بازدارنده رسوب و خوردگی

در يک برج خنک کننده، عمده خنک سازی توسط پديده تبخير انجام می شود. در حين انجام پدیده تبخیر تنها آب خالص به صورت بخار در می آيد. بنابراين املاح و ناخالصيهای آب، درآب باقيمانده تغليظ می گردد. با توجه به کیفیت ذخایر آبی در دسترس، مشکلات ناشی از آب سیستم های خنک کننده به شرح زیر می باشد:
• رسوب
•خوردگی
•رشد بیولوژیکی و میکروبی
هر کدام از این مشکلات یا ترکیبی از آنها منجر به خرابی های پرهزینه، کاهش کارایی، افزایش آب مصرفی، هزینه های بالای تعمیرات، تعویض قطعات گران قیمت و عملیات اسیدشوئی می شود که در نهایت عمر سیستم های خنک کننده را کاهش می دهد.

رسوب گزاری:

رسوب ذرات سختی هستند که عمدتاً از مواد معدنی روی سطوح انتقال حرارتی ایجاد میشوند که در اثر ته نشین شدن ذرات معدنی در آب رخ می دهد. زمانی که آب در برج خنک کننده یا کندانسور تبخیر می شود، بخار خالص از بین می رود و جامدات غلیظ محلول به حالت فوق اشباع در آمده و از اینرو، این جامدات در خطوط لوله، یا روی سطوح مبدلها، به طور مکرر به صورت ذرات نسبتاً نرم و بی شکل رسوب می کنند.

رسوبات علاوه بر مسدود کردن فیزیکی لوله ها و تجهیزات و برج خنک کننده، موجب کاهش انتقال حرارت و افزایش مصرف انرژی می گردد.

مهمترین دلایل تشکیل رسوب در برج خنک کننده به شرح زیر می باشد:

-1زمانی که قلیائیت افزایش می یابد، حلالیت کربنات کلسیم که متداولترین رسوب تشکیل شده درسیستم های آبهای خنک کننده می باشد کاهش یافته و رسوب می کند.

.-2مکانیسم مهمتر تشکیل جرم، کریستالیزه شدن نمکهای کم محلول می باشد که در اثر بالا رفتن درجه حرارت یا سرعت کم جریان در محل می باشد. بیشتر نمکها در اثر بالا رفتن دما انحلال پذیرتر می شوند ولی بعضی از املاح مانند کربنات کلسیم در اثر افزایش دما قابلیت انحلال کمتری پیدا می کنند. بنابراین در دماهای بالا موجب تشکیل رسوب می شوند.

-3آبهایی که TDSبالایی دارند برای تشکیل رسوب مستعدترند.

 

نمونه رسوب هایی که در سیستمهای آب خنک کننده شکل می گیرند عبارتند از:

  • رسوب کربنات کلسیم که در درجه اول از گرمای موضعی آب حاوی “بی کربنات کلسیم” حاصل می شود. تشکیل رسوب کربنات کلسیم را میتوان با تنظیم pHبه همراه استفاده صحیح از بازدارنده های شیمیایی رسوب، کنترل کرد.
  • رسوب سولفات کلسیم- اغلب به صورت “سنگ گچ”شکل می گیرد که میتوان آن را با مقدار مناسب بلودان و یا درمان شیمیایی از بین برد
  • رسوب سیلیکات کلسیم و منیزیم که تشکیل این نوع رسوب را میتوان با محدود کردن غلظت کلسیم، منیزیم و سیلیکات از طریق مواد شیمیایی یا بلودان، مهار کرد.
  • رسوب فسفات کلسیم ناشی از واکنش نمکهای کلسیم با ارتوفسفات میباشد، که ممکن است از طریق آبهای فاضلابی که درست تصفیه نشده یا بازگشت ناخواسته بازدارنده های پلی فسفات موجود در آب بازیافتی، وارد سیستم شوند.

بازدارنده های رسوب:

مواد شیمیایی بازدارنده رسوب می تواند به چندین روش عمل کنند:

1-بازدارندگی در آستانه تشکیل رسوب(Threshold inhibition): این نوع از بازدارنده ها قادرند که محلول هایی فوق اشباع از نمکهای کم محلول را حفظ کند. بدین طریق از ابتدا مانع تشکیل رسوب نمکهای کم محلول می شود.

2-تغییر و تبدیل و اصلاح کریستال(Crystal modification):  این مواد می تواند کریستال ها را از شکل طبیعی خارج کند و یک رسوب غیر چسبنده نرم ایجاد نماید. در سطح میکروسکوپی وقتی یک کریستال شروع به شکل گرفتن کند، گروههای با بار منفی در مولکول بازدارنده رسوب، بار مثبت روی هسته رسوب را جذب میکند و سبب قطع کردن تعادل الکترونیکی که برای تکثیر رشد کریستال نیاز است می شود.

3- پخش کردن یا معلق کنندگی(Dispersion)، توانایی برخی از بازدارنده های رسوب در جذب شدن روی کریستال ها یا ذرات کلوئیدی می باشد بطوریکه بار آنیونی بالایی را که منجر به جدا نگه داشتن کریستال ها می انجامد، القا می کند.

بیشتر سازندگان مواد شیمیایی بازدارنده رسوب  مورد استفاده در برج خنک کننده را بسط می دهند که شامل افزودنی های دیگر به منظور افزایش عملکرد محصول می باشند. از جمله مواد موثر در کنترل رسوب را می توان پلی اکریلات ها، فوسفونیت ها، پلی فسفات ها، شلانت ها، و فسفات سدیم نام برد.

خوردگی

خوردگی یک واکنش سه مرحله ای الکترو شیمیایی است که در آن اکسیژن آزاد در آب از سطح فلز در یک نقطه می گذرد (که آن را کاتد می نامند) و با آب و الکترون هایی که توسط اکسیداسیون فلز در قسمت آندی واکنش در نقطه دیگری از سطح فلز آزاد شده اند واکنش می دهد. ترکیب الکترونهای آزاد و اکسیژن آب، یونهای هیدروکسید را تشکیل می دهد. سپس یونهای هیدروکسید با یونهای فلزی که در آند به عنوان قسمتی از واکنش اکسیداسیون آزاد شده، ترکیب می شوند و هیدروکسید فلزی نامحلول را می سازند. که نتیجه این فعالیت از دست رفتن فلز و گاهی تشکیل رسوب می باشد.

 

 

مشکلاتی که در اثر خوردگی در برج خنک کننده بوجود می آید معمولاً کاهش انتقال حرارت و شدت جریان آب در اثر گرفتگی قسمتی یا تمام لوله ها، دریچه ها، صافی ها و غیره میباشد. همچنین سایش بیش از حد قطعات متحرک مانند پمپها، ، پروانه ها و غیره از حرکت قسمتهای متحرک تجهیزات جلوگیری می کند. بنابراین، ممکن است عملکرد حرارتی و تبادل انرژی گرمایی کاهش یابد.

 

مهمترین دلایل تشکیل خوردگی در برج خنک کننده  به شرح زیر می باشد:

کل جامدات محلول: آب حاوی جامدات محلول با غلظت زیاد دارای رسانایی بالایی میباشد که پتانسیل قابل توجهی را برای حمله گالوانیکی فراهم میکند. سولفاتها و کلریدهای محلول عملاً خورنده می باشند.

اکسیژن محلول: اکسیژن محلول در آب برای انجام واکنش کاتدی ضروری است.

سرعت آب:  هرچه سرعت آب افزایش یابد اکسیژن براحتی منتقل میشود . خوردگی به میزان بالاتری رخ می دهد. از طرفی اگر سرعت آب کم باشد رسوب ایجاد شده موجب خوردگی موضعی می شود.

قلیائیت و اسیدی: آب های با قلیائیت کم، قابلیت بافر  pHپایینی دارند. بافر- ترکیبی که وقتی به محلول اضافه

شود باعث میگردد که محلول در مقابل تغییر pHحاصل از اضافه شدن  اسید یا باز مقاومت کند.) در نتیجه این نوع آب میتواند گازهای اسیدی هوا را انتخاب کرده و فلز را در خود حل کند و یک لایه محافظ اکسیدی روی سطح فلز ایجاد کند. آبهای با قلیائیت بیشتر تمایل به ایجاد لایه اکسیدی محافظ دارند

رشد و نمو میکروبی: رشد و الودگی میکروبی تشکیل سلولهای خوردگی را بالا میبرد،  همچنین محصولات جانبی بعضی از ارگانیسمها، مانند سولفید هیدروژن و باکتریهای غیرهوازی، خورنده هستند

درجه حرارت: هر 25تا ˚ 30 Fافزایش دما، باعث دو برابر شدن میزان خوردگی میشود. بالای ˚ ،160 Fافزایش دمای اضافی اثر نسبتاً کمی روی میزان خوردگی در سیستم آب خنک کننده دارد.

 

بازدارنده خوردگی:

بهسازی شیمیایی خوردگی می تواند با استفاده از بازدارنده های کاتدی، آندی و ترکیبی انجام پذیردکه این عمل با متوقف کردن واکنش هوا در روی سطوح صورت میگیرد و از خوردگی جلوگیری میکند. در بازدارنده آندی یک لایه محافظ ایجاد می شود تا نقاط خوردگی آندی درون سیستم خنک کننده گردشی را پوشش دهد. بازدارنده کاتدی با ساختن یک لایه محافظ بازدارنده در مکانهای خوردگی کاتدی مؤثر می باشند. بنابراین از واکنش احیاء اکسیژن جلوگیری میکند که از بازدارنده آندی مؤثرتر می باشد و مقدار دوز کمتری مصرف میکند. بازدارنده های خوردگی ترکیبی شامل چند  بازدارنده با پایه های شیمیایی مختلف می باشند که اکثرا فرمولهای خاص و اختصاصی دارند که به دلیل دارا بودن خواص مختلف اندی و کاتدی بازده و کارآیی این بازدارنده ها بیشتر است

 

شرکت پارسیان فراب با توجه به نوع سیستم خنک کننده و نوع رسوب و خوردگی، انواع مختلفی از بازدارنده ها را  با ترکیب  مواد موثر در کنترل رسوب و  خوردگی،  فرموله و تولید می کند که به شرح زیر معرفی می گردد. جهت دریافت اطلاعات فنی بیشتر و انتخاب  مناسب ترین محصول مطابق با شرایط عملیاتی، با ما در ارتباط باشید.

کد محصول شرح محصول محل مصرف
1 Hypotreat 100 بازدارنده رسوب و خوردگی در سیستمهای مدار بسته سیستمهای مدار بسته
2 Hypotreat 110 بازدارنده رسوب و خوردگی سیستمهای مدار بسته
3 Hypotreat 120 بازدارنده رسوب و خوردگی سیستمهای مدار بسته
4 Hypotreat 130 بازدارنده رسوب و خوردگی ویژه آلیاژ مس سیستمهای مدار بسته و باز
5 Hypotreat 140 بازدارنده رسوب و خوردگی سیستمهای مدار بسته
6 Hypotreat 150 بازدارنده رسوب و دیسپرسانت سیستمهای مدار بسته و باز
7 Hypotreat 160 بازدارنده رسوب و دیسپرسانت سیستمهای مدار بسته و باز
8 Hypotreat 170 بازدارنده رسوب و خوردگی ALL Organic سیستمهای مدار باز
9 Hypotreat 180 بازدارنده رسوب و خوردگی سیستمهای مدار باز
11 Hypotreat 195 بازدارنده رسوب و خوردگی سیستمهای مدار بسته