اسیدشویی دیگ بخار چگونه است؟

اسید شویی دیگ های بخار

اسیدشویی دیگ های بخار یکی از اقدامات اساسی برای نگهداری از دیگ بخار می باشد. در این مطلب آموزش اسیدشویی دیگ بخار یا همان شستشوی بویلر ارائه خواهد شد.

برای درک بهتر لازم است ابتدا ببینیم دلیل لزوم اسیدشویی دیگ بخار چیست؟

بویلر بخار عمدتا از جنس فولادهای کربنی ساخته می شوند که سطح داخلی این فلزات که با آب در تماس است می بایست بدون رسوبات ناخواسته باشد.

رسوبات دارای هدایت حرارتی پایین تری نسبت به فلزات هستند که باعث بالا رفتن دمای فلز در سمت دیواره احتراق می گردد. بنابراین سوخت بیشتری برای تولید بخار نیاز می شود. (ضریب انتقال حرارت کاهش می یابد.)

بخار در دمای بالا با یون آهن واکنش داده و تشکیل یک لایه یکنواخت از اکسید آهن fe3o4 که به مگنتیت معروف است را می دهد.

در یک اتمسفر کاهنده در دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتی گراد آب به عنوان یک ماده اکسید کننده عمل کرده و واکنش الکتروشیمیایی شکل گرفته و باعث تشکیل لایه ای از مگنتیت می گردد.

لایه مگنتیت ایجاد شده تیره رنگ، نازک و به شدت چسبنده می باشد که به عنوان لایه پسیو در سطح فولاد از ادامه خوردگی سطح جلوگیری می نماید.

تشکیل این لایه مگنتیت در دیگ بخار یک مزیت محسوب می شود که در شرایط ایده آل سطوح سمت دیواره آبی این فلزات با این فیلم نازک پوشش داده می شوند.

 

گرچه با گذشت زمان لایه مگنتیت رشد کرده و متخلخل و یا حتی شکسته و جدا می گردد. پس به صورت موضعی این لایه رسوب به شدت ضخیم می شود. بعلاوه تاثیر منفی بر روی انتقال حرارت گذاشته و همچنین غیر یکنواختی ضخامت رسوب باعث چسبیدن دیگر رسوبات نمکی ناخواسته مانند کربنات کلسیم می شود.

زمانی که راندمان بویلر بسیار کم می شود و یا انسداد و یا سوراخ شدن در لوله ها اتفاق می افتد، معمولا تصمیم به تمیزکاری بویلر می نمایند.

این کار معمولا با بریدن چند لوله از قسمت هایی که انتظار بیشتری در تجمع رسوب در آن مناطق وجود دارد صورت می پذیرد.

پس از بررسی های گسترده متالورژیکی نمونه لوله به همراه رسوب مربوطه جهت تمیزکاری یا اصطلاحا فرایند اسیدشویی دیگ بخار  مورد تست قرار می گیرد.

 

مراحل اسید شویی دیگ بخار

جهت انجام پروسه مناسب در جهت اسیدشویی دانستن میزان رسوبات در واحد سطح از مقدمات فرایند می باشد. مراحل به صورت زیر انجام می پذیرد:

  •  چربی گیری
  •  اسیدشویی با مخلوطی از اسید HF و hcl
  •  پسیو کردن با استفاده از سیترات آمونیوم و یک معرف اکسید کننده

در طول پروسه اسیدشویی دیگ های بخار که با چرخش اسیدکلریدریک و فلوریدریک گرم صورت می گیرد، لایه مگنتیت با اسید واکنش می دهد.

بنابراین غلظت آهن در محلول شوینده افزایش خواهد یافت، چرا که مگنتیت را در خود حل می کند. برای محافظت از فولاد لخت شده در مقابل اثر اسید، یک محافظت کننده اسیدی به آن اضافه می شود.

این محافظت کننده اسیدی نرخ خوردگی را تا mpy50 کاهش می دهد. مقدار آهن موجود در محلول شوینده در حقیقت پارامتری از نتیجه اسیدشویی و اینکه اسیدشویی به چه شکل انجام شده می باشد.

 

اقدامات لازم بعد از اسیدشویی دیگ بخار

هنگامی که مقدار آهن در محلول ثابت ماند تمام مگنتیت حل شده و مرحله اسیدشویی پایان یافته است. بعد از مرحله اسیدشویی سطح فولاد واکنش پذیر و مرطوب خواهد بود و اکسیژن باعث تشکیل اکسید خواهد شد.

در حقیقت آخرین مرحله از تمیزکاری بویلر زدودن این زنگ آهن و ایجاد یک لایه فیلم اکسید آهن پسیو می باشد. برای زدودن این زنگ آهن در ابتدا از یک محلول اسید سیتریک استفاده می شود، سپس اسید سیتریک با آمونیاک خنثی شده و تشکیل سیترات آمونیاک با یک PH قلیایی می شود.

معمولا آهن حل شده به شکل هیدروکسید رسوب خواهد کرد. اما به دلیل تمایل شدید سیترات آمونیوم به تشکیل کمپلکس، آهن به صورت محلول باقی می ماند.

یک معرف اکسیژن زای قوی به سیترات آمونیوم برای فعال سازی یون های فرو برای اکسید شدن و بنابراین تبدیل آهن فلزی به حالت فریک یکنواخت اضافه می شود.

این عمل باعث پدیدار شدن یک لایه نازک، پسیو و چسبنده اکسید آهن fe2o3 می شود.

 

حلال مناسب در اسیدشویی دیگ بخار

اسیدشویی دیگ بخار  (Chemical Cleaning Of Boilers) – با عنایت به اینکه وجود ناخالصی های متعدد در آب سبب بروز اشکال و ایجاد رسوب در دیگ بخار می گردد لذا مقوله اسید شویی یا شستشوی دیگ بخار با مواد شیمیایی همیشه از اهمیت زیادی برخوردار می باشد.

لذا در این مطلب سعی شده است در مبحث اسیدشویی دیگ بخار  و معرفی حلال های مناسب اسیدشویی دیگ بخار مباحثی مفید برای علاقه مندان ارائه گردد:

خلاصه مقاله اسیدشویی دیگ بخار (برای مشاهده متن کامل مقاله به پایین صفحه مراجعه کنید)

 

اسید شویی دیگ و بویلر بخار

برای انجام عمل اسید شویی بویلر و دیگ بخار نیاز به مواد زیر داریم:

۱- کربنات سدیم

۲- فسفات تری سدیک

۳- دترژان بدون کف

۴- نیترات سدیم

۵- اسید کلرئیدریک

۶- ماده خیساننده

۷- آمونیم بی فلوراید

۸- باز دارنده اسید

 

برای کنترل عملیات اسیدشویی و برای جلوگیری از خوردگی بیش از حد در بویلر و دیگ بخار ، نیاز به آزمایش ترکیبات اسید خواهیم داشت که لازم است مسلط به این آزمایشات باشیم چرا که عمل اسید شویی صد در صد در سیستم سبب ایجاد خوردگی خواهد شد.

اسید پایه که در دیسکلر استفاده شده است اسید کلرئیدریک می باشد هر چند که به این اسید مواد بازدارنده اضافه می گردد ولی مایع دیسکلر تحت شرایط آزمایشگاهی کنترل شده حدود ( ۲۰ )ppm خوردگی ایجاد می کند.

زمانی که اسید شویی یک بویلر انجام می گردد خوردگی فلزات داخلی بویلر و  دیگ فراتر از این مقدار خواهد شد.

بنابراین ما اسید شویی بدون خوردگی نخواهیم داشت و بهتر است که آب دیگ بخار را به درستی طبق شرایط استاندارد نگهداری کنیم تا نیاز به اسید شویی نداشته باشیم.

جهت اسید شویی دیگ بخار بهتر است که دیسکلر از شرکت های معتبر تهیه شود و حتما در گالن های پلمب شده باشد. در موقع خرید درصد اسید و ترکیبات آنرا درخواست نمایید.

حتماً زمان تولید و شرایطی نگهداری شده را بپرسید. چرا که اگر در شرایط مطلوب نگهداری نشده باشد، ترکیبات شیمیایی دیسکلر خاصیت خود را از دست خواهند داد.

همچنین نیاز است که بعد از اینکه اسید را به محل کار منتقل کردید دوباره اسید را آزمایش کنید.

 

حلال های متداول‌ جهت اسیدشویی دیگ بخار

  • اسیدکلریدریک‌
  • اتیلن‌ دی آمین ‌تترا استیک‌ اسید (EDTA)
  • اسید سیتریک‌، اسید هیدروکسی ‌استیک‌
  • اسید فرمیک ‌(به‌ همراه‌ تیواوره‌)
  • برومات‌ آمونیوم‌ و پرسولفات‌ آمونیوم‌ که‌ به‌ عنوان‌ ماده‌ کمکی‌ شست‌ و شو دهنده‌ مس‌ است‌.

البته ‌HCl و EDTA از معمول ‌ترین‌ حلال ها به‌شمار می‌روند و از این‌ رو توضیح‌ مفصل‌تری در مورد آنها ارایه‌ خواهد شد.

 

اسید کلریدریک (HCl)

اسید کلریدریک ‌سالهاست‌ که‌ حلال‌ عمده‌ برای ‌شستشو شیمیایی دیگ بخار، اسید کلریدریک‌ است‌. روش‌ متداول‌ برایی استفاده‌ از این‌ ماده ‌آن‌ است‌ که‌ دیگ بخار با محلول ‌۵ تا ۱۰ درصد آن‌ که‌ دارای دمای حدود ۱۵۰ تا ۱۶۰ درجه‌ فارنهایت‌ است‌، پر شود.

از معایب‌ عمده‌ استفاده‌ از این‌ اسید جهت اسیدشویی دیگ بخار نیاز به‌ سیستم‌ موقت‌ چرخش‌ محلول‌ است‌. از این‌ اسید در حالت‌ ساکن‌ نمی توان‌ استفاده‌ کرد.

همچنین‌ حباب های نیتروژن‌ نیز می تواند سبب‌ اختلاط شود. به‌ دلیل‌ وجود خوردگی، تزریق‌ یک‌ بازدارنده‌ خوردگی توام‌ با اسید، ضروری ‌است.

همچنین‌ از آنجا که‌ این‌ ماده‌ شیمیایی، بسیار قوی است‌، زمان‌ و تعداد مراحل‌ شستشو باید به‌ چندین‌ ساعت‌ محدود شود. رسوبات‌ معمولا طی چند ساعت‌ از بین‌ می روند.

رسوب زدایی دیگ بخارحلال (EDTA)

هم‌ اکنون‌ تعداد زیادی از شستشو‌ شیمیایی توسط حلال (EDTA) انجام‌ می شود. (EDTA) جزو ترکیباتی از گروه‌ کیلانت‌ ها است‌ که‌ به ‌شدت‌ در تشکیل‌ کمپلکس‌ کاتیون های دو و سه ‌ظرفیتی موثر است‌.

این‌ ارتباط پیوندی از طریق‌ نیتروژن‌ و نیمی از اتم های اکسیژن‌ موجود در ملکول EDTA ایجاد می شود و ساختمان‌ یون ها به ‌صورت‌ یک‌ قفس‌ است‌.

در اغلب‌ روش ها، عمدتا از تترا آمونیوم (EDTA) استفاده‌ می کنند که‌ در این‌ ماده‌ دو اتم‌ از چهار اتم‌ هیدروژن‌ موجود، در آخر ملکول ‌(EDTA) با یون های آمونیوم ‌(NH4+) جایگزین‌ شده‌اند.

 

حلال اسیدسیتریک‌

اسیدسیتریک‌ نیز مانند (EDTA) سبب‌ اتصال‌ یون های آهن‌ و مس‌ می شود. فرآیند شستشو با اسیدسیتریک‌ شبیه‌ فرآیند (EDTA) است‌.

دو نوع‌ از این‌ حلال‌ به‌صورت‌ مونوآمونیومی و دی آمونیومی مورد استفاده‌ قرار می گیرد. در اولی pH محلول‌ حدود ۵/۳ تا ۴ و دمای بهینه‌ در محدوده ۱۸۰ تا ۲۰۰ درجه‌ فارنهایت‌ است‌.

حلال‌ دی آمونیوم‌ سیتریک‌ اسید دارای pH بالاتری (در حدود ۵ تا ۶) بوده‌ و تاثیرگذاری کمتری بر روی رسوبات‌ دارد. از این‌ رو دمای بالاتر (۲۴۰ تا ۲۷۵ درجه‌ فارنهایت‌) برای عملکرد بهینه‌ مورد نیاز است‌.

اسید سیتریک‌ به‌قدرت (EDTA) نیست‌. این‌ ماده‌ در برخی موارد برای شستشو‌ اسیدی ‌توصیه‌ می شود و بیشتر در بویلرهای بخار که‌ محدودیت‌ خوردگی آلیاژ توسط سایر اسیدها وجود داشته‌ باشد از آن‌ استفاده ‌می شود. استفاده‌ از این‌ ماده‌ برای شستشو‌ اولیه‌ بویلرهای بخار بازیافت‌ حرارت‌ از کاربردهای این‌ حلال‌ است‌.

 

برای مشاهده متن کامل مقاله فایل پی دی اف را دریافت کنید.

پی دی اف

برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالات مربوطه را مطالعه فرمایید:

حذف ناخالصی های گازی آب-گاز زدایی آب دیگ بخار(بخش اول)

رسوب زدایی دیگ بخار یا شست و شوی شیمیایی بویلرها – تمیز کردن یا تمیز نکردن

نکات مهم در تمیزکاری و خاموش کردن دیگ بخار

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *