انتخاب حلال برای شستشوی شیمیایی بویلر

در لوله‌های‌ دیگ‌ بخار و تشدید خوردگی‌ روی‌ سطوح‌ فلزاتی‌ که‌ انواع ‌راکتور و مخازن‌ از آنها ساخته‌ شده‌ غالبا در صنایع‌، مشکلات‌ عمده‌ای‌ را به‌ وجود می‌آورد. از آن‌جا که‌ انتخاب‌ حلال‌ تا حدی‌ تجربی‌ است‌، به‌ تستهای‌ آزمایشگاهی‌ نیاز است‌ تا کارایی‌ آن‌ را بر روی‌ نمونه‌های‌ مربوط تعیین‌ کرده‌ و موثرترین‌ دما را مشخص‌ کند. با این‌که‌ امروزه‌ حلالهای‌ متنوعی‌ برای‌ شستشو‌ بویلرها در بازار وجود دارد ولی‌ هنوز کارشناسان‌حلالهایی‌ را بکار می‌گیرند که‌ از قبل‌ استفاده‌ می‌کرده‌اند. در برنامه‌های‌ شست‌ وشوی‌ بویلر، از هر حلالی‌ می‌توان‌ استفاده‌ کرد ولی‌ غالبا یکی‌ از آنها نتایج‌ بهتری‌ را به‌دست‌ خواهدداد، که‌ این‌ موضوع‌ به‌ نوع‌ بویلر، ساختمان‌ شیمیایی‌ رسوبات‌، ایمنی‌ و مسائل‌ زیست‌ محیطی ‌و برخی‌ عوامل‌ دیگر بستگی‌ دارد. فرآیند شستشو‌ شیمیایی‌ با اسیدها و دیگر حلالها، یکی‌ از روشهای‌ اصلی‌ شست ‌وشو و تمیزکاری‌ است‌ ولی‌ هنوز موارد زیادی‌ از تمیزکاری‌، با استفاده‌ از روشهای‌ مکانیکی‌ یا روشهای‌ جت‌زنی‌ با آب‌ فشار قوی‌ انجام‌ می‌شود. درروشهای‌ مکانیکی‌ از ضربه‌ زدن‌، ارتعاش‌ و سندبلاست‌ استفاده‌ می‌شود تا رسوبات‌، زدوده‌شوند. در روش‌ جت‌زنی‌ با آب‌ فشار قوی‌ نیز، آب‌ با فشاری‌ معادل ‌ 10000psiبه‌ رسوبات‌ برخورد کرده‌ و سطح‌ لوله‌ها را تمیز می‌کند. در این‌ نوشتار سعی‌ شده‌ جزییات‌ مهم‌ مربوط به‌ معمولترین‌ و موثرترین‌ حلالهای‌ شست ‌وشو و تاثیر طراحی‌ بویلر و ساختمان‌ شیمیایی‌رسوبات‌ در انتخاب‌ حلال‌، بررسی‌ و تشریح‌ شود.
شیمی‌ رسوبات‌ سمت‌ آب‌ بویلر در خلال‌ بهره‌برداری‌ عادی‌ از بویلر، روی‌ سطح‌ کربن‌ استیل‌ لوله‌های‌ داخل‌ بویلر، یک‌ لایه‌ نازک ‌ Fe304 تشکیل‌ می‌شود که‌ از خوردگی‌ بیشتر سطوح‌ جلوگیری‌ می‌کند.
به‌ طور مشابه‌ در مبدلهای‌ حرارتی‌ از جنس‌ مس‌ نیز یک‌ لایه ‌ Cu2O تشکیل‌ شده‌ و لوله‌ها را از خوردگی‌ محافظت‌ می‌کند. این‌لایه‌ها به‌ مرور زمان‌، کلفت ‌تر می‌شوند. خوردگی‌ تدریجی‌ درسیستمهای‌ آب‌ تغذیه‌، سبب‌ تولید یونهای ‌فلزی‌ محلول‌ و ذرات‌ می‌شود که‌ با ورود به ‌بویلر در دمای‌ بالا رسوب‌ می‌کنند. حتی‌ بهترین‌ برنامه‌های‌ تصفیه‌ آب‌ نیز قادر نخواهند بود جلوی‌ این‌ پدیده‌ را بگیرند. این‌ رسوبات‌ سرانجام‌ سبب‌ مسائلی‌ از قبیل‌خوردگی‌ زیر رسوبی‌ و محدودیت‌ در انتقال ‌حرارت‌ می‌شوند. در اغلب‌ بویلرها، حتی‌ بویلرهای‌ دارای‌ برنامه‌های‌ پایش‌ منظم ‌نیز اکسید آهن‌، مس‌ و اکسیدهای‌ مس‌ و مقادیر کمی‌ از فلزات‌ آلیاژی‌ (نیکل‌، کروم‌ وروی‌) در رسوبات‌ دیده‌ می‌شود.
نشتی‌ لوله‌های‌ کندانسور و دیگر خرابیها می‌تواند سبب‌ افزایش‌ تشکیل‌ رسوبات‌ شود. آلودگیهای‌ اصلی،‌ شامل‌ نمکهای‌حاصل‌ از سختی‌ و سیلیس‌ آب‌ است‌ که ‌حلالیت‌ اغلب‌ این‌ مواد با افزایش‌ دما کاهش‌ می‌یابد. این‌ رسوبات‌ بسیار مضر بوده‌ و سبب‌ بالا رفتن‌ دمای‌ مجاز و خوردگی‌ بیشترمی‌شود. به‌ عنوان‌ نمونه‌ در یک‌ مورد نشتی‌ کندانسور، تشکیل‌ رسوبات‌ و خوردگی‌ زیر رسوبی،‌ سبب‌ وارد شدن‌ خسارتهای‌ چند میلیون‌ دلاری‌ به‌ لوله‌ها شد. در مورد دیگر نیز نشتی‌ در کندانسورهای‌ بزرگ‌ سبب ‌کاهش  pH از 2/9 به ‌8/5 در کمتر از یک‌ ساعت‌ و تبدیل‌ کلرید منیزیم‌ به‌ هیدرواکسیدمنیزیم‌ شد و کارکنان‌ واحد به‌ صورت‌ مقطعی‌ کندانسور را از خط خارج‌ و آلودگی‌ را تخلیه‌ کرده‌ و در اسرع‌ وقت‌ شستشو‌ شیمیایی‌ بویلر را انجام‌ دادند. از دیگرعاملهای‌ بسیار مهم‌ در انتخاب‌ حلال‌ و فرآیند شستشو، نوع‌ لایه‌های‌ رسوب‌گذاری‌ شده‌ است،‌ که‌ متداولترین‌ آنها رسوبات‌ اکسید آهن‌ و مس‌ است‌. خرابی های‌ گاه ‌به‌گاه‌ در سیستم‌ شیمیایی‌ آب‌ ورودی‌، سبب‌ خوردگی‌ آلیاژهای‌ مس‌ در کندانسور و لوله ‌های‌ مبدلهای‌ حرارتی‌ شده‌ و باعث‌ انتقال‌ محصولات‌ خوردگی‌ به‌ بویلر می‌شود. بازگشت‌ به‌ وضعیت‌ عادی‌ سبب‌کاهش‌ خوردگی‌ مس‌ و توقف‌ پدیده‌ رسوب‌گذاری‌ می‌شود، ولی‌ حتما در این‌ حال‌ نیز مشکلات‌ دیگر به‌ قوت‌ خود باقی‌ است‌.
زمان‌ شستشو‌ی شیمیایی:‌
عوامل‌ موثر بر زمان‌ شستشو‌ شیمیایی‌ بویلر شامل‌ تعدد راه ‌اندازی‌ و توقف‌ واحد، تعداد نشتی ‌ها و شدت‌ آن‌ در لوله ‌های‌ کندانسور، شدت‌ نفوذ هوا در آب‌ سیکل‌ و زمان‌ گذشته‌ از آخرین‌ شست ‌وشو است‌. مصرف‌ زیاد آب‌ بویلر، ورود محصولات ‌خوردگی‌ به‌ بویلر را افزایش‌ می‌دهد. این ‌موضوع‌ در واحدهایی‌ که‌ تعداد دوره‌ نشتی ‌کندانسور زیاد است‌، از بزرگترین‌ مکانیزم های‌ رسوب‌ گذاری‌ به‌شمار می‌رود. عواملی‌ که‌ سبب‌ افزایش‌ خوردگی‌ و تشکیل ‌محصولات‌ خوردگی‌ در سیکل‌ می‌شوند شامل‌ نفوذ هوا از نشتی‌ها، تنش‌های ‌حرارتی‌ و مکانیکی‌ ناشی‌ از گرم‌ و سردشدن‌ و تغییرات‌ ایجاد شده‌ در ترکیب‌ شیمیایی‌ آب‌ ورودی‌ و آب‌ بویلر است‌. در برخی‌ واحدها، اطلاعات‌ مربوط به‌ زمانهای ‌راه‌اندازی‌، توقف‌، نشتی‌ کندانسور و دیگر مسائل‌، ثبت‌ می‌شود، تا از آنها برای ‌تعیین ‌زمان‌ شست ‌وشو استفاده‌ شود. موسسه‌تحقیقات‌ برق (EPRI) راهنمایی‌ هایی‌ را برای‌ سازمانهای‌ عضو به‌ منظور برنامه‌ ریزی‌ و محاسبه‌ این‌ زمان‌ ارایه‌ کرده‌ است‌. هوای ‌ورودی‌ ناشی‌ از نشت‌ کندانسور در مدت‌بهره‌برداری‌ عادی‌ سبب‌ افزایش‌ خوردگی‌ و بالا رفتن‌ یون‌ آهن‌ و مس‌ در آب‌ تغذیه ‌می‌شود. یک‌ برنامه‌ پایش‌ خوب‌، کمکی‌ به ‌کارکنان‌ در شناسایی‌ میزان‌ نشتی‌ اضافی‌ هوا خواهد بود. بهترین‌ و دقیق ‌ترین‌ راه‌ برای‌ پایش‌ لوله ‌های‌ بویلر، گرفتن‌ نمونه‌ هایی‌ ازلوله‌های‌ بویلر در تعمیرات‌ اساسی‌ و تجزیه ‌و تحلیل‌ آن‌ است‌. به‌دلیل‌ اینکه‌ عموما دمانسبت‌ به‌ دیگر عوامل‌، تاثیر بیشتری‌ بر رسوبات‌ دارد، نمونه‌گیری‌ باید از بخشها و سطوح‌ با بیشترین‌ دما انجام‌ شود. دانسیته‌ رسوبات‌، یکی‌ از معیارهای ‌اولیه‌ در تعیین‌ زمان‌ مناسب‌ برای ‌شستشوی‌ شیمیایی‌ بویلر است‌.
بویلرهای‌ با فشار بالا قادر به‌ تحمل‌ رسوبات‌ کمتری‌ نسبت‌ به‌ بویلرهای‌ با فشار پایین‌ است‌. دبی‌ زیاد حرارتی‌ و دمای‌ بالا در بویلرهای‌ با فشار بالا سبب‌ تجاوز از دمای‌ مجاز و تشدید مکانیزم‌ خوردگی‌ زیر رسوبی‌ می‌شود. با انجام‌ یک‌ سری‌ آنالیز بر روی ‌رسوبات‌ می‌توان‌ پی‌ به‌ محتویات‌ رسوبات ‌و محل‌ تشکیل‌ آنها برد. که‌ این‌ خود می‌تواند در انتخاب‌ حلال‌ شستشوی‌ شیمیایی‌، موثر باشد.
به‌عنوان‌ مثال‌: اگر محتوای‌ رسوبات‌ لوله‌ها اغلب‌ اکسید آهن‌ به‌ همراه‌ مقدار کمی‌ مس‌ باشد، می‌توان‌ در یک‌ فرآیند تک‌ مرحله‌ای‌، آهن‌ و مس‌ را حذف‌ کرد. اما اگر آلودگی‌ مس‌ به‌ اندازه‌ای‌ باشد که‌ غلظت ‌آن‌ در حلال‌ شست ‌وشو از 3/0 درصد تجاوزکند، حداقل‌ به‌ دو مرحله‌ شست ‌وشو نیازاست‌. هنگامی‌ که‌ غلظت‌ بالایی‌ از مس‌ درمیان‌ باشد، گاه‌ یک‌ مرحله‌ مقدماتی‌ برای ‌حذف‌ مس‌ و یک‌ مرحله‌ حذف‌ آهن‌ و یک‌ مرحله‌ نهایی‌ حذف‌ مس‌ نیاز است‌. از دیگر مزایای‌ نمونه‌ برداری‌ از لوله ‌ها، آن‌ است‌ که ‌به‌ پیمانکار این‌ اجازه‌ را می‌دهد که‌ در مورد استفاده‌ از یک‌ یا ترکیبی‌ از حلالها تصمیم‌گیری‌ کند.

منبع: صنایع مهندسی بخار

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

دوست دارید به بحث ملحق شوید؟
Feel free to contribute!

پاسخ دهید

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