زير رسوبي‌ و محدوديت‌ در انتقال ‌حرارت‌ مي‌شوند. در اغلب‌ بويلرها، حتي‌ بويلرهاي‌ داراي‌ برنامه‌هاي‌ پايش‌ منظم ‌نيز اكسيد آهن‌، مس‌ و اكسيدهاي‌ مس‌ و مقادير كمي‌ از فلزات‌ آلياژي‌ (نيكل‌، كروم‌ وروي‌) در رسوبات‌ ديده‌ مي‌شود.

نشتي‌ لوله‌هاي‌ كندانسور و ديگر خرابيها مي‌تواند سبب‌ افزايش‌ تشكيل‌ رسوبات‌ شود. آلودگيهاي‌ اصلي،‌ شامل‌ نمكهاي‌حاصل‌ از سختي‌ و سيليس‌ آب‌ است‌ كه ‌حلاليت‌ اغلب‌ اين‌ مواد با افزايش‌ دما كاهش‌ مي‌يابد. اين‌ رسوبات‌ بسيار مضر بوده‌ و سبب‌ بالا رفتن‌ دماي‌ مجاز و خوردگي‌ بيشترمي‌شود. به‌ عنوان‌ نمونه‌ در يك‌ مورد نشتي‌ كندانسور، تشكيل‌ رسوبات‌ و خوردگي‌ زير رسوبي،‌ سبب‌ وارد شدن‌ خسارتهاي‌ چند ميليون‌ دلاري‌ به‌ لوله‌ها شد. در مورد ديگر نيز نشتي‌ در كندانسورهاي‌ بزرگ‌ سبب ‌كاهش  pH از 2/9 به ‌8/5 در كمتر از يك‌ ساعت‌ و تبديل‌ كلريد منيزيم‌ به‌ هيدرواكسيدمنيزيم‌ شد و كاركنان‌ واحد به‌ صورت‌ مقطعي‌ كندانسور را از خط خارج‌ و آلودگي‌ را تخليه‌ كرده‌ و در اسرع‌ وقت‌ شستشو‌ شيميايي‌ بويلر را انجام‌ دادند. از ديگرعاملهاي‌ بسيار مهم‌ در انتخاب‌ حلال‌ و فرآيند شستشو، نوع‌ لايه‌هاي‌ رسوب‌گذاري‌ شده‌ است،‌ كه‌ متداولترين‌ آنها رسوبات‌ اكسيد آهن‌ و مس‌ است‌. خرابي هاي‌ گاه ‌به‌گاه‌ در سيستم‌ شيميايي‌ آب‌ ورودي‌، سبب‌ خوردگي‌ آلياژهاي‌ مس‌ در كندانسور و لوله ‌هاي‌ مبدلهاي‌ حرارتي‌ شده‌ و باعث‌ انتقال‌ محصولات‌ خوردگي‌ به‌ بويلر مي‌شود. بازگشت‌ به‌ وضعيت‌ عادي‌ سبب‌كاهش‌ خوردگي‌ مس‌ و توقف‌ پديده‌ رسوب‌گذاري‌ مي‌شود، ولي‌ حتما در اين‌ حال‌ نيز مشكلات‌ ديگر به‌ قوت‌ خود باقي‌ است‌.

زمان‌ شستشو‌ شيميايي:‌

عوامل‌ موثر بر زمان‌ شستشو‌ شيميايي‌ بويلر شامل‌ تعدد راه ‌اندازي‌ و توقف‌ واحد، تعداد نشتي ‌ها و شدت‌ آن‌ در لوله ‌هاي‌ كندانسور، شدت‌ نفوذ هوا در آب‌ سيكل‌ و زمان‌ گذشته‌ از آخرين‌ شست ‌وشو است‌. مصرف‌ زياد آب‌ بويلر، ورود محصولات ‌خوردگي‌ به‌ بويلر را افزايش‌ مي‌دهد. اين ‌موضوع‌ در واحدهايي‌ كه‌ تعداد دوره‌ نشتي ‌كندانسور زياد است‌، از بزرگترين‌ مكانيزم هاي‌ رسوب‌ گذاري‌ به‌شمار مي‌رود. عواملي‌ كه‌ سبب‌ افزايش‌ خوردگي‌ و تشكيل ‌محصولات‌ خوردگي‌ در سيكل‌ مي‌شوند شامل‌ نفوذ هوا از نشتي‌ها، تنش‌هاي ‌حرارتي‌ و مكانيكي‌ ناشي‌ از گرم‌ و سردشدن‌ و تغييرات‌ ايجاد شده‌ در تركيب‌ شيميايي‌ آب‌ ورودي‌ و آب‌ بويلر است‌. در برخي‌ واحدها، اطلاعات‌ مربوط به‌ زمانهاي ‌راه‌اندازي‌، توقف‌، نشتي‌ كندانسور و ديگر مسائل‌، ثبت‌ مي‌شود، تا از آنها براي ‌تعيين ‌زمان‌ شست ‌وشو استفاده‌ شود. موسسه‌تحقيقات‌ برق (EPRI) راهنمايي‌ هايي‌ را براي‌ سازمانهاي‌ عضو به‌ منظور برنامه‌ ريزي‌ و محاسبه‌ اين‌ زمان‌ ارايه‌ كرده‌ است‌. هواي ‌ورودي‌ ناشي‌ از نشت‌ كندانسور در مدت‌بهره‌برداري‌ عادي‌ سبب‌ افزايش‌ خوردگي‌ و بالا رفتن‌ يون‌ آهن‌ و مس‌ در آب‌ تغذيه ‌مي‌شود. يك‌ برنامه‌ پايش‌ خوب‌، كمكي‌ به ‌كاركنان‌ در شناسايي‌ ميزان‌ نشتي‌ اضافي‌ هوا خواهد بود. بهترين‌ و دقيق ‌ترين‌ راه‌ براي‌ پايش‌ لوله ‌هاي‌ بويلر، گرفتن‌ نمونه‌ هايي‌ ازلوله‌هاي‌ بويلر در تعميرات‌ اساسي‌ و تجزيه ‌و تحليل‌ آن‌ است‌. به‌دليل‌ اينكه‌ عموما دمانسبت‌ به‌ ديگر عوامل‌، تاثير بيشتري‌ بر رسوبات‌ دارد، نمونه‌گيري‌ بايد از بخشها و سطوح‌ با بيشترين‌ دما انجام‌ شود. دانسيته‌ رسوبات‌، يكي‌ از معيارهاي ‌اوليه‌ در تعيين‌ زمان‌ مناسب‌ براي ‌شستشوي‌ شيميايي‌ بويلر است‌.

بويلرهاي‌ با فشار بالا قادر به‌ تحمل‌ رسوبات‌ كمتري‌ نسبت‌ به‌ بويلرهاي‌ با فشار پايين‌ است‌. دبي‌ زياد حرارتي‌ و دماي‌ بالا در بويلرهاي‌ با فشار بالا سبب‌ تجاوز از دماي‌ مجاز و تشديد مكانيزم‌ خوردگي‌ زير رسوبي‌ مي‌شود. با انجام‌ يك‌ سري‌ آناليز بر روي ‌رسوبات‌ مي‌توان‌ پي‌ به‌ محتويات‌ رسوبات ‌و محل‌ تشكيل‌ آنها برد. كه‌ اين‌ خود مي‌تواند در انتخاب‌ حلال‌ شستشوي‌ شيميايي‌، موثر باشد.

به‌عنوان‌ مثال‌: اگر محتواي‌ رسوبات‌ لوله‌ها اغلب‌ اكسيد آهن‌ به‌ همراه‌ مقدار كمي‌ مس‌ باشد، مي‌توان‌ در يك‌ فرآيند تك‌ مرحله‌اي‌، آهن‌ و مس‌ را حذف‌ كرد. اما اگر آلودگي‌ مس‌ به‌ اندازه‌اي‌ باشد كه‌ غلظت ‌آن‌ در حلال‌ شست ‌وشو از 3/0 درصد تجاوزكند، حداقل‌ به‌ دو مرحله‌ شست ‌وشو نيازاست‌. هنگامي‌ كه‌ غلظت‌ بالايي‌ از مس‌ درميان‌ باشد، گاه‌ يك‌ مرحله‌ مقدماتي‌ براي ‌حذف‌ مس‌ و يك‌ مرحله‌ حذف‌ آهن‌ و يك‌ مرحله‌ نهايي‌ حذف‌ مس‌ نياز است‌. از ديگر مزاياي‌ نمونه‌ برداري‌ از لوله ‌ها، آن‌ است‌ كه ‌به‌ پيمانكار اين‌ اجازه‌ را مي‌دهد كه‌ در مورد استفاده‌ از يك‌ يا تركيبي‌ از حلالها تصميم‌گيري‌ كند.

 

انواع‌ بويلر و طراحي هاي‌ آن‌ نوع‌ بويلر، در انتخاب‌ محلول‌شستشو‌ شيميايي‌ موثر است‌. سه‌ نوع‌بويلر، متداول‌ است‌ كه‌ عبارتند از:

درام‌دار

يك‌بارگذر

 

بويلرهاي‌ بازيافت‌ حرارتي‌

.بويلرهاي‌ درام‌دار: درام‌ در اين‌ بويلرها همان‌ درام‌ بخار است‌ كه‌ بخارات‌ توليد شده‌ در لوله‌هاي ‌بويلر در آن‌ جمع‌ شده‌ و در هدرهاي‌ بخار و سوپر هيترها توزيع‌ مي‌شود.

آب‌ داخل‌ لوله‌هاي‌ بويلر توسط دان‌ كامرهاي‌ بويلر سيركوله‌ شده‌ و مستقيما در لوله ‌ها، بخار نمي‌شود. بويلرهاي‌ درام‌دار به‌ صورت‌ سيركولاسيون‌ طبيعي‌ و يا اجباري‌ هستند. در بويلرهاي‌ سيركولاسيون‌ طبيعي‌، چرخش‌ آب‌ براساس‌ اختلاف ‌دانسيته‌ آب‌ گرم‌ در بالاي‌ بويلر و آب‌ سرد درپايين‌ آن‌ انجام‌ مي‌شود. و در چرخش‌ اجباري‌ در مسير دان‌كامرهاي‌ بويلر از پمپ‌ استفاده‌ مي‌شود. ساده‌ ترين‌ عمليات‌ شستشو دربويلرهاي‌ درام‌دار انجام‌ مي‌شود، زيرا وجود درام‌ باعث‌ جداسازي‌ بين‌ سطح‌ آب‌ و بخارمي‌شود. بنابراين‌ امكان‌ راه‌ يابي‌ مواد شيميايي‌ به‌ سوپر هيترها كمتر است‌.

بويلرهاي‌ يك‌بار گذر: در اين‌ بويلرها كل‌ جريان‌ آب‌ مستقيما به‌ بخار تبديل‌ شده‌ و به‌ هدرهاي‌ بخار، هدايت ‌مي‌شود. به‌ اين‌ دليل‌ كه‌ در اين‌ بويلرها درامي‌ وجود ندارد، حلالهاي‌ شست ‌وشو نه ‌تنها وارد بويلر شده‌، بلكه‌ به‌ سوپر هيترها و، ري‌ هيترها نيز وارد خواهند شد. اين‌ موضوع ‌سبب‌ محدوديت‌ در انتخاب‌ محلول ‌شستشو‌ شيميايي‌ مي‌شود. زيرا جنس‌ سوپر هيترها از فولادي‌ است‌ كه‌ نسبت‌ به ‌بعضي‌ از مواد شيميايي‌ بخصوص‌ اسيد كلريدريك‌ مقاوم‌ نيست‌. پيچيدگي‌ فرآيند شست ‌وشوهاي‌ شيميايي‌، به‌ علاوه‌نياز به‌ شست‌ وشوي‌ شيميايي‌ عموما هرسه‌ تا چهار سال‌ يك‌ بار، از عوامل‌ مهم‌ درتعميم‌ يافتن‌ سيستم‌ تصفيه‌ و حذف‌ اكسيژن‌ در بويلرهاي‌ يك‌بار گذر است‌. در صورت ‌بكارگيري‌ مناسب‌ اين‌ سيستم‌ تصفيه‌، انتقال ‌اكسيدهاي‌ آهن‌ به‌ بويلر كاهش‌ مي‌يابد.

بويلرهاي‌ بازيافت‌ حرارت‌: با افزايش‌ استفاده‌ از نيروگاههاي‌ سيكل‌تركيبي‌ و سيستمهاي‌ توليد همزمان‌ برق‌ و بخار، استفاده‌ از بويلرهاي‌ بازيافت ‌حرارت‌ نيز به‌ شدت‌ رشد كرده‌ است‌. اين‌ نوع‌ بويلرها شامل‌ يك‌ درام‌ و چندين‌ شبكه ‌است‌. اين‌ آرايش‌ شبكه‌اي‌، سيستم‌ شستشوي‌ شيميايي‌ را پيچيده‌ كرده‌ است‌.

عوامل‌ متعددي‌ از نظر راهبري‌ و آرايش‌ ساختاري‌ بر روي‌ انتخاب‌ حلال ‌شستشوي‌ شيميايي‌ موثر است‌. بويلرها در فشارهاي‌ مختلفي‌ كار مي‌كنند و اين‌ امر در ميزان‌ رسوبات‌ توليد شده‌ موثر است‌. علاوه‌ بر آن‌ برنامه‌هاي‌ شيميايي‌ تصفيه‌ آب ‌براي‌ هر بويلر، متفاوت‌ بوده‌ و در تشكيل ‌بالقوه‌ رسوبات‌، موثر است‌.

در مورد آرايش‌ ساختاري‌ نيز بايد متذكر شد كه‌، در بعضي‌ واحدها، بويلرهاي‌ با فشار كم‌، به‌ سيستم‌ تامين‌ آب‌ تغذيه‌ براي‌ بويلرهاي‌ با فشار متوسط و زياد كمك‌ مي‌كنند. ممكن‌ است‌ در بعضي‌ از اين‌ آرايش هاي‌ ساختاري‌ به‌ لوله‌ كشي‌ و روش‌ تميز كردن‌ خاصي‌ نياز باشد تا از وارد شدن‌ مواد شيميايي‌ به‌ محلهاي‌ ناخواسته‌ جلوگيري‌ شود. هنوز گروهي‌ به‌ دنبال‌ بهينه‌سازي‌ روند شست ‌وشو در اين‌ واحدها هستند.

حلالها:

حلالهاي‌ متداول‌ عبارتند از:

اسيدكلريدريك‌،

اتيلن‌ دي‌ آمين ‌تترا استيك‌ اسيد (EDTA

اسيد سيتريك‌، اسيد هيدروكسي ‌استيك‌،

اسيد فرميك ‌(به‌همراه‌ تيواوره‌)،

برومات‌ آمونيوم‌ و پرسولفات‌ آمونيوم‌ كه‌ به‌عنوان‌ ماده‌ كمكي‌شست‌ وشو دهنده‌ مس‌ است‌.

 

البته ‌HCl و EDTA از معمول ‌ترين‌ حلالها به‌شمار مي‌روند، و از اين‌ رو توضيح‌ مفصل‌تري‌ در مورد آنها ارايه‌ خواهد شد.

اسيد كلريدريك ‌سالهاست‌ كه‌ حلال‌ عمده‌ براي ‌شستشو شيميايي‌ بويلر، اسيد كلريدريك‌ است‌. روش‌ متداول‌ براي‌ استفاده‌ از اين‌ ماده ‌آن‌ است‌ كه‌ بويلر با محلول ‌5 تا 10 درصد آن‌ كه‌ داراي‌ دماي‌ حدود 150 تا 160 درجه‌ فارنهايت‌ است‌، پر شود. از معايب‌ عمده‌استفاده‌ از اين‌ اسيد نياز به‌ سيستم‌ موقت‌ چرخش‌ محلول‌ است‌. از اين‌ اسيد در حالت‌ ساكن‌ نمي‌توان‌ استفاده‌ كرد. همچنين‌حبابهاي‌ نيتروژن‌ نيز مي‌تواند سبب‌ اختلاط شود. به‌دليل‌ وجود خوردگي‌، تزريق‌ يك‌ بازدارنده‌ خوردگي‌ توام‌ با اسيد، ضروري ‌است‌ همچنين‌ از آنجا كه‌ اين‌ ماده‌ شيميايي‌، بسيارقوي‌ است‌، زمان‌ و تعداد مراحل‌ شستشو بايد به‌ چندين‌ ساعت‌ محدود شود. رسوبات‌ معمولا طي‌ چند ساعت‌ ازبين‌ مي‌روند. HCl محتوي ‌25/0 تا 1 درصد آمونيوم‌ با‌ فلورايد (ABF يا NH4F.HF) معمولا براي‌ حذف‌ رسوبات‌ سيليسي‌ ترجيح‌ داده‌ مي‌شود. تركيب ‌ ABFبه‌ اسيد فلوريدريك ‌ HFتبديل‌ مي‌شود. و به‌ همين‌ دليل‌ اين‌ ماده‌ يكي‌ از چندين‌ ماده‌ شيميايي‌ است‌ كه‌ براي‌ حذف‌ سيليكاتها بسيار موثراست‌. اگر غلظت‌ مس‌، زير 3/0 درصد باقي ‌بماند، محلول ‌ HClبا تيو اوره‌ دو درصد NH42CS قادر به‌ حذف‌ آن‌ خواهد بود. اين‌ تركيب‌ از HCl و NH42CS حلال‌ خوبي‌ براي‌ شستشوي‌ لايه ‌هاي‌ پوشيده‌ شده‌ با مس‌ است‌.

غلظت ‌هاي‌ بيشتر مس‌ نيازمند مرحله‌ شستشوي‌ جداگانه‌اي ‌است،‌ كه‌ با آمونيوم‌ برمات ‌(NH4BrO3) ياآمونيوم‌ پرسولفات ‌[(NH4(2S2O8] با غلظت ‌1‌ تا  3‌ درصد براي‌ اكسيداسيون‌ و حل ‌كردن‌ آن‌ انجام‌ مي‌شود.

غلظت‌ اسيد آزاد در محلول‌ شستشوي HCl زير دو درصد كارا نبوده‌ و اگر استفاده ‌شود بشدت‌ ضعيف‌ شده‌ و بايد تخليه‌ و اسيد تازه‌ جايگزين‌ آن‌ شود. در شست‌ وشوي‌ با محلول‌ اسيد و تيو اوره‌، غلظت‌ آهن‌ و مس‌ نبايد به‌ ترتيب‌ از 5/1 تا3 درصد فراتر رود، زيرا در غير اين‌ صورت‌ عمل‌ رسوب ‌گذاري‌ مجدد انجام‌ مي‌شود. به ‌همين‌ دليل‌ استفاده‌ از اين‌ اسيد نياز به‌ پمپ‌ چرخش‌ دارد. سرعت‌ چرخش‌ محلول‌ نبايد از 8/0 m/s بيشتر شود. استفاده‌ از HCl داراي‌ چندين‌ مزيت‌ است‌ كه‌ از جمله‌ مي‌توان‌ به‌ عملكرد و تاثير سريع‌ بر رسوبات ‌و قابليت‌ حذف‌ مناسب‌ رسوبات‌ اكسيد آهن‌ پوشيده‌ شده‌ با مس‌ اشاره‌ كرد. در صورتي‌ كه‌رسوبات‌ سيليسي‌ طي‌ فرآيند قلياشويي‌ قبل ‌از اسيدشويي‌ به‌ سيليكاتهاي‌ محلول‌ مانند سيليكات‌ سديم‌ تبديل‌ شوند، استفاده‌ از HCl مي‌تواند به‌ حل‌ كردن‌ اين‌ نوع‌ رسوبات‌ كمك‌ كند.

از مزاياي‌ ديگر HCl ارزان‌ بودن‌ آن‌ در ايران‌ است‌. اين‌ اسيد در بويلرهاي‌ كوچك ‌كه‌ انجام‌ سيركولاسيون‌ با محدوديت‌ مواجه ‌است‌، خوب‌ عمل‌ نمي‌كند. قابل‌ ذكر است‌ كه‌ اين‌ ماده‌ شيميايي‌، بسيار خطرناك‌ و خورنده‌ است‌ و بايد موارد ايمني‌ را مورد توجه‌ قرار داد.

براي‌ حفاظت‌ از بويلر، محلول ‌شستشو بايد تخليه‌ شده‌ و خنثي‌ سازي‌ و آبكشي‌ بويلر انجام‌ شود تا از خوردگي‌ ناشي ‌از اكسيژن‌ هوا جلوگيري‌ بعمل‌ آيد. اسيد باقي‌ مانده‌ مي‌تواند سبب‌ تخريب‌ شديد بويلر در هنگام‌ راه‌اندازي‌ مجدد شود. بنابراين‌ يك ‌ شستشو با قلياي‌ گرم‌ قبل‌ از راه‌اندازي‌، ضروري‌ است‌ و براي‌ اين‌ منظور بايد مشعلهاي‌ راه‌انداز روشن‌ باشد. در انتها نيز بايد توجه‌ داشت‌ كه‌ پساب‌ شستشو ‌شيميايي‌ بويلر يك‌ فاضلاب‌ خطرناك‌ است‌.در برخي‌ واحدها اين‌ فاضلاب‌ دراستخرهايي‌ با آهك‌، خنثي‌ شده‌ و يونهاي ‌فلزي‌ آن‌ رسوب‌ مي‌شود و در برخي‌ ديگر فاضلاب‌ به‌ خارج‌ واحد و در مناطق‌ مجاز و قابل‌ اطمينان‌ تخليه‌ و دفع‌ مي‌شود.

حلال EDTA: هم‌ اكنون‌ تعداد زيادي‌ از شستشو‌ شيميايي‌ توسط حلال ‌ EDTAانجام‌ مي‌شود. EDTA جزو تركيباتي‌ از گروه‌ كيلانت‌ ها است‌ كه‌ به ‌شدت‌ در تشكيل‌ كمپلكس‌ كاتيون هاي‌ دو و سه ‌ظرفيتي‌ موثر است‌. اين‌ ارتباط پيوندي‌ ازطريق‌ نيتروژن‌ و نيمي‌ از اتمهاي‌ اكسيژن‌ موجود در ملكول ‌ EDTAايجاد مي‌شود و ساختمان‌ يونها به ‌صورت‌ يك‌ قفس‌ است‌.

در اغلب‌ روشها، عمدتا از تترا آمونيوم EDTA استفاده‌ مي‌كنند كه‌ در اين‌ ماده‌ دو اتم‌ از چهار اتم‌ هيدروژن‌ موجود، در آخر ملكول ‌ EDTAبا يونهاي‌ آمونيوم ‌(NH4+) جايگزين‌ شده‌اند. آمونياك‌، يك‌ ماده‌ قليايي‌ بوده‌ و عمدتا شستشو ‌ EDTAدر pH بين ‌ 9تا 5/9 انجام‌ مي‌شود. تاثير تترا آمونيوم ‌EDTA بر روي‌ رسوبات‌، كمتر از HCl است‌. بنابراين‌ براساس‌ تجربه‌، بويلرهابا يك‌ محلول‌ پنج‌ درصد پر شده‌ و سپس‌توسط مشعلها تا دماي ‌ 275درجه‌ فارنهايت‌گرم‌ مي‌شوند. اين‌ عمل‌ سبب‌ افزايش‌ فعاليت‌ اين‌ ماده‌ مي‌شود.

در واحدهاي‌ با گردش‌ طبيعي‌ پس‌ ازگرمايش‌ اوليه‌ به‌طور مرتب‌، بويلر تا دماي ‌240 درجه‌ فارنهايت‌ خنك‌ شده‌ و مجددا تا دماي ‌ 275درجه‌ گرم‌ مي‌شود تا گردش ‌طبيعي‌ انجام‌ شود. عموما پيمانكاران‌ شستشو بويلر، به‌جاي‌ گرم‌ و سرد كردن‌ از يك‌ پمپ‌ خارجي‌ (كه‌ قبل‌ از عمليات ‌شستشو نصب‌ شده‌ است‌) براي‌ گردش‌حلال‌ از پايين‌ ترين‌ جمع‌ كننده‌ تا درام‌ بالا استفاده‌ مي‌كنند. مرحله‌ حذف‌ آهن‌ توسط EDTA ممكن است‌ به‌منظور پايدار شدن‌ غلظت‌ آهن‌ از 12تا 36 ساعت‌ به‌طول‌ انجامد. غلظت ‌ EDTAآزاد نبايد به‌ زير 4/0 درصد كاهش‌ يابد و درصورتي ‌كه‌ اين‌ غلظت‌ به‌ نزديك‌ اين‌ عدد برسد بايد بخشي‌ از حلال‌، تخليه‌ شده‌ وحلال‌ جديد اضافه‌ شود. پس‌ از تكميل ‌مرحله‌ حذف‌ آهن‌، سيستم‌ تا دماي‌150درجه‌ فارنهايت‌ سرد مي‌شود. سپس‌ يك‌اكسيد كننده‌ مثل‌ هوا، با نيتريت‌ سديم‌، اكسيژن‌ يا پراكسايد هيدروژن‌ به‌ محلول‌،تزريق‌ مي‌شود تا حذف‌ مس‌ انجام‌ شود.

اين ‌مرحله‌ عموما كوتاهتر از مرحله‌ حذف‌ آهن‌ بوده‌ و ممكن‌ است‌ سه‌ تا هشت‌ ساعت‌ به ‌طول‌ انجامد. اين‌ ماده‌ اكسيد كننده‌، مس‌ را به‌ درجه‌ اكسيداسيون ‌2+ مي‌رساند تا با EDTA كمپلكس‌ تشكيل‌ دهد. در مورد مزاياي‌ استفاده‌ از تترا آمونيوم ‌ EDTAمي‌توان‌ گفت‌ كه‌ اين‌ ماده‌ از خورندگي ‌كمتري‌ نسبت‌ به ‌ HClبرخوردار بوده‌ و در pH قليايي‌ عمل‌ مي‌كند. بنابراين‌ اگر بخش ‌كوچكي‌ از اين‌ ماده‌ بعد از شستشو و آب‌كشي‌ در بويلر باقي‌ بماند هيچ‌ صدمه‌اي‌ به‌ لوله‌هاي‌ بويلر نمي‌زند. در ضمن‌ اين‌ ماده‌مثل ‌ HClخطرناك‌ نيست‌، اگر چه‌ بوي‌ آمونياك‌ آن‌ آزار دهنده‌ است‌. از معايب‌ اين‌ ماده‌ مي‌توان‌ به‌ نياز به‌ گرم‌ بودن‌ محلول ‌هنگام‌ فرآيند شستشو اشاره‌ كرد.

يادآوري ‌مي‌شود معمولا در طي‌ فرآيند شستشو ‌شيميايي‌ با هر نوع‌ اسيد و حلالي‌ مجاز به ‌روشن‌ نگاه ‌داشتن‌ مشعلهاي‌ بويلر براي‌ گرم‌ كردن‌ نيستيم‌. زيرا گرماي‌ موضعي‌ درسطح‌ لوله ‌هاي‌ در تماس‌ با اسيد به‌ شدت ‌خوردگي‌ به ‌وجود مي‌آورد.

EDTA يكي‌ از حلالهايي‌ است‌ كه‌ از آن‌به ‌صورت‌ ساكن‌ مي‌توان‌ براي‌ شستشوي‌ اسيدي‌ استفاده‌ كرد. بنابراين‌ اين‌ پديده‌ جزو مزاياي‌ اين‌ اسيد است‌ نه‌ معايب‌ آن‌. اگر چه ‌ EDTAبه‌ خطرناكي ‌ HClنبوده‌ ولي‌ به‌دليل ‌دماي‌ بالاي‌ آن‌ بايد موارد ايمني‌، مورد توجه ‌قرار گيرد. اگر دماي‌ بويلر به‌ بيش‌ از 300درجه‌ فارنهايت‌ برسد EDTA تجزيه‌ مي‌شود. در صورت‌ داغ‌ شدن‌، حجم‌ آب‌ بويلر زياد مي‌شود و بايد بخشي‌ از آن‌ تخليه‌ شود و اين‌ كار بايد در زير يك‌ پوشش‌ نيتروژن ‌انجام‌ شود.

آخرين‌ مورد نيز آنكه ‌ EDTAاز HCl گرانتر است‌. با اين ‌كه‌ تعداد معايب‌ آن ‌نسبتا زياد به‌نظر مي‌رسد، اما مزاياي‌ موجود، معايب‌ آن‌ را مي‌پوشاند كه ‌عمده ‌ترين‌ آن‌ خوردگي‌ كم‌ و توانايي‌ بالاي‌ آن‌ در اغلب‌ موارد است‌.

توانايي‌ حذف ‌رسوبات‌ مس‌ با همان‌ حلال‌، هنگام‌ استفاده ‌از اكسيژن‌ كمكي‌ يا هوا از ديگر مزاياي‌ مهم ‌آن‌ است‌. تركيب‌ ديگر EDTA، تركيب‌ دي ‌آمونيومي‌ آن‌ است‌. اين‌ حلال‌ براي ‌ pHپنج تا 6 تنظيم‌ مي‌شود، از فعاليت‌ بيشتري‌ نسبت‌ به‌ تتراآمونيوم EDTA برخوردار بوده‌ و فقط بايد دماي‌ آن‌ تا 200 درجه‌ فارنهايت‌ گرم‌ شود تا تاثير مناسبي‌ داشته‌ باشد.

به‌ هرحال‌ كاهش‌ دما، توانايي‌ اين‌ ماده‌ در گردش‌ طبيعي‌ آن‌ در بويلر را كاهش‌ خواهد داد.

اسيد سيتريك‌: اسيدسيتريك‌ نيز مانند EDTA سبب‌ اتصال‌ يونهاي‌ آهن‌ و مس‌ مي‌شود. فرآيند شستشو با اسيد سيتريك‌ شبيه‌ فرآيند EDTA است‌. دو نوع‌ از اين‌ حلال‌ به‌صورت‌ مونوآمونيومي‌ و دي‌ آمونيومي‌ مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرد.

در اولي ‌ pHمحلول‌ حدود 5/3 تا 4 و دماي‌ بهينه‌ در محدوده ‌ 180تا 200 درجه‌ فارنهايت‌ است‌. حلال‌ دي‌آمونيوم‌ سيتريك‌ اسيد داراي‌ pHبالاتري‌ (درحدود 5 تا 6) بوده‌ و تاثيرگذاي‌ كمتري‌ برروي‌ رسوبات‌ دارد. از اين‌ رو دماي‌ بالاتر (240 تا 275 درجه‌ فارنهايت‌) براي‌ عملكرد بهينه‌ مورد نياز است‌. اسيد سيتريك‌ به‌قدرت ‌‌ EDTAنيست‌. اين‌ ماده‌ در برخي‌ موارد براي‌ شستشو‌ اسيدي ‌توصيه‌ مي‌شود. و بيشتر در بويلرهايي‌ كه‌محدوديت‌ خوردگي‌ آلياژ توسط ساير اسيدها وجود داشته‌ باشد از آن‌ استفاده ‌مي‌شود. استفاده‌ از اين‌ ماده‌ براي شستشو‌ اوليه‌ بويلرهاي‌ بازيافت‌ حرارت‌ از كابردهاي‌ اين‌ حلال‌ است‌.

اسيدسيتريك‌ مانند EDTA يك‌ ماده‌ آلي‌ است‌ و مي‌تواند پس‌ از انجام‌ مراحل‌ شستشو، درصورت‌ مجاز بودن‌ از نظر زيست‌ محيطي‌، باحرارت‌ تبخير شود.

اسيد هيدرواكسي‌ استيك‌ و اسيدفرميك‌، اسيد هيدرواكسي‌ استيك ‌(C2H5O3) و اسيد فرميك ‌(C2H2O2) از اسيدهاي‌ قوي‌ آلي‌ است‌ كه‌ در شستشو بويلرهاي‌ يك ‌بار گذر مورد استفاده‌ قرار مي‌گيرند.

همان‌طور كه‌ قبلا اشاره‌ شد، درشستشوي‌ واحدهاي‌ يك ‌بار گذر، سوپرهيترها و ري‌ هيترها نيز، مورد شستشو قرار مي‌گيرند.

اسيد كلريدريك ‌به‌ دليل‌ آسيب‌ رساني‌ يون‌ كلر به‌ لوله‌ هاي ‌فولادي‌ در اين‌ مناطق‌ قابل‌ استفاده‌ نيست‌. تركيب‌ اسيد هيدروكسي‌ استيك‌ و اسيدفرميك‌ يك‌ راه‌ حل‌ بسيار خوب‌ براي‌ اين ‌موضوع‌ است‌. در شروع‌ كار، غلظت ‌ 2درصد از اسيد هيدروكسي‌ استيك‌ و يك‌ درصد اسيد فرميك‌ متداول‌ بوده‌ و دماي‌ بهينه‌ از 80 تا200 درجه‌ فارنهايت‌ است‌. اين‌ اسيدها خطرناكند، بنابراين‌ پيش‌ بيني ‌هاي‌ احتياطي‌ و ايمني‌ لازم‌ در برابر آنها بايد همانطور كه‌ براي‌ ديگر محلولها رعايت‌ مي‌شود در نظرگرفته‌ شود.

مشكلات‌ دفع‌ فاضلاب‌: فاضلاب‌ ناشي‌ از فرآيندهاي شستشو بويلر، مجوز دفع‌ در محيط زيست‌ را ندارند، مگر آنكه‌ به‌ مقدار لازم‌ تصفيه‌ شوند، كه‌ هزينه‌ تصفيه‌ بر كل‌ هزينه‌ عمليات‌ افزوده‌ خواهد شد. در مورد بعضي‌ از حلالها، استانداردهاي‌ زيست‌ محيطي‌، اجازه‌ تبخير آنها در بويلر را مي‌دهد كه‌ اين‌ مزيت‌ خوبي‌ براي‌ حلالهاي‌ آلي‌ است‌، كه‌ به ‌راحتي‌ تبخير شده‌ و براي‌ بويلر نيز مشكل‌ خوردگي‌ ندارند. در برخي‌ واحدها، فاضلابها به‌ استخرهاي‌ خنثي‌ سازي‌ هدايت ‌مي‌شوند. اين‌ كار بيشتر در مورد فاضلابهاي‌ با محلول ‌HCl انجام‌ مي‌شود.

اين‌ فاضلاب ها به‌ استخرهايي‌ هدايت‌ مي‌شوند كه‌ در آنجا شير آهك‌ تزريق‌ شده‌ و سبب‌ افزايش ‌ pHو ته‌ نشيني‌ فلزات‌ سنگين‌ مي‌شود. تصفيه‌ شير آهك‌ براي‌ فاضلابهاي ‌محتوي‌ زائدات‌ كيلانتي‌ از اثر كمتري ‌برخودار است‌، زيرا كيلانتها تركيبات‌ فلزي‌ خود را با قدرت‌ زيادي‌ حفظ مي‌كنند. دربرخي‌ موارد دفع‌ محلي‌ رسوبات‌، مجاز نبوده‌ و اين‌ موضوع‌ باعث‌ محدود شدن ‌انتخاب‌ نوع‌ حلال‌، مي‌شود. صفحه قبل

منابع‌:

1- نفري‌، محمدرضا - شستشوی ‌شيميايي‌ دستگاههاي‌ صنعتي‌ - انجمن‌خوردگي‌ ايران‌ - سال‌ 1379

2-Buecker, B."A Step-by-Step Guide toChemical Cleaning of Boilers" Chem.Eng. Progress, Sep. 96

3-Buecker, B."Select the Proper BoilerCleaning Solvent"Chem.Eng.Progress,Oct.2001

4-Herman,K.W.&Gelosa,L.R., WaerTreatment for Heating and ProcessSteam boilers, Power Eng., April 1973


User Image
مسعود سلامی
5 بازدید
  |     |     |     |  
برای ارسال نظر باید عضویت داشته باشید.
شعبه 1 (تهران): اتوبان فتح، نرسیده به میدان فتح، خیابان صفری /
شنبه تا چهارشنبه8 الی 18
شعبه 2 (اراک): شهرک بهشتی فاز یک، خیابان رسالت، کوچه رسالت 3 /
روزهای تعطیل 10 الی 15