رسوب های تشکیل شده از آب

یکی از مشکلات مهم در صنایع، رسوب‌های تشکیل شده از آب است. اما چرا اصولاً در یک سیستم رسوب ایجاد می‌شود؟ پاسخ به این سؤال مشکل است. در عمل علل مختلفی می‌تواند باعث ایجاد رسوب گردد که روابط بین علل بسیار پیچیده است. رسوب‌گذاری یک فرایند چندمرحله‌ای است که مسبب آن نمک‌های محلول درون آب می‌باشد.

مکانیسم رسوب گذاری

رسوب‌گذاری به دلایل مختلفی صورت می‌گیرد. رابطه بین علل مختلف رسوب‌گذاری بسیار پیچیده است و از نظر علمی کاملاً روشن نمی‌باشد. ولی می‌توان قوانین کلی را از روی مشاهدات تجربی به این پدیده نسبت داد. شکل زیر یک تصویر کلی از ایجاد رسوب را نشان می‌دهد.

فرایند ایجاد رسوب

فرایند ایجاد رسوب

مواد معلق موجود در آب پس از ته‌نشینی بر روی سطوح جامد و سپس سوخته شدن احتمالاً به دلیل دمای بالای سطح، حالت رسوبی شکل به خود می‌گیرند. اما در حالت کلی آب شامل مواد معدنی محلول است. این مواد در حالت فوق اشباع ایجاد نخستین هسته‌های کریستالی را نموده و با ایجاد این هسته‌ها رشد کریستال‌ها آغاز می‌شود.

رشد کریستال‌ها در نهایت باعث ایجاد رسوب بر روی سطوح در تماس با آب می‌شود. هر تلاشی برای جلوگیری از رسوب‌گذاری بدون شناخت کیفی و در صورت امکان کمی عوامل مؤثر در آن امکان‌پذیر نیست. همه اجزا تشکیل‌دهنده رسوب از آن گروه نمک‌هایی هستند که حلالیت آن‌ها تابع دماست.

اجزا تشکیل‌دهنده ناخالصی‌های آب (مانند کربنات کلسیم، سولفات کلسیم، سولفات باریوم، سیلیکا و غیره) در اثر عوامل مختلفی می‌توانند ته‌نشین شوند. این عوامل می‌تواند افت فشار، تغییر دما، تغییر جریان، تغییر pH و … باشد. اما برای آنکه املاح آب ته‌نشین شوند سه شرط لازم

است:

فوق اشباع بودن

فوق اشباع بودن محلول عامل درجه اول در رسوب‌گذاری است. یک محلول به دلایل مختلف می‌تواند فوق اشباع شود مثل تغییرات دما، pH، تبخیر، تغلیظ و اضافه‌شدن مودی که می‌توانند نقش هسته اولیه را بازی کنند.

پدیده فوق اشباع می‌تواند یک پدیده کاملاً موضعی باشد. در مواضعی مثل لایه سیال در مجاورت یک سطح گرم، محل تماس مایع و گاز، در یک شکاف میکروسکوپی و در خلل‌وفرج رسوب‌های قبلی این پدیده می‌تواند اتفاق افتد. البته حالت فوق اشباع می‌تواند برای مدت طولانی، بدون آنکه رسوبی ایجاد شود و یا کریستالی رشد کند، باقی بماند.

زمانی که می‌گذرد تا محلول فوق اشباعی شروع به رسوب‌گذاری کند را زمان تأخیر می‌گویند. زمان تأخیر برای محلول‌های مختلف، متفاوت است. مثلاً وجود منیزیم یک مانع مهم برای رسوب‌کردن کربنات کلسیم آب دریاست. حضور منیزیم باعث تمایل به حفظ درجه بالاتری از فوق اشباع و زمان تأخیر بیشتری می‌شود. جدول زیر نشان می‌دهد که وجود منیزیم چه تأثیری در طولانی‌تر کردن زمان تأخیر دارد.

نوع آب کربنات افزوده شده (m mole/l) زمان هسته گذاری
الف: آب دریا(مصنوعی فاقد منیزیم) 7/34 1 دقیقه
4/58 4/7دقیقه
1/83 13 دقیقه
0/93 20 دقیقه
ب: آب دریا(با آنالیز مشابه الف) 7/35 7-6 دقیقه
4/58 4/5-3 دقیقه
1/83 18/15 دقیقه
0/93 900-940 دقیقه
ج: آب دریا که غلظت منیزیم آن دو برابر غلظت واقعی باشد 4/75 22-53 دقیقه
3/85 22-53 دقیقه

تشکیل هسته های اولیه

هسته‌های اولیه در واقع تسهیل‌کننده راه رسوب‌گذاری در سیستم هستند و عوامل زیادی (چون ذرات غبار، ارتعاش، اصطکاک و …) می‌توانند نقش هسته اولیه را بازی کنند. رسوبات قبلی و نیز محصولات خوردگی خود می‌توانند نقش هسته‌های اولیه را بازی کنند.

زمان تماس

پس از اینکه در یک محلول فوق اشباع عمل هسته‌گذاری اولیه انجام شد، آنگاه باید زمان تماس کافی بین محلول و هسته‌های اولیه وجود داشته باشد تا کریستال‌ها رشد کنند. در واقع هرچه زمان تماس بیشتر باشد شانس ایجاد رسوب چسبنده بیشتر خواهد شد.

چسبندگی رسوب

مشخصات رسوب بستگی به درجه فوق اشباع بودن، نوع ماده رسوب کننده، تعداد هسته اولیه، دما، فشار، هم زدن و شرایط محیط دارد. به‌عنوان‌مثال هم زدن تأثیر مهمی در مشخصات رسوب کربنات کلسیم دارد. در سیستم‌هایی که آب در گردش است مشاهده شده است که کریستال کربنات کلسیم سفت‌وسخت بوده؛ ولی در آب‌های ساکن، کریستال‌های کربنات کلسیم به‌صورت پودر نرم هستند.

به تجربه ثابت شده است که:

  • اگر شدت ایجاد رسوب شدید باشد رسوب‌ها معمولاً متخلخل و نیز غیرچسبنده و نرم خواهند بود.
  • رسوبات باگذشت زمان معمولاً سخت‌تر و چسبنده‌تر خواهند شد.
  • ناهمواری سطح، چه طبیعی باشد و چه به علت خوردگی، باعث افزایش چسبندگی رسوب می‌شود.
  • در محل تماس گاز – مایع – جامد همانند آنچه که در محل تماس هوا، آب، دیواره ظرف در بویلرها و تانک‌های ذخیره دیده می‌شود، رسوبات چسبنده‌تری نسبت به نقاط دیگر ایجاد می‌شود.
  • چسبندگی رسوب معمولاً بستگی به نوع ماده رسوب و جنس سطح جامد دارد.

گاهی تولیدکنندگان برخی دستگاه‌ها ادعا می‌کنند که در صورت صاف نگه‌داشتن سطوح، رسوبی ایجاد نخواهد شد؛ ولی به تجربه ثابت شده است که تحت شرایط مناسب و زمان کافی تقریباً بر روی هر سطحی از جمله سیمان، فولاد، پلاستیک و … رسوب ایجاد خواهد شد.

تأثیر عوامل هیدرودینامیکی بر تشکیل رسوب

سرعت بالای سیال گاهی مزاحم تشکیل رسوب می‌شود؛ اما در برخی موارد هم تشکیل رسوب را تشدید می‌کند. دلیل این امر وجود لایه مرزی است. لایه مرزی در انتقال جرم، مومنتم و حرارت نقش بسزایی دارد و هر سه مورد در رسوب‌گذاری مهم هستند.

رفتار لایه مرزی با رفتار محلول کاملاً متفاوت است. آن قسمت از مواد محلول در آب که تمایل به رسوب‌گذاری دارند معمولاً در نواحی متلاطم زودتر رسوب می‌کنند. در صنایع بسیار دیده شده است که در قسمت مستقیم یک خط لوله هیچ رسوبی ایجاد نشده است؛ ولی در زانویی که در قسمتی از همان خط لوله قرار دارد رسوب‌گذاری شدید انجام شده است.

سایر عوامل مؤثر بر تشکیل رسوب

وجود حباب در ایجاد رسوب مؤثر است. با افزایش دما نمک‌هایی که حلالیت آن‌ها با دما کاهش می‌یابد. داخل حباب به‌صورت فوق اشباع درآمده و پس از ترکیدن حباب این نمک‌ها در فصل مشترک گاز – جامد – مایع رسوب می‌کنند.

از جمله عوامل مهم دیگر در تشکیل رسوب، نقش pH است. این عامل اغلب در رسوب‌گذاری املاحی مثل کربنات کلسیم، هیدروکسید منیزیم و ترکیبات آهن اثر می‌گذارد. افزایش pH معمولاً باعث ترسیب چنین ترکیباتی می‌شود درحالی‌که کاهش آن تمایل به نگهداری این املاح را به‌صورت محلول، افزایش می‌دهد.

پیش‌بینی تشکیل رسوب

پیش‌بینی تشکیل رسوب روش‌های مختلفی دارد. این روش‌ها بر مبنای تعادلات شیمیایی بوده و فقط می‌توانند مشخص کنند چه اتفاقی خواهد افتاد؛ اما دینامیک مسئله را بررسی نمی‌کنند. بدون تردید رسوب‌گذاری آب به علت تأثیر عوامل بسیار زیاد پیچیده‌تر از آن است که بتوان با روش‌های پیش‌بینی پاسخ دقیقی به دست آورد.

به‌عنوان‌مثال رسوب سولفات کلسیم خود چهار شکل دارد. حلالیت هر چهار شکل با افزایش دما کاهش  می‌یابد؛ اما همان‌طور که در شکل زیر پیداست با هم متفاوت است. در پیش‌بینی تشکیل رسوب این تفاوت‌ها باید مدنظر قرار گیرد.

سولفات پوسته شدن

سولفات پوسته شدن

در آب طبیعی همواره مقداری گاز دی‌اکسیدکربن به‌صورت محلول وجود دارد. این گاز نقش عمده‌ای در تشکیل رسوب کربنات کلسیم دارد.

پوسته پوسته شدن کربنات

پوسته پوسته شدن کربنات

اگر در اثر تغییر دما یا فشار جزئی دی‌اکسیدکربن، مقداری از گاز محلول در آب، مایع را ترک کند، در آن صورت به علت کاهش حلالیت گاز تعادل بی‌کربنات و کربنات به‌هم‌خورده و باعث رسوب کربنات کلسیم می‌شود؛ بنابراین تشکیل رسوب در دماهای نه‌چندان زیاد به علت تبدیل سختی بی کربناتی به کربنات کلسیم در اثر حرارت یا افزایش در قلیاییت می‌باشد.

در حالت تعادلی، همه انواع دی‌اکسیدکربن (دی‌اکسیدکربن آزاد، بی‌کربنات، و کربنات) به‌گونه‌ای موازنه هستند که نه باعث خوردگی می‌شوند و نه باعث رسوب‌گذاری. در سال 1936 لانجلیر حلالیت کربنات کلسیم را به چند متغیر مؤثر در انحلال، مربوط کرد.

در این روش با تعریف پارامتری موسوم به اندیس اشباع IS (اندیش لانجلیر یا اندیس رسوب) می‌توان از تمایل به رسوب‌گذاری یا خوردگی آب موردنظر به‌صورت کیفی اطلاع حاصل کرد. اندیس اشباع اختلاف pH واقعی آب با pH آبی است که نه تمایل به خوردگی و نه تمایل به رسوب‌گذاری دارد که به آن pH اشباع می‌گویند.

IS صفر بیانگر این است که pH واقعی برابر pH اشباع است و یک تعادل اشباع برقرار است پس آب تمایلی به رسوب‌گذاری و یا خوردگی ندارد. اما اگر IS مثبت باشد؛ یعنی دما، قلیاییت و مواد جامد محلول، آب به حالت فوق اشباع بوده و از این‌رو آب تمایل به رسوب‌گذاری دارد و اگر IS منفی باشد بدان معناست که هنوز تعادل شیمیایی برقرار نشده است. در این حالت اگر رسوبی در سیستم وجود داشته باشد در آب حل خواهد شد و ممکن است آب فلز را نیز مورد حمله قرار دهد و شرایط خوردگی ایجاد شود.

اما روش لانجلیر فقط برای آب‌های شهری (با TDS کم) و در محدوده pH بین 5/9-5/6 مفید است. در این شرایط pH اشباع را می‌توان باتوجه‌به آنالیز آب (مشخص‌بودن غلظت یون‌های کلسیم و بی‌کربنات) و شکل زیر محاسبه کرد.

حذف رسوب

رسوبات کربنات کلسیم و نیز رسوبات حاصل از اکثر خوردگی‌ها را می‌توان با کلریدریک اسید 15% حل کرده و از محیط خارج کرد. اما استفاده از کلریدریک اسید 15% بدون افزودن ممانعت کننده‌های شیمیایی می‌تواند برای فلز خطرناک باشد. کافی است که کلریدریک اسید تجاری را با نسبت مناسب رقیق کنید و رسوبات را چندین بار با این محلول بشویید.

از تولید کف زیاد در این مرحله نهراسید؛ چراکه این کف‌ها معرف حل‌شدن رسوب کربنات کلسیم و تولید گاز است. همچنین می‌توانید از هگزامین با درصد مناسب به‌عنوان ممانعت کننده شیمیایی برای محلول اسیدی استفاده کنید.

رسوبات سولفات کلسیم به‌آسانی با شستشو توسط اسیدکلریدریک حذف نمی‌شوند. در این حالت حذف رسوب در دو مرحله انجام می‌شود. در مرحله اول رسوبات را با سود یا کربنات سدیم می‌شویید تا سولفات کلسیم به‌صورت کربنات کلسیم و یا هیدروکسید کلسیم درآیند.

سپس در مرحله دوم آن را با اسیدکلریدریک می‌شویید تا کربنات کلسیم یا هیدروکسید کلسیم حل شده و از محیط خارج شوند.

سولفات باریوم را نمی‌توان بااسید کلریدریک حذف کرد؛ بلکه باید توسط روش‌های مکانیکی و با استفاده از برس از محیط خارج گردد.

خوردگی در آب

مکانیسم خوردگی و انواع آن به‌تفصیل در مقالات مربوط به این بحث در و به سایت دکتر کمیکال موردبحث و بررسی قرار گرفته‌اند که می‌توانید با مراجعه به بخش مقالات علمی آن‌ها را مطالعه کنید. اما برای اجتناب از طولانی‌شدن موضوع در این جا فقط چند ویژگی مهم آب که در خوردگی نقش دارند مورد بررسی قرار می‌گیرند.

این ویژگی‌ها عبارت‌اند از:

غلظت اکسیژن محلول در آب، pH، درجه حرارت، سرعت آب، کلر باقی‌مانده و یون کلر.

اکسیژن محلول آب

اکسیژن محلول آب یکی از مهم‌ترین عواملی است که در سرعت خوردگی همه فلزات توسط آب نقش دارد. در دمای معمولی فلزات آهنی در غیاب اکسیژن محلول خیلی کند خورده می‌شوند. اما در حضور اکسیژن به‌ویژه در دماهای بالا، آب به همه فلزات و آلیاژها حمله می‌کند. از این‌رو در صنعت چه به روش مکانیکی و چه شیمیایی (هیدرازین یا سولیفت کلسیم) اکسیژن محلول در آب را به حداقل میزان ممکن کاهش می‌دهند.

pH آب

سرعت خوردگی به pH بستگی زیادی دارد. شکل زیر نتایج تجربی سرعت خوردگی آهن در pHهای مختلف را نشان می‌دهد.

اثر pH بر نرخ خوردگی

اثر pH بر نرخ خوردگی

درجه حرارت آب

تغییر دمای آب می‌تواند روی ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی ناخالصی‌های آب تأثیر بگذارد و نیز ویژگی رسوب و حتی طبیعت فلز را تحت‌تأثیر قرار دهد. توجه داشته باشید که دما روی حلالیت گازها در آب از جمله اکسیژن نیز اثر می‌گذارد.

نتایج آزمایش سرعت نسبی خوردگی بر حسب دما برای آهنی که 8 ساعت در تماس با آب بوده دیده می‌شود. همان‌طور که مشاهده می‌کنید سرعت خوردگی برای هر افزایش در دما حدود 75% افزایش می‌یابد.

اثر دما بر نرخ خوردگی

اثر دما بر نرخ خوردگی

سرعت آب

اثر سرعت آب بر روی خوردگی بسیار پیچیده بوده و به بعضی از خواص محلول و فلز بستگی دارد. در بحث خوردگی دو مکانیسم مهم مطرح می‌شود یکی مکانیسم واکنش شیمیایی و دیگری مکانیسم انتقال جرم.

سرعت خوردگی بستگی به آن دارد که کدامیک از این دو مکانیسم کنترل‌کننده سرعت خوردگی است. در مواردی که مکانیسم انتقال جرم کنترل‌کننده خوردگی است، سرعت آب تأثیر مستقیمی بر سرعت خوردگی دارد.

سرعت نسبتاً زیاد مایع چون باعث بهتر پخش‌شدن ماده ضد خوردگی می‌شود برای سیستم‌هایی که از ضدخوردگی استفاده می‌کند مطلوب است. اما اگر سرعت مایع خیلی زیاد شود علاوه برخوردگی شیمیایی فرسایش هم اتفاق می‌افتد و در نتیجه سرعت خوردگی به‌شدت افزایش می‌یابد.

کلر باقی‌ مانده

گاز کلر محلول در آب یک عامل اکسیدکننده حتی قوی‌تر از اکسیژن است؛ ازاین‌رو مشکلاتی بیشتر از اکسیژن محلول در آب را باعث می‌شود.

یون کلر

در بحث‌های خوردگی معمول است آنیون‌ها را به دودسته اصلی تقسیم می‌کنند: آنیون‌هایی که مهاجم هستند و باعث تشدید خوردگی می‌شوند و آنیون‌هایی که باعث کندشدن خوردگی می‌شوند. دلایلی وجود دارد که نشان می‌دهد یون کلر مهم‌ترین آنیون مهاجم در آب است.

خوردگی بیولوژیکی

مهم‌ترین باکتری‌های فعال در خوردگی عبارت‌اند از باکتری‌های کاهنده سولفات، باکتری مولد متان، باکتری احیاکننده نیترات، باکتری گوگرد و باکتری آهن است. از میان این باکتری‌ها، احیاکننده سولفات و باکتری آهن دردسرآفرین‌تر هستند.

شواهد تجربی وجود دارد که نشان می‌دهد در بعضی از سیستم‌ها، خوردگی بیولوژیکی مهم‌تر از خوردگی الکتروشیمیایی است. به همین دلیل گاهی مشاهده می‌شود با کلرزنی سرعت خوردگی کاهش می‌یابد هرچند که خود کلر باعث خوردگی می‌شود. چراکه کلر باعث ازبین‌رفتن باکتری‌ها می‌شود.

مواد شیمیایی برج خنک کننده

مواد شیمیایی برج خنک کننده (آب سیر کوله) برای کنترل رسوب، خوردگی، فرسایش و کنترل بیولوژیکی در برج‌های خنک‌کننده، واحدهای انتقال حرارت و لوله‌های تأسیساتی بکار می‌روند. این پدیده توسط مواد حل شده و جامدات سوسپانس و محیط‌هایی که باعث رشد میکروارگانیسم‌ها در آب سیر کوله می‌شوند، ایجاد می‌شود.

برج خنک کننده معمولی

برج خنک کننده معمولی

مطلب مکمل: ضد خوردگی برج خنک کننده

مشکلات برج خنک‌ کننده

  • قلیایی‌شدن؛ بر رسوب کربنات کلسیم اثرگذار است.
  • کلرید؛ می‌تواند باعث خوردگی فلزات شود؛ سطوح مختلف آن بر اساس مواد بکار رفته در برج خنک‌کننده و تجهیزات تغییر می‌کند.
  • سیلیس؛ به‌عنوان ایجادکننده رسوب شناخته شده است.
  • سولفات‌ها؛ مانند کلرید، می‌توانند برای فلزات بسیار خورنده باشند.
  • آهن؛ هنگامی که با فسفات ترکیب می‌شود، می‌تواند تجهیزات را خراب کند.
  • کل جامدات معلق؛ آلاینده‌های غیر محلول که می‌توانند باعث پوسته‌پوسته شدن، بازوفیلم ها و یا خوردگی شوند.

مشکلات کیفی آب و راهکارهای شیمیایی

مواد شیمیایی اضافه شونده به سیستم مشکلات
کرومات، زینک، مولیبدات، سیلیکات، پلی فسفات، آزول آروماتیک، کربوکسیلات خوردگی
پلی فسفات‌ها، پلی استر، فسفات‌ها، پلی آکریلات‌ها رسوب
پلی استر، پلی فسفات، پلی آکریلات‌ها، بایوسایدهای غیر اکسید کننده فولینگ
کلر، برم، بایوسایدهای غیر اکسید کننده رشد بیولوژیکی

رسوب در برج خنک‌ کننده

رسوب و کاهش سطوح تبادل گرما، کارایی انتقال حرارت را به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و موجب افزایش شدید هزینه‌های انتقال انرژی می‌شود.

رسوب در لوله‌های مبدل حرارتی، در ورودی و خروجی پمپ‌های حذف‌کننده منجر به مسدودشدن، افت فشار بالاتر و تغییر ویژگی‌های جریان سیالات می‌شود. این می‌تواند منجر به خاموش‌شدن مکرر و افزایش تولید آلودگی‌های سیستم، و افزایش هزینه‌های نگهداری و عملیاتی شود.

احتراق آب در برج خنک‌کننده یک محیط بسیار خورنده برای اجزای برج و تجهیزات مربوطه در تماس با آب را ایجاد می‌کند. خوردگی بیش از حد باعث تعمیر و نگهداری اضافی و زودهنگام می‌شود.

این مشکلات عملیاتی را نمی‌توان کنترل کرد، مگر اینکه از مواد شیمیایی ضد خوردگی، مواد ضد رسوب، پراکنده ساز، سورفکتانت‌ها، بایوسیدها و مواد شیمیایی کنترل pH به آب‌های در چرخش اضافه شود.

مشکلات رسوبات معمولاً به دودسته – رسوب و ته‌مانده‌ها تقسیم می‌شود. هر دو نوع رسوب در انتقال گرما در مبدل‌های گرما دخالت دارند و از این طریق راندمان آنها را کاهش می‌دهند.

علل ایجاد رسوب

رسوب در سطوح انتقال حرارت و در خطوط جریان ماده به طور معمول، محلول در آب است. ازآنجاکه آب در یک برج خنک‌کننده تبخیر می‌شود، غلظت مواد جامد محلول بیشتر می‌شود تا اینکه حلالیت یک نمک کم شود.

هنگامی که این اتفاق در سیستم آب خنک‌کننده تصفیه نشده رخ دهد، نمک روی هر سطحی که در تماس با آب است، بخصوص در سطوح انتقال حرارت متبلور می‌شود.

متداول‌ترین مواد رسوب‌گذاری شده عبارت‌اند از: کلسیم فسفات، کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و سیلیس که لزوماً به‌این‌ترتیب نیست. رسوب سیلیکات منیزیم نیز در شرایط خاصی امکان‌پذیر است.

بیشتر نمک‌ها، از جمله سیلیس، در آب گرم نسبت به سرما محلول هستند. بااین‌حال، بیشتر نمک‌های کلسیم، از جمله کلسیم فسفات، کلسیم سولفات و کربنات کلسیم، در آب سرد نسبت به آب گرم محلول هستند.

با عبور آب چرخشی از سیستم خنک‌کننده، دمای آب افزایش می‌یابد. به‌عنوان یک نتیجه ممکن است در هر نقطه از سیستم شکل بگیرد، اما به‌احتمال زیاد روی سطوح مبدل حرارتی است.

غلظت نمک موجود در آب چرخشی را می‌توان اندازه‌گیری کرد. همچنین محاسبه تبخیر در سیستم امکان‌پذیر است. با انتخاب حد بالایی برای غلظت مواد جامد در سیستم، می‌توان COC بهینه یک سیستم کنترل نشده شیمیایی را محاسبه کرد.

متداول‌ترین رسوب موجود در برج‌های خنک‌کننده، کربنات کلسیم است که به شکل کلسیت رسوب می‌کند. حلالیت کربنات کلسیم که با افزایش دما کاهش می‌یابد، یک عملکرد پیچیده از عوامل دما، کل مواد جامد محلول (TDS)، سختی کلسیم، قلیایی کل و pH است.

رسوب زدایی برج خنک کننده

رسوب زدایی برج خنک کننده

کنترل رسوب در سیستم های خنک کننده

سه روش اساسی برای جلوگیری از شکل‌گیری رسوب در سیستم‌های خنک‌کننده آب وجود دارد:

  1. مواد رسوب‌گذاری شده را قبل از استفاده از آب خارج کنید،
  2. مواد تشکیل‌دهنده رسوب را در محلول نگه دارید، و
  3.  اجازه دهید مواد رسوب شده به‌عنوان لجن قابل جابه‌جایی به‌جای رسوبات سخت رسوب کنند.

هر سه روش برای استفاده در تأسیسات ارتش مجاز است. مهار رسوبات کلسیم، آنهایی که بیشتر در برج‌های خنک‌کننده هستند، می‌توانند با کاهش pH آب در گردش (با افزودن اسید)، یا با افزودن یک مهارکننده رسوب کلسیم (HEDP یا AMP) انجام شوند.

کنترل کربنات کلسیم

کربنات کلسیم به طور عادی ناشی از تجزیه بی‌کربنات کلسیم، یک نمک محلول در آب است. میزان رسوب در درجه اول به میزان سختی کلسیم و قلیایی بی‌کربنات موجود در آب خنک‌کننده بستگی دارد. تجزیه بی‌کربنات کلسیم با افزایش دما افزایش می‌یابد.

دو فسفونات که بیشتر برای کنترل کربنات کلسیم در سیستم‌های برج خنک‌کننده چرخشی مورداستفاده قرار می‌گیرند عبارت‌اند از: AMP (آمینو تری متیلن فسفونیک اسید) و HEDP ( 1 – هیدروکسی اتیلیدین ۱ و ۱- دی فسفونیک اسید).

واکنش شیمیایی هر دو مشابه هستند، بااین‌حال، HEDP در سطح کلر که معمولاً در برج‌های خنک‌کننده یافت می‌شود، پایدارتر است. استفاده از HEDP 3- 5 ppm باعث افزایش حلالیت کربنات کلسیم با فاکتور سه می‌شود. برج خنک‌کننده به‌جای اینکه در PSI 6.0 کار کند، قادر به کار با PSI 4.0 بدون رسوب‌گذاری بالقوه است.

بااین‌وجود، استفاده از HEDP در صورت عدم وجود سختی کلسیم و منیزیم (در مقادیر بسیار پایین)، می‌تواند باعث افزایش خوردگی خفیف هم در فولاد و هم در مس شود.

کنترل فسفات کلسیم

رسوب فسفات کلسیم در سیستم‌های خنک‌کننده آب که با برنامه مهارکننده خوردگی بر پایه فسفات کنترل می‌شوند متداول است. فسفات کلسیم نیز در pH و درجه حرارت بالاتر حلالیت کمتری دارد. اگر سختی کلسیم ۵۰۰ ppm و pH بالاتر از ۷٫۰ باشد، احتمالاً حتی در سطح پایین فسفات ۵ ppm باعث رسوب‌گذاری می‌شود. حلالیت فسفات کلسیم با فاکتور کمتر از سه با افزودن ۴ ppm فسفونات (HEDP) قابل‌افزایش است.

کنترل سولفات کلسیم

سولفات کلسیم از غلظت بالای یون‌های کلسیم و سولفات در آب چرخشی ناشی می‌شود. سولفات کلسیم محلول‌ترین نمک‌های کلسیم در رسوب است که در برج‌های خنک‌کننده یافت می‌شود (کلرید کلسیم بسیار محلول است). این بدان معنی است که رسوب سولفات کلسیم با مقادیر سختی کلسیم باقی‌مانده پس از واکنش تمام کربنات موجود در آب، تشکیل می‌شود.

بااین‌حال، رسوب سولفات کلسیم ممکن است هنگامی رخ دهد که آب چرخشی حاوی سختی کلسیم در محدوده ۳۰۰- ۵۰۰ ppm به‌عنوان CaCO3 و سولفات در محدوده ۵۰۰- ۷۰۰ ppm به‌عنوان SO4 باشد. افزودن ۳- ۵ ppm از فسفونات (HEDP) یا سایر مهارکننده‌های مناسب کلسیم باعث می‌شود تقریباً سه برابر سطح سولفات کلسیم در محلول باقی بماند.

کنترل سیلیکات منیزیم

تشکیل سیلیکات منیزیم تحت شرایط خاص امکان‌پذیر است. منیزیم ابتدا با یون‌های هیدروکسیل (OH-) واکنش نشان می‌دهد و هیدروکسید منیزیم را تشکیل می‌دهد که سپس با سیلیس محلول یا کلوئیدی واکنش نشان می‌دهد تا سیلیکات منیزیم تشکیل شود. ازآنجاکه حلالیت سیلیس با درجه حرارت افزایش می‌یابد، این رسوب معمولاً در سردترین بخش سیستم شکل می‌گیرد

کنترل سیلیس

برای افزایش حلالیت سیلیس بالاتر از ۱۵۰ ppm، هیچ کاری نمی‌توان انجام داد. ازآنجاکه سیلیس در آب گرم نسبت به آب سرد قابل‌حل است، ابتدا در میله‌های برج خنک‌کننده رسوب می‌کند تا در مبدل حرارتی. میله‌ها با یک رسوب سفید و گاه درخشان پوشیده می‌شوند. اگر این اتفاق بیفتد، تخلیه (بلودان) را افزایش دهید که چرخه غلظت را دهد. این کار باید تشکیل رسوب اضافی را متوقف کند. اگر غلظت سیلیس در آب چرخشی بالای ۳۰ ppm باشد، معمولاً عملکرد سیستم (حداکثر ۵ COC) را کنترل می‌کند.

مقایسه ترکیب مواد شیمیایی مهارکننده در کاهش خوردگی

ترکیب مواد شیمیایی باعث کاهش خوردگی

خوردگی برج خنک‌ کننده

ترکیبات کرومات یکی از مؤثرترین و ارزان‌ترین مهارکننده‌های خوردگی در دسترس هستند. بااین‌حال، آنها بسیار سمی و سرطان‌زا هستند. ازاین‌رو آنها باید با مواد شیمیایی غیر کروماتیک جایگزین شوند. برخی از مواد شیمیایی مفید شامل: پلی فسفات، ارگانوفسفره، روی، مولیبدات و نزول‌های آروماتیک هستند.

برخلاف مهارکننده‌های کرومات، این جایگزین‌ها تنها در شرایط خاص کاربرد دارند. این نواقص را می‌توان با استفاده از ترکیب دو یا چند مهارکننده که می‌توانند از نقاط قوت هر یک از آنها استفاده کرد، برطرف کرد.

مواد شیمیایی غیر کروماتیک ممکن است برخی از اثرات نامطلوب بر محیط‌زیست داشته باشد. به‌عنوان‌مثال، درحالی‌که مواد شیمیایی روی، برای انسان‌ها خطرناک نیستند، تهدیدی برای حیات دریایی محسوب می‌شوند. به طور مشابه، فسفات‌هایی که به دریاچه‌ها و آبشارها تخلیه می‌شوند، ممکن است سبب رشد بیش از حد جلبک شوند که سبب مشکلات ائتروفیكی می‌شوند.

اما در مقایسه با مهارکننده‌های بسیار سمی کرومات، مواد شیمیایی جایگزین نسبتاً بی‌خطر هستند و مشکلات زیست‌محیطی مشابهی را که کرومات‌ها ایجاد می‌کنند را ندارند. بااین‌وجود، تأثیر مواد شیمیایی جایگزین در محیط‌زیست باید قبل از استفاده از آنها دقیقاً مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرد.

رشد بیولوژیکی در برج خنک‌ کننده

رشد بیولوژیکی در برج خنک‌ کننده

رشد بیولوژیکی در برجهای خنک‌ کننده

بایوساید معمولاً برای کنترل رشد بیولوژیکی و لجن که می‌تواند مانع جریان آب و کاهش بهره‌وری انتقال حرارت شود به برج‌های خنک‌کننده، اضافه شده است.

به‌طورکلی، بایوسایدها معمولاً بر اساس سازوکار اولیهٔ آنها تقسیم می‌شوند: اکسیدکننده‌های زیستی؛ مانند کلر، بروم، دی‌اکسید کلر و دیگر آزادکننده‌های هالوژن، و بایوسایدهای غیر اکسنده مانند گلوتارالدئید، ایزوتیازولون‌ها و …. بایوسیدهای اکسیدکننده اغلب در مقادیر پایدار در سطح پایین باهدف اصلی کنترل مقدار میکروبیولوژیکی آب استفاده می‌شوند. بااین‌حال، دوزهای پایین باکتری‌های اکسیدکننده معمولاً قادر به کنترل باکتری‌های لجن نیستند.

رسوبات میکروبیولوژیکی و کنترل آنها

مشکلات میکروبیولوژیکی عموماً به‌عنوان لجن شناخته می‌شوند. آنها ناشی از وجود میکروارگانیسم‌هایی مانند جلبک‌ها، باکتری‌ها و قارچ‌ها هستند.

اینها می‌توانند در یک سیستم خنک‌ کننده رشد کرده و تمام سطوح لوله و مبدل حرارتی را پوشش دهند. لجن‌های ژلاتینی تولید شده توسط بسیاری از میکروارگانیسم‌ها می‌توانند رسوبات را به دام بیندازند، بنابراین باعث افزایش رسوبات می‌شود. حتی خوردگی توسط ارگانیسم‌های خاصی ایجاد می‌شود که باعث تولید فرآورده‌های خورنده می‌شوند.

جلبک

گیاهان سبز ریز که معمولاً به شکل توده‌هایی در بالا و در طرف برج‌های خنک‌کننده رشد می‌کنند. تا زمانی که بمیرند مضر نیستند. پس از آن، به بخشی از ماده معلق در آب در گردش تبدیل می‌شوند و ممکن است باعث ایجاد حفره شوند. جلبک‌ها همچنین ممکن است مکانی برای پرورش باکتری‌ها باشند.

پیشنهاد ما به شما: جلوگیری از تشکیل جلبک

باکتری‌ ها

ارگانیسم‌های تک‌سلولی میکروسکوپی. بیشتر باکتری‌ها در آب خنک‌کننده به حالت تعلیق درآمده و به سیستم خنک‌کننده آسیب نمی‌رسانند. بااین‌حال، برخی از آنها می‌توانند باعث آبگیری و خوردگی شوند.

باکتری‌ های تشکیل‌ دهنده لجن

باکتری‌هایی که تقریباً در هر سطح پوشیده از آب می‌توانند در کلنی‌ها رشد کنند. این توده‌های لجن می‌توانند آن‌قدر بزرگ شوند که بتوانند جریان آب و انتقال حرارت را محدود کنند. آنها همچنین ممکن است باعث افزایش خوردگی شود. اگر لجن در سیستم وجود داشته باشد، معمولاً در آنجا احساس می‌شود.

باکتری‌های تولیدکننده سولفید

باکتری‌هایی که می‌توانند در زیر توده‌های لاغر رشد کنند. آنها می‌توانند سولفید هیدروژن تولید کنند که بسیار سمی است. آنها ممکن است در سیستمی شناسایی شوند که قسمت زیرین لایه لجن یک رنگ سیاه فلزی یا بوی پوسیده تخم‌مرغ ایجاد شود.

قارچ

گیاهان میکروسکوپی که به نور خورشید احتیاج ندارند. آنها می‌توانند در برج‌های خنک‌کننده به چوب حمله کنند. کنترل آنها نیاز به عملیات ویژه، معمولاً قبل از ساخت برج دارد. کنترل آنها در یک سیستم‌عامل نیاز به تکنیک‌های خاصی دارد.

کنترل میکروبیولوژیک آب برج خنک کننده

کنترل میکروبیولوژیک آب برج خنک کننده

کنترل میکروبیولوژیکی کولینگ تاور

کنترل شیمیایی روشی است که در تأسیسات ارتش برای کنترل میکروبیولوژیکی استفاده می‌شود. زیست کش‌ها برای کنترل رشد میکروبیولوژیکی در دودسته وسیع اکسیدکننده و غیر اکسیدکننده قرار می‌گیرد.

انتخاب بین این دو به عوامل مختلفی بستگی دارد. نکته مهم محدودیت تخلیه مواد سمی است. همچنین باید پارامترهای عملیاتی برج خنک‌کننده مانند دما، pH و طراحی سیستم در برنامه‌ای در نظر گرفته شود که شامل بایوسایدهای اکسیدکننده و غیر اکسیدکننده است.

برنامه کنترل، برای کاهش ۹۹ درصدی جمعیت ارگانیسم است. این کار با استفاده از یک یا چند بایوسید انجام می‌شود. استفاده از بایوسایدهای اکسیدکننده نیاز به کنترل دقیق آب خنک‌کننده دارد. علاوه بر این که می‌تواند درصد زیادی از میکروارگانیسم‌ها را بکشد، در انتخاب بایوسایدها باید هزینه نیز در نظر گرفته شود. عامل اصلی مؤثر بر هزینه، فراوانی کاربرد برای ارائه کنترل موردنظر است.

دوز تزریقی معمولی باید به طور متوسط یک تا سه بار در هفته اعمال شود، بخصوص وقتی‌که رسوب‌گذاری شدید باشد. مهم‌ترین جنبه کنترل رسوبات زیستی تطابق بایوسید انتخابی با ارگانیسم مشکل‌زاست.

مواد ضد رسوب برج خنک کننده

مواد ضد رسوب یا انتی اسکالانت برج خنک‌کننده مواد شیمیایی هستند که از تشکیل رسوب ناشی از آب سخت بر روی سطوح انتقال حرارت مبدل حرارتی جلوگیری می‌کنند.

بایوسایدها یا مواد ضد جلبک نیز دسته خاصی از این مواد ضد رسوب هستند که به طور ویژه از تشکیل رسوبات بیولوژیکی در برج خنک‌کننده جلوگیری می‌کنند.

بایوسایدها انواع مختلفی دارند؛ اما در سیستم‌هایی که مصرف آب بالایی دارند عموماً از نوع اکسیدکننده آن استفاده می‌شود. از جمله بایوسایدهای اکسیدکننده می‌توان به ترکیبات حاوی کلر مانند بنزالکونیوم کلراید و هیپوکلریت سدیم اشاره کرد.

خرید انتی اسکالانت فلوکن 260

اگر به‌موقع برای حذف رسوبات کولینگ‌ تاورها اقدام نشود ضریب انتقال حرارت و راندمان فرایند به‌شدت کاهش می‌یابد. برخی از انواع آنتی اسکالانت مانع تشکیل رسوبات آهکی شده و برخی دیگر سختی آب حاصل از یون‌های منیزیوم و کلسیم را از بین می‌برند.

برخی مواد ضد رسوب، رسوب تشکیل شده در برج خنک‌کننده را حل کرده و برخی دیگر مانع تشکیل رسوب جدید می‌شوند. به‌طورکلی باتوجه‌به حجم، pH آب و دیگر شرایط فرایند باید در مورد انتخاب بهترین ماده یا مواد ضد رسوب برای خنک‌کننده تصمیم گرفت.

علاوه بر بایوسایدها می‌توان به ترکیباتی مانند HEDP و ATMP اشاره کرد. HEDP هم بازدارنده خوردگی و هم ضد رسوب اسید ارگانوفسفریک است. HEDP می‌تواند با یون‌های آهن، مس و روی کیلیت تشکیل دهد.

HEDP دارای اثرات ضدخوردگی و ضدرسوب بسیار خوب در دما و pH بالا است. ATMP هم به طور گسترده‌ای به‌عنوان یک بازدارنده رسوب و خوردگی در تصفیه سیستم‌های آب خنک‌کننده استفاده می‌شود. این ترکیب در کنترل رسوب کلسیم و سایر نمک‌های فلزی از جمله آهن و منگنز مؤثر است. ATMP دارای خواص دیسپرسنت نیز هست و می‌تواند به‌عنوان یک عامل پراکنده ساز عمل کند.

انواع سیستم لوله‌ کشی آب

در یک سیستم کارخانه مرکزی، دو نوع سیستم لوله‌کشی آب وجود دارد: بسته و باز٫ یک مدار آب‌باز از چیلر تا برج خنک کننده است. با عبور آب از برج، در تماس با اتمسفر است. به دلیل تبخیر در برج خنک‌کننده، آب شهر برای جایگزینی آب تبخیر شده جایگزین می‌شود.

سیستم آب مداربسته از چیلر تا واحدهای انتقال هوا خواهد بود. این مدار نیازی به جایگزینی مداوم آب شهری ندارد، زیرا تمام آب‌های گردش یافته به چیلر بازمی‌گردند.

سیستم‌های آبی مداربسته یا مدارهای آب هیدرونیکی بسته، از یک محلول مبتنی بر آب برای انتقال گرما استفاده می‌کنند. رایج‌ترین تعریف یک سیستم بسته، این واقعیت است که روش خنک‌کننده غیر تبخیری است.

کمترین مصرف آب نیاز به آب ورودی و حداقل تماس با هوا دو ویژگی است که به طور معمول در مدار آبی بسته وجود دارد. سیستم‌های آب مداربسته در کاربرد آن‌قدر متنوع هستند که پیشنهاد یک مجموعه استاندارد از شرایط عملیاتی و طراحی دشوار است.

برج خنک کننده آب

برج خنک کننده آب

انتقال حرارت به طور معمول با استفاده از نوعی مبدل حرارتی غیرمستقیم خواهد بود. یک یا چند مبدل گرما حرارت را وارد و یک یا چند مبدل حرارتی گرما را خارج می‌کنند، بنابراین با این روش تعادل گرما را حفظ می‌کنند. سطوح انتقال حرارت باید در شرایط تمیز حفظ شود تا از عملکرد کارآمد و مطمئن اطمینان حاصل شود.

پیشنهاد دکتر کمیکال برای مطالعه بیشتر: رسوب در مبدل های حرارتی

مواد بکار رفته می‌توانند متنوع باشند، اما به طور معمول این مواد از لوله‌های فولادی و مخازن، و از جنس استیل ضدزنگ یا مبدل‌های آلیاژهای مس / مس هستند آلومینیوم، فولاد گالوانیزه و سایر آلیاژها نیز می‌توانند استفاده شوند.

در بسیاری از موارد، این سیستم‌ها با مخزن افزایشی یا مخزن انبساط طراحی می‌شوند. این مخزن می‌تواند در فشار اتمسفر یا فشار زیاد کار کند و از دستگاه کاهش فشار استفاده کند تا از فشار بیش از حد جلوگیری کند.

دریچه‌های هوا برای کمک به ازبین‌بردن اکسیژن و سایر گازهای غیر قابل تراکم از سیستم در هنگام راه‌اندازی و هر زمان که آب به سیستم اضافه می‌شود، استفاده می‌کنند. پمپ‌ها برای بازیافت محلول پایه آبی در کل سیستم توزیع استفاده می‌شوند.

دریچه‌های هوا برای کمک به ازبین‌بردن اکسیژن و سایر گازهای ایجاد شده غیر قابل تراکم از سیستم در هنگام راه‌اندازی و هر زمان که آب به سیستم اضافه شود، استفاده می‌شود. پمپ‌ها برای بازیافت محلول پایه آب در کل سیستم توزیع استفاده می‌شوند.

چرا باید وضعیت آب را در مداربسته بررسی کنید؟

از طرفی، هیچ آلودگی نباید وارد آب شود، مانند یک مدار باز برج خنک‌کننده، آب جایگزین نمی‌شود.

پاسخ این است که سیستم‌های آب مداربسته مستعد خوردگی و pH پایین هستند. وجود گازهای محلول مانند اکسیژن یا دی‌اکسیدکربن، رشد میکروبیولوژیکی یا رسوبات ذرات باعث نگرانی می‌شود و باید با استفاده از مواد شیمیایی مشکلات برطرف شوند.

شرایط عملیاتی مرتبط با مدارهای آبی بسته، مانند تبخیر اندک یا بدون تبخیر (عدم گردش شیمیایی مواد)، کمترین نشت آب و حداقل تماس با هوا باید باعث شود خوردگی و میزان رسوب‌گذاری نزدیک به صفر حاصل شود.

خرید و فروش مواد ضد خوردگی با عالی‌ترین کیفیت و قیمت

بااین‌حال، این شرایط عملیاتی همیشه وجود ندارد و در نتیجه این می‌تواند به طور قابل‌توجهی بر روند انتخاب برنامه استفاده از مواد شیمیایی تأثیر بگذارد. در زیر چند عنصر کلیدی عملیاتی و طراحی وجود دارد که می‌تواند تا حد زیادی بر انتخاب روش شیمیایی تأثیر بگذارد:

  • درجه تماس با هوا یا Ingress (جوی در مقابل فشار)
  • ازدست‌دادن آب ( ۱٪ در ماه)
  • دما (آب سرد در مقابل آب گرم)
  • شیمی محلول انتقال حرارت (رسانایی، مدارهای حساس، مدارهای آب نمکی، مدارهای گلیکول و غیره)
  • شیمی آب تغیه (سختی، مواد جامد معلق، فعالیت میکروبیولوژیکی، و غیره)
  • مواد بکار رفته (فولاد، مس، آلومینیوم و …)
  • پاکیزگی سیستم (جدید ، تمیز، رسوبی)
  • اندازه سیستم (حجم ، بزرگ، کوچک و غیره)
مواد سیستم گردش آب مداربسته

مواد سیستم گردش آب مداربسته

عوامل مؤثر در انتخاب مواد شیمیایی سیستم گردش آب مداربسته

درجه تماس با هوا یا INGRESS و ازدست‌ دادن آب

انتظار می‌رود که یک مدار آبی بسته تحت‌فشار با حداقل ازدست‌دادن آب، کمترین میزان اکسیژن را بعد از کارکرد در یک مدت زمانی داشته باشد. به‌طورکلی، هرچه سیستم محکم‌تر باشد، حفظ شرایط مؤثر نگهداری، آسان‌تر است. درک مقدار آب تغذیه و میزان ورود اکسیژن که ممکن است اتفاق بیفتد (در مقابل آنچه انتظار می‌رود) بسیار مهم است؛ زیرا این پارامترها به طور بالقوه می‌توانند بر هزینه و عملکرد مدار تأثیر بگذارند.

بدیهی است وقتی که ازدست‌دادن آب و ورود اکسیژن کاسته شود، حفظ شرایط باید انجام شود. برای ردیابی مؤثر هدررفت آب، هر مداربسته باید دارای توتالایزر جریان تغذیه باشد و تنظیم‌کننده باید به طور معمول چک شود. نشت آب به دلایل مختلفی از قبیل نشت مهروموم پمپ، کنترل سطح نامناسب یا کنترل فشار نامناسب تعمیر و نگهداری سیستم نامناسب ممکن است رخ دهد.

هوای موجود می‌تواند با ورود آب تغذیه همراه باشد یا در صورت عدم وجود نشت آب، دریچه‌های معیوب هوا، می‌تواند باعث وجود هوا و اکسیژن در مداربسته گردد. ورود هوا و آب می‌تواند بر انتخاب یک بازدارنده شیمیایی مدار آبی بسته تأثیر بگذارد. به‌عنوان‌مثال، سیلیکات‌ها می‌توانند یک انتخاب عالی برای سیستم‌های تغذیه بالا باشند؛ زیرا آنها کم‌هزینه هستند (به‌ویژه در مقایسه با استفاده از مولیبدات)، می‌توانند در حضور یا عدم وجود اکسیژن عملکرد داشته باشند، از متالورژی‌های چندگانه محافظت کنند و مانع از مواد مغذی که می‌تواند فعالیت میکروبیولوژیکی را تشدید کند، شوند.

استعلام قیمت مواد ضد رسوب دیگ بخار

دما و شیمی

مدارهای آبی بسته را می‌توان با عملکرد دمایی سیستم طبقه‌بندی کرد، به‌عنوان‌مثال، سیستم‌های آب سرد معمولاً در دمای پایین یا پایین‌تر از اتاق کار می‌کنند (به‌عنوان‌مثال بالای ۷۲ درجه فارنهایت). مدارهای آب گرم را می‌توان بیشتر با درجه حرارت طبقه‌بندی کرد. به‌عنوان‌مثال، سیستم‌های آب گرم که در دمای بالاتر از ۲۱۲ درجه فارنهایت کار می‌کنند ممکن است به‌عنوان سیستم‌های آب گرم با درجه حرارت بالا شناخته شوند، درحالی‌که عملکرد مدارهای آب گرم با درجه حرارت متوسط در دمایی پائین تز از ۲۱۲ درجه فارنهایت است.

دمای آب علاوه بر تأثیرگذاری بر پتانسیل خوردگی، می‌تواند ترجیح و محدودیت برنامه‌های شیمیایی مختلف را نشان دهد. به‌عنوان‌مثال، در شرایط آب داغ نیتریت‌ها بسیار جذاب هستند؛ زیرا در صورت عدم وجود اکسیژن مؤثر هستند، به بارگیری لجن کمک نمی‌کنند، نسبتاً ارزان هستند و به دلیل دمای آب نگرانی کمی برای کنترل میکروبیولوژیکی وجود دارد.

برای مدارهایی با دمای بالا از سولفیت به‌جای نیتریت استفاده می‌شود. به دلیل نگرانی از رسوب، از سیلیکات‌ها در دمای بالاتر از ۱۸۰ درجه فارنهایت استفاده نمی‌شوند. در شرایط آب سرد، نیتریت‌ها (گرچه هنوز مقرون‌به‌صرفه هستند) برخی از ویژگی‌های خود را از دست می‌دهند؛ زیرا مواد مغذی را کمک می‌کنند که می‌تواند به رشد میکروبیولوژیکی کمک کند.

هنگامی که مسائل میکروبیولوژیکی مزمن هستند، سیلیکات‌ها و بخصوص مولیبدات‌ها گزینه‌های متداول به‌جای نیتریت‌ها هستند. مدارهای دمای دوگانه در بعضی مواقع در حالت خنک‌کننده آب (به طور معمول در ماه‌های خنک‌کننده) و در بعضی مواقع در حالت درجه حرارت گرم (به طور معمول در ماه‌های گرمایش) کار می‌کنند.

بسته به پیکربندی لوله‌کشی (به‌عنوان‌مثال، دو لوله در مقابل سیستم چهار لوله)، بخشی یا تقریباً تمام این سیستم ممکن است از آب چرخشی یکسانی برای هر دو شرایط بهره‌برداری استفاده کند. این امر هنگام تصمیم‌گیری در مورداستفاده از مواد شیمیایی، حائز اهمیت است. شیمی آب چرخشی (به‌استثنای مواد شیمیایی تصفیه شده اضافه شده) باید مشابه شیمی منبع آب تغیه باشد و تبخیر ناچیز از آن انتظار می‌رود.

شیمی آب دوباره گردش شده می‌تواند فرایند انتخاب استفاده از مواد شیمیایی را هدایت کند. به‌عنوان‌مثال، مدارهای بسته حساس به هدایت به طور معمول نیاز به مواد شیمیایی آلی کاملاً ارگانیک دارند که می‌توانند ضمن تأثیر رسانایی اندک در آب، عملکرد مؤثری را ارائه دهند.

برای مدارهای محلول آب (به طور خاص آب‌نمک با کلسیم) باید پتانسیل رسوب کلسیم و همچنین خوردگی را در نظر گرفت. در نتیجه، این تیمارها باید در شرایط حاد و فقط با pH کمی قلیایی انجام شود (ترجیحاً کمتر از ۸٫۵).

بیشتر بخوانید: ضد خوردگی برج های خنک کننده

متریال استفاده شده در ساخت سیستم آب مداربسته

اطلاع از مواد و جنس بکار رفته در ساخت لوله‌های موجود در مدار آب بسته در هنگام استفاده از مواد شیمیایی بازدارنده، بسیار مهم است. اگر از کرومات‌ها برای ساخت لوله‌ها و تجهیزات استفاده شود، بازدارنده‌های شیمیایی چندعاملی برای سیستم نیاز نیست. در غیر این صورت استفاده از چندین ماده بازدارنده شیمیایی بر اساس مواد بکار رفته حائز اهمیت است.

امروزه استفاده از فرمول‌های چند جزئی برای بهینه‌سازی حفاظت از سیستم‌های چند فلزی بسیار رایج است. برخی از متالورژی‌ها مانند آلومینیوم نیاز به توجه ویژه‌ای در انتخاب یک ماده شیمیایی، دارند. استفاده از نزول معمول است و تقریباً در تمام فرمول‌های شیمیایی مورداستفاده در مدار آب بسته استفاده می‌شود به‌جز زمانی که مس استفاده شده باشد یا اینکه مس به‌عنوان آلاینده سیستم در محیط وجود داشته باشد.

تمیزی سیستم

برای دستیابی به عملکرد شیمیایی مؤثر، سطوح فلزی سیستم باید تمیز باشد. استفاده از محلول تمیزکردن مؤثر به همراه فیلتراسیون جریان جانبی برای سیستم‌های جدید و قدیمی که ممکن است نیاز به تمیزکردن داشته باشند، در نظر گرفته شود. باید توجه ویژه‌ای به کنترل میکروبیولوژیکی قبل از استفاده از فرمولاسیون‌های مبتنی بر نیتریت، شود.

فرمولاسیون‌های شیمیایی ممکن است شامل مهارکننده‌های کنترل رسوب برای حفظ سطوح تمیز و جلوگیری از حمله زیر رسوب باشد. نصب فیلتراسیون یک افزونه نسبتاً کم‌هزینه است که می‌تواند باعث کارایی و صرفه‌جویی در سیستم شود. اگر طراحی تجهیزات تصفیه شامل شستشوی مجدد است، مطمئن شوید که از آب تغذیه تازه استفاده می‌شود و آب چرخشی بسته نیست.

حجم سیستم

آگاهی از حجم سیستم برای اطمینان از دوز کافی مواد شیمیایی مورداستفاده، بسیار مهم است. علاوه بر این، اندازه سیستم ممکن است در انتخاب ماده شیمیایی تأثیر بگذارد، به‌ویژه اگر حجم سیستم قابل‌توجه باشد و یا نشت قابل‌توجه آب مواجه باشد. نشت آب و همچنین نشت‌های کنترل شده، باید برای سیستم‌ها صفر باشد.

اندازه‌گیری حجم سیستم و روند ازدست‌دادن آب، بخش‌های اساسی اطلاعات است. این داده‌ها با روش‌های نسبتاً ساده‌ای حاصل می‌شوند. هنگام ارزیابی حجم سیستم، مطمئن شوید که کل حجم، به‌عنوان‌مثال، بخش‌هایی از سیستم که ممکن است در هنگام ارزیابی حجم در نظر گرفته نشده‌اند، به کار گرفته شده است و یا برای آنها حساب شده است.

سیستم گردش آب و هوا در برج خنک کننده

سیستم گردش آب و هوا در برج خنک کننده

چگونه آلودگی‌ ها وارد سیستم گردش آب مدار بسته می‌ شوند؟

هنگامی که در ابتدا سیستم پرازآب می‌شود احتمالاً بیشتر از آب شهر استفاده می‌شود. با خنک‌شدن یا گرم‌شدن آب، اکسیژن آزاد می‌شود. اگر یک واحد انتقال هوا جدید به سیستم متصل شود، آب‌وهوا جدیدی را ایجاد می‌کند. در صورت تغییر بخشی از لوله‌کشی، آب شیرین اکسیژن را ایجاد و آزاد می‌کند.

رسوبات، تراشه‌ها و سایر مواد مانند سرباره جوش که در ساخت اولیه آن استفاده شده‌اند، می‌توانند با وجود لوله‌کشی در کویل‌ها، پمپ‌ها یا چیلرهای سیستم باقی بمانند.

رشد میکروبیولوژیکی بیوفیلم می‌تواند از آب تصفیه نشده ایجاد شده رشد کند. همه این مشکلات ممکن است باعث ایجاد یا کمک به یک یا چند مشکل دیگر شود.

رشد میکروبیولوژیکی باعث ایجاد خوردگی و کمک به رسوب‌گذاری می‌شود. خوردگی باعث ایجاد گردوغبار می‌شود و محیط ایده‌آل برای رشد میکروارگانیسم‌ها فراهم می‌کند.

خوردگی ممکن است به تعمیر یا تعویض تجهیزات گران منجر شود و باعث نشت لوله‌ها شود. رسوب کویل‌ها و مبدل‌های حرارتی ممکن است راندمان انتقال حرارت آنها را کاهش دهد.

ازآنجاکه سیستم آب مداربسته نیازی تخلیه آب مانند برج خنک‌کننده ندارد، با استفاده از مواد شیمیایی مناسب و توجه روزانه، مدار آب بسته اغلب می‌تواند به‌راحتی نگهداری و مراقبت شود. یک برنامه طراحی شده و اجرا شده باید جزئی از برنامه نگهداری شما باشد.

بسته به شرایط سیستم و تجزیه‌وتحلیل آب شما، ممکن است تمیزکردن شیمیایی موردنیاز باشد. این باعث می‌شود سیستم از هرگونه مواد دفع‌کننده، رشد میکروبیولوژیکی و مقیاس آسیاب تمیز شود.

پس از تمیزکردن مدار، یک ماده بازدارنده خوردگی توسط مهندس انتخاب می‌شود. این مهارکننده باید بادقت انتخاب شود تا اطمینان حاصل شود که به هیچ یک از اجزای سیستم شما آسیب نخواهد رساند – لوله‌های مسی و فولادی، پروانه پمپ برنز، مقره‌های لرزش لاستیکی، واشر فلنج و حلقه‌های “O” در دریچه‌ها. آب ورودی نیز باید مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گیرد.

اگر سیستم شما مستعد رشد میکروبیولوژیکی باشد، بایوساید ممکن است اضافه شود. یک برنامه آزمایش و نظارت باید ایجاد شود تا اطمینان حاصل شود که سیستم شما پاک و عاری از خوردگی و رشد میکروبی است. نگهداری پیشگیرانه به کاهش هزینه‌های تعمیرات و تعویض تجهیزات و لوله‌کشی کمک می‌کند و این به حفظ کارایی سیستم شما کمک می‌کند.

دکتر کمیکال انواع مشاوره‌های تخصصی برای توسعه و بهبود فرایند در صنایع مختلف ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه مشاوره و خرید و فروش مواد شیمیایی با دکتر کمیکال در تماس باشید.

در این مقاله قصد داریم که درباره رسوب گیر دیگ بخار به‌طور کامل صحبت کنیم و در آخر نیز محصولاتی که در رسوب زدایی دیگ بخار مورد استفاده قرار می‌گیرد را معرفی کنیم. دکتر کمیکال تمام محصولات ضد رسوب خود را با کیفیت بالا و ضمانت به‌فروش می‌رساند.

مواد ضدرسوب دیگ بخار

مشکل عمده در صنایعی که از تجهیزات مبدل حرارتی و دیگ بخار در فرایندهای صنعتی خود استفاده می‌کنند تشکیل رسوب است. بهترین روش کنترل رسوب دیگ بخار روش برخط با استفاده از مواد شیمیایی ضدرسوب بویلر است. تاکنون روشی که کارایی بالاتری از مواد شیمیایی ضدرسوب بویلر داشته باشد پیدا نشده است. به منظور درک بهتر مسئله تشکیل رسوب در بویلر، لازم است رایج‌ترین اشکال رسوب را در دیگ بخار بشناسیم:

  • رسوب بیولوژیکی
  • رسوب گیری توسط واکنش شیمیایی
  • رسوب گیری در اثر خوردگی
  • رسوب گیری توسط ذرات

ترکیبات شیمیایی که به عنوان عوامل ضد رسوب بیولوژیکی در مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شوند، بایوساید نامیده می‌شوند. علاوه‌بر‌این، جداکننده‌ها، دیسپرسنت ها و کیلیت کننده ها نیز از دیگر مواد ضدرسوب دیگ بخار هستند که در جدول زیر مکانیسم عملکرد هرکدام را مشاهده می‌کنید:

عامل ضدرسوب بویلر متودولوژی
جداکننده (Sequester) مواد درون مخزن را در حالت تعلیق یا سوسپانسیون حفظ می‌کند.
دیسپرسنت (Dispersant) با پخش بار در سطح ذرات آن ها را در معلق نگه می‌دارد.
کیلیت کننده (Chelator) تشکیل کمپلکس شیمیایی قوی با ذرات
بایوساید (Biocide) باعث توقف کامل یا ایجاد اختلال در فعالیت میکروارگانیسم‌ها می‌شود.

رسوب در دیگ بخار

آب تغذیه دیگ بخار باید عاری از سختی باشد. گاهی به سبب کوتاهی و یا بهره‌برداری نادرست از دستگاه سختی‌گیر و یا عدم احیا به‌موقع رزین‌ها، مقداری سختی وارد آب تغذیه دیگ می‌شود. افزایش دمای آب در دیگ بخار حلالیت املاح آب را کاهش می‌دهد. آب مجاور سطوح گرم اشباع می‌گردد و شرایط رسوب‌گذاری مواد کم محلول، فراهم می‌شود.

رسوب ایجاد شده در دیگ بخار، عایق حرارت است. اگر جداره لوله‌ای توسط رسوب پوشیده شود، راندمان حرارتی دیگ افت می‌کند. در نتیجه جذب حرارت از گازهای حاصل از احتراق کاهش می‌یابد، انرژی هدر می‌رود و تولید بخار کم می‌شود. به‌منظور جبران کاهش تولید بخار، سوخت و بار حرارتی دیگ افزایش می‌یابد. تحت این شرایط، لوله‌ها گداخته شده و مقاومت خود را از دست می‌دهند.

رسوب گیری دیگ بخار

رسوب گیری دیگ بخار

رسوب زدایی دیگ بخار

رسوب‌های جداره و لوله‌های دیگ بخار به روش مکانیکی و یا شیمیایی پاک می‌شوند. به طور معمول مواد شیمیایی که برای این منظور بکار می‌روند، پایه اسیدی دارند. برای این منظور بکار می‌روند، پایه اسیدی دارند. برای جلوگیری از اثرات نامطلوب اسید بر روی فلز به آنها موادی به نام بازدارنده (Inhibitor) می‌افزایند. این ترکیب تحت عنوان رسوب‌زدا (Descaler) در بازار عرضه می‌شود.

اسید بکار رفته در این مواد، بسته به جنس و حساسیت دستگاه‌ها ممکن است، معدنی، آلی و یا مخلوطی از هر دو باشد. برای رسوب‌زدایی، محلول ۵ تا ۸ درصد رسوب‌زدا به کمک پمپ سیرکولاسیون از قسمت فوقانی وارد دیگ بخار می‌شود و از لوله تخلیه در قسمت تحتانی خارج و به تانک سیرکولاسیون برمی‌گردد. شیر خروجی هوای دیگ بخار، برای خروج گازها باز است. شستشو تا ثابت ماندن غلظت اسید ادامه می‌یابد.

غلظت اسید با استفاده از محلول سود یک نرمال، کنترل می‌شود. میزان مصرف اسید، بستگی به حجم دیگ بخار و مقدار رسوب دارد. درصورتی‌که رسوب سولفاتی و سیلیسی در دیگ بخار وجود داشته، به همراه رسوب‌زدا از آمونیوم بای فلوراید (NH4HF2) استفاده می‌شود. باید توجه داشت از مخلوط اسید و این ماده، اسید فلوئوریک تولید می‌گردد که گازی سمی و خطرناک است. رعایت نکات ایمنی در حین کار الزامی است. عملیات رسوب‌زدایی در دمای پایین‌تر از ۶۰ درجه سانتیگراد انجام می‌گیرد، تا ماده محافظ تجزیه نشود و خاصیت خود را حفظ نماید.

پس از خاتمه رسوب‌زدایی و شستشو با آب، برای خنثی‌کردن باقیمانده اسید، دیگ بخار را با محلول ۵% یک خنثی‌کننده که ماده‌ای قلیایی است، پر می‌کنند. این محلول تا دمای جوش گرم می‌شود. سپس دیگ، تخلیه و دوباره با آب گرم شستشو می‌گردد.

مهم: دیگ بخار را نباید پس از رسوب‌زدایی خالی و بدون آب نگهداری کرد.

مطلب مکمل: رسوب در مبدل های حرارتی

ترکیب شیمیایی برخی از رسوب های مشاهده شده در دیگ بخار

نوع رسوب و ترکیبات آن را نمی‌توان پیش‌بینی کرد که با تغذیه آب معینی چه نوع رسوبی در دیگ بخار ایجاد خواهد شد. حتی با مصرف یک نوع آب، نوع رسوب در نقاط مختلف با یکدیگر متفاوت است. بررسی تأثیر ضخامت رسوب بر روی میزان مصرف سوخت نشان می‌دهد که رسوبی به ضخامت ۵ میلی‌متر مصرف سوخت را تا ۸ % افزایش می‌دهد. تحت این شرایط برای کارخانه‌ای که ۲۵۰۰۰۰ لیتر در سال سوخت مصرف می‌کند، ۲۰۰۰۰ لیتر سوخت اضافی نیاز است.

ترکیب شیمیایی انواع مختلف رسوب

سولفات کلسیم CaSO
کربنات کلسیم (آرانگونیت) CaCO3
مارسنگ (سرپانتین)
گزونوتلیت
آنالیست Na2O.Al2O3.4SiO2.2H2O
فسفات منیزیم Mg5(PO4)3OH
بروسیت Mg(OH)2
هماتیت Fe2O3
مگنتیت Fe3O4
هیدروکسی آپاتیت CCa10(OH)2(PO4)6
پکتولیت Na2O.4CaO.6SiO2.H2O
کنترل تشکیل رسوب در دیگ بخار

کنترل تشکیل رسوب در دیگ بخار

کاهش و جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ های بخار

به‌منظور کاهش و جلوگیری از تشکیل رسوب در دیگ‌ بخار، موارد زیر توصیه می‌شود:

  • هنگام بهره‌برداری از سختی‌گیر، در احیا و نگهداری آن دقت کافی به عمل آید تا از عبور آب سخت جلوگیری شود.
  • سختی باقیمانده در آب تغذیه دیگ بخار، با افزایش مواد شیمیایی مناسب (مانند فسفات‌ها و پراکنده‌کننده‌ها) کنترل شود. این ترکیبات در محیط قلیایی با سختی باقیمانده ترکیب شده و تولید مواد نامحلول لجن مانندی می‌کنند که به جداره دیگ بخار و یا لوله نمی‌چسبند.
  • با زیرآب‌زدن به‌موقع و کافی، غلظت املاح داخل دیگ بخار کنترل شود.
  • مقدار تزریق مواد شیمیایی به آب تغذیه دیگ بخار به نحوی تنظیم شود که باقیمانده آنها در دیگ بخار در حد مطلوب باشد تا از تشکیل رسوب در بویلر جلوگیری شود.

استفاده مواد شیمیایی برای جریان آب لوله های بویلر

آب تغذیه از آب آشامیدنی (معمولا آب شهر خارج از اتاق دیگ بخار / فرایند) و مایع (بخار مایع شده در دیگ بخار) تشکیل شده است. آب خوراکی به طور معمول حاوی ناخالصی است که می‌تواند باعث رسوب و سایر مشکلات مرتبط در داخل دیگ بخار شود. ناخالصی‌های معمول در آب عبارتند از قلیا، سیلیس، آهن، اکسیژن محلول و کلسیم و منیزیم (سختی). تخلیه، فرایند حذف فاضلاب دوره‌ای یا پیوسته، برای محدود کردن غلظت ناخالصی‌ها در آب دیگ بخار و کنترل تولید سطح جامد محلول در دیگ بخار استفاده می‌شود. تخلیه بویلر علاوه‌بر استفاده از مواد شیمیایی ضروری است.

محصولات مواد رسوب زدا دیگ بخار

انتی اسکالانت فلوکن 260

فروش بایوساید

شرکت دکتر کمیکال تامین‌ کننده مواد ضد خوردگی و مواد ضد رسوب مورد نیاز صنایع مختلف می‌باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه فروش مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

آنتی اسکالانت چیست؟

آنتی آسکالانت می‌توانند جهت کنترل رسوب در تصفیه آب برج‌ های خنک‌کننده، بویلرها و همچنین در صنعت تصفیه آب، فاضلاب و آب‌شیرین‌کن‌ها بکار گرفته شوند. ترکیبات فسفونات و پلیمرها سال‌هاست که در پکیج‌های تصفیه آب برج‌های خنک‌کننده استفاده می‌شوند. هدف از تصفیه آب کنترل خوردگی، رسوب، فولینگ و رشد میکروبیولوژیکی در سیستم‌های آب خنک‌کننده است.

تشکیل رسوب زمانی آغاز می‌شود که غلظت یک نمک از حلالیت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هسته‌های اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستال‌های بیشتر از نمک بازی می‌کند. این کریستال‌های نمک به‌شرط اینکه به‌اندازه و جرم حجمی لازم برسند از حالت معلق خارج می‌شوند و شروع به رسوب‌دهی می‌کنند. فرایند ته‌نشینی رسوب تا زمانی ادامه خواهد داشت که یون‌های تشکیل‌دهنده نمک در محلول به‌صورت فوق اشباع باشند.

مؤثرترین راه برای جلوگیری از تشکیل رسوب، کاهش PH آب توسط تزریق انتی اسکالانت می‌باشد. تزریق آنتی اسکالانت باعث کاهش PH و در نتیجه افزایش حلالیت کربنات کلسیم می‌شود. یکی دیگر از نتایج تزریق انتی اسکالانت این است که غلظت این ماده به‌اندازه کافی موجب حل‌شدن مجدد رسوب‌های کربنات کلسیمی می‌شود که قبلاً در محل وجود داشته است. وقتی که تزریق اسید به سیستم RO قطع شود، دی‌اکسیدکربن فوق اشباع تمایل دارد که از آب جدا شود، همین که این عمل اتفاق افتد PH آب افزایش می‌یابد، در المنت‌های انتهایی سیستم که غلظت نمک‌ها در حداکثر مقدار است ممکن است افزایش PH به حدی باشد كه كربنات کلسیم رسوب کند.

علل لایه‌ گذاری شیمیایی بر روی فیلترها

علل لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) بر روی فیلتر شمیران RO را می‌توان به چهار دسته کلی تقسیم‌بندی نمود:

  • افزایش غلظت مواد معدنی محلول در آب ورودی به غشا
  • افزایش PH آب
  • ایجاد و افزایش سطوح موردنیاز برای ترسیب که با استمرار لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) این سطح موردنیاز افزایش می‌یابد
  • افزایش دمای آب

مشکلات ناشی از لایه‌ گذاری شیمیایی بر فیلترهای غشایی

معمولاً مشکلاتی که در اثر لایه‌گذاری شیمیایی (Scaling) در فیلترهای غشایی به وجود می‌آید، عبارت‌اند از:

  • کاهش کیفیت و مقدار جریان آب عبوری
  • افزایش افت فشار و فشار موردنیاز و مصرف انرژی و هزینه ناشی از آن
  • شست‌وشوهای بیشتر و با فواصل زمانی کمتر برای بهبود عملیات (که منجر به کاهش عمر مفید غشاها و افزایش هزینه می‌شود)
  • از کارافتادگی‌های مکرر و بلندمدت

پارگی و گسیختگی غشا در برخورد با کریستال‌های رسوبی نوک‌تیز تشکیل رسوبات مختلف باتوجه‌به ماهیت رسوب قابل‌کنترل یا غیر کنترل می‌باشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو می‌شوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارایی سیستم RO ممبران می‌شوند.

بنابراین باید با پیش تصفیه مناسب، کار با میزان جریان‌های طراحی و تزریق مواد شیمیایی مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود. رسوب و گرفتگی قادر به کاهش فضای مؤثر بین مواد بوده و موجب کاهش تلاطم جریان می‌شوند که نتیجه آن، افزایش پلاریزاسیون غلظت در سطح غشا است. هر چه غلظت محلول در سطح غشا بیشتر باشد به همان نسبت، املاح بیشتری از خود عبور می‌دهد.

وقتی که سطح مؤثر غشا کاهش یابد، تلاطم کاهش خواهد یافت و تمیز نمودن سطح غشا مشکل‌تر می‌شود؛ زیرا امکان فرستادن محلول شیمیایی به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد کاهش می‌یابد. امکان جلوگیری از تشکیل رسوب با استفاده از بازدهی صحیح سیستم و تزریق مواد شیمیایی وجود دارد.

مواد بازدارنده با جلوگیری از رشد کریستال نمک، سرعت فرایند ته‌نشینی را کاهش می‌دهند. این مواد در سطح کریستال نمک تشکیل شده جذب و با جلوگیری از جذب بیشتر نمک فوق اشباع در سطوح کریستال، سرعت گسترش کریستال نمک را کاهش می‌دهند و به‌این‌ترتیب هسته‌های اولیه کریستال هرگز به‌اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمی‌رسند.

اکثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره ذرات معلق نمک، آهن یا مواد جامد آلی صورت‌گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیون‌های موجود در محلول می‌شود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگ‌تر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری می‌نماید.

بازدارنده‌ های رسوب فقط در کاهش فرایند تشکیل رسوب یا کاهش فرایند و تراکم ذرات رسوب مؤثرند و فرایند ترسیب را به طور کامل متوقف نمی‌سازند. البته در یک سیستم RO کافی است تا مواد بازدارنده از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم به‌خوبی عمل کند.

انواع آنتی اسکالانت

انواع آنتی اسکالانت

انواع مواد بازدارنده رسوب

آنتی آسکالانت پایه فسفوناته (فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت)

اغلب آنتی اسکالانت‌ها دارای ساختار مولکولی با گروه‌های عاملی شامل اسید کربوکسیلیک (-COOH) یا فسفات هستند. مولکول‌های پلی‌آکریل با وزن مولکولی پایین (جرم مولکولی بین ۵۰۰۰-۱۰۰) شامل چندین گروه عامل اسید کربوکسیلیک هستند و به طور مشترک در بسیاری از بازدارنده‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. این بازدارنده‌ها در جلوگیری از تشکیل سولفات و کربنات جزء بهترین‌ها هستند، اما خاصیت پراکنده‌سازی آنها محدود است.

انتی اسکالانت فلوکن 260 در بشکه 230 کیلویی را از دکتر کمیکال با بالاترین کیفیت خریداری کنید.

آنتی اسکالانت هگزا متا فسفات سدیم (SHMP)، يکی از موادی است که به‌عنوان بازدارنده انتخاب می‌شود؛ زیرا علاوه بر نقش بازدارندگی خوب، ارزان‌قیمت نیز می‌باشد. از جمله معایب این ماده، ناپایداری و نیز انحلال دشوار آن در آب است. در حقیقت اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هیدرولیز می‌شود که در PH خنثی با كلسیم ترکیب شده و فسفات تشکیل می‌‌دهد. این نمک می‌تواند موجب گرفتگی غشای سیستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به‌عنوان یک بازدارنده رسوب برای سیستم‌های RO به دلیل وابستگی زیاد آن به مصرف صحیح، عمومیت پیدا نکرده است.

ضد رسوبات ارگانو فسفونات‌ها در مقایسه با سدیم هگزا متا فسفات پایدارتر هستند. خواص بازدارندگی و پراکنده‌سازی این ماده شبیه به سدیم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سدیم هگزا متا فسفات، این ماده پایدار است.

پلی‌آکریل با جرم مولکولی سنگین (جرم مولکولی بین ۶۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰) در پراکنده‌سازی بهترین اثر را دارد، اما به اندازهٔ آکریل‌های سبک در بازدارندگی رسوب مؤثر نيستند.

همان‌طور که پیش‌ازاین گفته شد، کاربرد بازدارنده‌های ترکیبی، نتایج بهتری را نسبت به بازدارنده‌های تک مولکولی از خود نشان می‌دهند. در صورت استفاده از یک بازدارنده تک مولکولی، احتمال بیشتری وجود دارد که تزریق بیش از حد بازدارنده موجب شود که خود بازدارنده به‌صورت کاتیون چند ظرفیتی از محلول خارج شود. با ترکیب تولیدات و استفاده از بازدارنده چند مولکولی، سایر بازدارنده‌ها می‌توانند در جلوگیری از رسوب‌دهی اولین بازدارنده مؤثر باشند. همچنین به غلظت کمتری از هر یک از اجزای مستقل بازدارنده‌ها نیاز خواهد بود.

بعضی انواع بازدارنده‌های ترکیبی، شامل پلی‌آکریل با جرم مولکولی سبک‌وسنگین هستند تا از قدرت کافی برای بازدارندگی و پراکنده‌سازی برخوردار باشند. به‌علاوه سایر بازدارنده‌ها، ترکیبی از ارگانوفسفات اکریلات با جرم مولکولی سبک‌تر هستند که علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصیات یک بازدارنده را دارا هستند.

بعضی اوقات، فعالیت بیولوژیکی در تانک بازدارنده رسوب می‌تواند موجب ایجاد مشکل شود. رشد بیولوژیکی می‌تواند موجب انسداد مسیر خوراک پمپ تزریق شده و در نتیجه جریان بازدارنده متوقف شود. معمولاً مواد بازدارنده یا معلق نگهدارنده حاوی مقداری مواد بایوسید نیز هستند. اما باید در زمان رقیق‌سازی این محلول‌ها در تانک‌های مصرف روزانه دقت کافی مبذول گردد تا غلظت این مواد بایوساید در محلول رقیق از حداقل مقدار مؤثر کمتر نشود. این مقدار معمولاً از سوی سازندگان قید می‌شود.

باتوجه‌به اینکه مواد بازدارنده فرایند ترسیب را کند نه متوقف می‌نمایند، لذا نباید سیستم برای مدت طولانی در حالت فوق اشباع از نمک‌ها، خارج از سرویس باقی بماند. معمولاً یک شیر اتوماتیک برقی به طور موازی با جریان دفعی نصب می‌شود تا درست قبل از سرویس و خارج‌شدن سیستم باز شده و از نمک‌های فوق اشباع تخلیه گردد.

در برخی موارد از یک تانک برای تزریق دو یا چند ماده شیمیایی در زمان‌های مختلف استفاده می‌شود. در این صورت باید دقت کافی معطوف به عدم اختلاط مواد با یکدیگر گردد تا لطمه‌ای به کارایی آنها و سیستم وارد نشود.

انتی اسکالانت پایه پلیمر

مزایای آنتی آسکالانت‌های پلیمری

  • غلظت بالایی دارند.
  • اجازه رسوب‌گذاری به هیچ نوع رسوب کربناتی و فسفاتی را نمی‌دهد.
  • جهت طیف وسیعی از آب‌ها از جمله آب دریا، آب‌شور چاه‌ها، آب‌های سخت شیرین، آب‌های با سختی زیر ۱۰۰۰ ppm استفاده می‌گردند.
  • به علت قدرت بالای کیلیت کنندگی (chelating agent) عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد.
  • با نرخ خوردگی بسیار پایین‌تر (ضد خوردگی).
  • غیرسمی بوده و مشکلات پوستی و تنفسی جهت انسان ندارند.
  • عملکرد خوب پراکنده‌کنندگی (dispersant) در برابر رسوبات کربناتی و سولفاتی دارند.
  • نیاز به شستشوی تمبر این را در فاصله زمانی طولانی‌تری فراهم می‌کنند.
  • احتمال تشکیل جلبک و آلاینده‌های زیستی را به مقدار زیادی کاهش می‌دهند.

روش‌ های مختلف استفاده از ضد رسوب

فسفونات‌ها، پلیمرها و مشتقات اینولین، دیسپرسانت خیلی مؤثری هستند که از فولینگ جلوگیری می‌کنند. تولید بخار در بویلرها اغلب نیازمند سطح بالایی از تصفیه آب و نگهداری سیستم‌های آن‌ها است. در دماهای بالای درون بویلرها، ایجاد رسوب می‌تواند به‌عنوان مشکلی جدی مطرح شود که سبب گرم‌تر شدن بیشتر لوله‌ها و افزایش پتانسیل شکستنشان گردد. آنتی اسکالانت‌های فسفوناته و پلیمری می‌توانند درون بویلرها به دو شکل استفاده شوند:

  1. انتی اسکالانت‌های فسفونات‌ها و پلیمری می‌توانند به‌جای تشکیل ترکیب سخت و چسبنده کربنات کلسیم، تشکیل فسفات کلسیم دهند که چسبندگی کمتری داشته و پراکنده است.
  2. انتی اسکالانت‌های فسفوناته و پلیمری می‌توانند در فرایندھای تکمیلی جلوگیری از رسوب کربنات کلسیم، با کاهش مقدار کی لیت، سبب کاهش میزان خورنده بودن این فرایند شوند.

به‌طورکلی میزان تزریق انواع مواد ضد رسوب آب بستگی به پارامترهایی متعددی مانند آنالیز آب، میزان دبی، دما، pH ، میزان ریکاوری سیستم، منبع آب، نوع ممبران و نحوه آرایش ممبران‌ها دارد. به طور معمول میزان تزریق آنتی اسکالانت‌ها در محدوده ١ الی ۶ ppm است. رابطه ذیل نحوه محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت را بیان می‌کند:

محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت

محاسبه میزان تزریق آنتی اسکالانت

معیاب استقاده از انتی اسکالانت نامرغوب

  • کاهش ظرفیت تولید
  • بالارفتن میزان نمک‌های محلول در آب تولید TDS خروجی تولید
  • افزایش فشار بر پمپ‌های طبقاتی و کاهش طول عمر پمپ و افزایش برق مصرفی ناشی از بالارفتن میزان آمپر
  • تعدد شستشوی ممبران ناشی از گرفتگی و کاهش طول عمر در ممبران‌ها و تعویض زودهنگام ممبران‌ها

گلوکونات سدیم چیست؟

گلوکونات سدیم که نمک سدیم اسید گلوکونیک نیز نامیده می‌شود، از تخمیر گلوکز تولید می‌شود. ظاهر گلوکونات سدیم پودر کریستالی سفید است؛ بنابراین این ماده در آب بسیار محلول است. دارای ویژگی‌های غیرسمی، غیر خورنده و زیست‌تخریب‌پذیر است. علاوه بر این، به‌عنوان یک ماده افزودنی شیمیایی مهم می‌تواند به طور گسترده در زمینه‌های مختلف مانند بتن، صنعت نساجی، حفاری نفت، صابون، لوازم آرایشی، خمیردندان و غیره استفاده شود.

ویژگی‌ های سدیم گلوکونات

شکل ظاهری: پودر کریستالی سفید

درصد خلوص: حداقل 98 درصد

درصد سولفات (SO4-2): حداکثر  0.05

درصد کلرید (Cl): حداکثر 0.07

فلزات سنگین: ppm10 Max

درصد گلوکز: 0.7 Max

PH (محلول آب 10٪): 6.2 تا 7.5

نمک آرسنیک: ppm2 max

کاربردهای گلوکونات سدیم

گلوکونات سدیم 98% می‌تواند به‌عنوان کندکننده بتن استفاده شود و می‌تواند زمان‌گیرش اولیه و نهایی بتن را به تأخیر بیندازد. به‌طورکلی، کندکننده بتن گلوکونات می‌تواند زمان‌گیرش بتن را چند روز افزایش دهد بدون اینکه بر مقاومت بتن تأثیر بگذارد. علاوه‌براین، سدیم گلوکونات همچنین می‌تواند نقش یک عامل کاهنده آب را ایفا کند که کارایی و استحکام بتن را بهبود می‌بخشد.

این ماده را می‌توان برای تولید فراورده‌های نفتی و گل حفاری میدان نفتی استفاده کرد. همچنین می‌تواند به طور مؤثر برچسب بطری و زنگ گردن بطری را از بین ببرد. برای مسدودکردن نازل و خط لوله بطری واشر آسان نیست. علاوه بر این، تأثیر بدی بر غذا یا محیط‌زیست نخواهد داشت.

سدیم گلوکونات به‌عنوان یک مهارکننده خوردگی آب خنک‌کننده در گردش، اثر هماهنگ خوبی دارد. برخلاف بازدارنده‌ های خوردگی عمومی، مهار خوردگی Sodium gluconate با افزایش دما افزایش می‌یابد.

ترکیبی با فرمول NaC6H11O7 است. از آنجایی سدیم گلوکونات به‌عنوان یک بازدارنده خوردگی عمل می‌کند، به محافظت از میله‌های آهنی مورداستفاده در بتن در برابر خوردگی کمک می‌کند. هنگامی که گلوکونات سدیم بیش از ppm 200 در آب وجود داشته باشد، از فولاد و مس در برابر خوردگی محافظت می‌کند.

سدیم گلوکونات را می‌توان به‌عنوان مخلوط سیمان، افزودنی سیمان استفاده کرد. با افزودن آن، زمان انجماد اولیه سیمان طولانی می‌شود. سپس مدت‌زمان ماندگاری افزایش می‌یابد. پس از افزودن مقدار معینی سدیم گلوکونات به سیمان، انعطاف‌پذیری و مقاومت بتن به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌یابد.

گلوکونات به‌عنوان تثبیت‌کننده کیفیت آب عمل می‌کند. سدیم گلوکونات به طور گسترده در رنگرزی پارچه، چاپ و تصفیه آب سطح فلز استفاده می‌شود.

جهت خرید مواد تصفیه آب با دریافت نمونه محصول با دکتر کمیکال تماس بگیرید.

کاربرد گلوکونات سدیم

کاربرد گلوکونات سدیم

Sodium gluconate همچنین به‌عنوان یک عامل کی لیت، یک عامل تمیزکننده سطوح فولادی، یک عامل تمیزکننده برای بطری‌های شیشه‌ای و به‌عنوان یک عامل کی لیت برای صنایع سیمان، آبکاری و رنگرزی آلومینا استفاده می‌شود.

یک پودر سفیدرنگ است که در آب بسیار محلول است. سدیم گلوکونات از تخمیر گلوکز تولید می‌شود. این ماده خورنده نیست، غیرسمی، زیست‌تخریب‌پذیر است.

سدیم گلوکونات در برابر اکسیداسیون و کاهش حتی در دماهای بالا مقاوم است. ویژگی اصلی گلوکونات سدیم قدرت کی لیت عالی آن است، به‌ویژه در محلول‌های قلیایی و غلیظ قلیایی. گلوکونات یک کلات متعادل با کلسیم، آهن، مس، آلومینیوم و سایر فلزات سنگین تشکیل می‌دهد. گلوکونات یک عامل کلات کننده برتر نسبت به EDTA، NTA و فسفونات‌ها است.

Sodium gluconate در زمینه پزشکی می‌تواند تعادل اسیدی و قلیایی را در بدن انسان حفظ کرده و عملکرد طبیعی اعصاب را بازگرداند. این ماده را می‌توان در پیشگیری و درمان سندرم سدیم کم استفاده کرد. همچنین می‌توان به‌عنوان تثبیت‌کننده کیفیت آب استفاده کرد؛ زیرا دارای ظرفیت مسدودکننده عالی برای مرگ است. سدیم گلوکونات به‌عنوان پاک‌کننده سطوح فلزات استفاده می‌شود. به‌عنوان یک ماده تمیزکننده برای بطری‌های شیشه‌ای استفاده می‌شود.

همچنین می‌تواند در صنعت ساختمان به‌عنوان یک عامل کاهنده آب و کندکننده استفاده شود. یک کندگیر مؤثر و یک نرم‌کننده خوب و کاهش‌دهنده آب برای بتن، سیمان، ملات و گچ است. گلوکونات در محصولات لبنی، غذاهای رژیمی، ترکیبات گیاهان و ادویه‌جات، محصولات گوشتی استفاده می‌شود.

در مراقبت از دندان، مراقبت از پوست، لوازم‌آرایش استفاده می‌شود. در پاک‌کننده‌ها، در شوینده‌های ظرف‌شویی، مواد پاک‌کننده خانگی، مواد شوینده صنعتی، مواد شیمیایی کشاورزی، مواد شیمیایی ساختمانی، جوهر / رنگ / رنگ، تکمیل فلز، مواد کمکی کاغذ، مواد شیمیایی عکس، مواد کمکی نساجی، تهویه آب استفاده می‌شود. گلوکونات سدیم با تشکیل کمپلکس‌های پایدار با کلات‌ها و یون‌های مختلف از واکنش‌های شیمیایی جلوگیری می‌کند.

به‌عنوان یک ماده تمیزکننده که سطح فولاد را تمیز می‌کند استفاده می‌شود. با کمک سدیم گلوکونات، مواد پوشش و سطح فولاد به طور محکم به هم می‌چسبند. درصورتی‌که سطوح فولادی برای مصارف خاص نیاز به آبکاری با پلاتین، کروم، قلع و نیکل داشته باشند، تمامی سطوح روکش و فولادی باید کاملاً شسته شوند تا محکم بچسبند. این ماده نیز می‌تواند برای زمینه‌های صنعتی مانند آبکاری الکتریکی، تولید فیلم استفاده شود.

گلوکونات سدیم دارای اثر بازدارندگی عالی است، به طور گسترده‌ای برای تثبیت‌کننده کیفیت آب مانند سیستم آب خنک‌کننده در گردش شرکت‌های پتروشیمی، دیگ بخار کم‌فشار، عامل تصفیه سیستم آب خنک‌ کننده موتور استفاده می‌شود. یک اثر هماهنگی مشخص دارد که خاص است.

برای مولیبدن، تنگستن، سیلیکون، فسفر، نیتریت و فرمول‌های دیگر مناسب است، زیرا اثر هماهنگی، اثر جلوگیری از خوردگی تا حد زیادی بهبود می‌یابد. سدیم گلوکونات با افزایش دما و سرعت خوردگی باعث بازدارنده خوردگی عمومی می‌شود.

گلوکونات با خواص کمپلکس کنندگی عالی در محلول‌های قلیایی و غلیظ قلیایی، به‌عنوان کندکننده، نرم‌کننده / کاهش‌دهنده آب و تلخی، در مواد غذایی، لوازم آرایشی – شوینده، پزشکی و بسیاری از صنایع استفاده می‌شود. می‌تواند کلسیم اضافی، یون‌های آهن و فلزات سنگین را متصل کند؛ بنابراین به طور گسترده در صنایع غذایی استفاده می‌شود.

سدیم گلوکونات به دلیل ترکیب کمپلکس، پراکندگی، خواص ضد خوردگی، پایداری در محیط قلیایی قوی و حلالیت خوب، یک کمپلکس کننده عالی برای تشکیل کشت‌های قلیایی است.

شوینده‌های حاوی سدیم گلوکونات در صنایع لبنی و شیشه و همچنین در صنعت دلستر به‌عنوان ابزاری برای کاهش رسوب استفاده می‌شود. استفاده از سدیم گلوکونات در تولید فولاد، باعث بهبود وضعیت فلزات و جلوگیری از تجمع نمک در سطوح آنها می‌شود. شست‌وشوی تایر و تجهیزات با محلول‌های حاوی سولفامید اسید و باعث ازبین‌رفتن رسوبات معدنی و آلی روی سطوح و جلوگیری از تجمع کلسیم می‌شود.

به‌عنوان افزودنی به سیمان در صنعت نفت و همچنین به محلول مورداستفاده در چاه‌های تولیدی اضافه می‌شود.

در متالورژی به‌عنوان یک عامل کی لیت که یون‌های فلزی را به یکدیگر متصل می‌کند و جداسازی رسوب را در طول فرایند لیچینگ تسهیل می‌کند، استفاده می‌شود.

سدیم گلوکونات در شوینده

سدیم گلوکونات در شوینده

به‌عنوان پاک‌کننده خاک برای مواد شوینده لباس کمک می‌کند؛ زیرا این ماده پیوند کلسیمی را که کثیفی را روی پارچه نگه می‌دارد می‌شکند و از رسوب مجدد خاک روی پارچه جلوگیری می‌کند.

به محافظت از فلزاتی مانند فولاد ضدزنگ در هنگام استفاده از پاک‌کننده‌های قوی بر پایه سوزاننده کمک می‌کند.

به تجزیه فلس، سنگ شیر و آبجو کمک می‌کند. به دلیل میل ترکیبی قوی با یون‌های فلزی در آبکاری و تکمیل فلزات استفاده می‌شود.

سدیم گلوکونات که به‌عنوان یک جداکننده عمل می‌کند محلول را تثبیت می‌کند و از ایجاد واکنش‌های نامطلوب در حمام از ناخالصی‌ها جلوگیری می‌کند.

خواص کیلاسیون گلوکونات سدیم به آند کمک می‌کند و بنابراین کارایی حمام آبکاری را افزایش می‌دهد.

گلوکونات را می‌توان در حمام‌های آبکاری مس، روی و کادمیوم برای درخشندگی و افزایش درخشندگی استفاده کرد.

در مواد شیمیایی کشاورزی و به‌ویژه کودها استفاده می‌شود. سدیم گلوکونات به گیاهان و گیاهان کمک می‌کند تا مواد معدنی لازم را از خاک جذب کنند.

در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ استفاده می‌شود که یون‌های فلزی را که باعث ایجاد مشکلاتی در فرایندهای سفیدکننده پراکسید هیدروژن و هیدرو سولفیت می‌شود، کلات می‌کند.

تولید گلوکونات سدیم

تولید گلوکونات سدیم درجه فنی از ترکیب اسید گلوکونیک مایع – سدیم گلوکونات از نوع توصیف شده در مقیاس صنعتی با خنثی‌سازی، محصولی غلیظ یا برنزه می‌دهد، نه محصول سفیدرنگ موردنظر.

ناخالصی‌های کمیاب توسط کربوهیدرات‌های احتمالی و عملیات حرارتی در فرایند خشک‌کردن ایجاد می‌شوند. در نتیجه سدیم گلوکونات با گرید فنی تولید می‌شود که به‌جای سفید به رنگ قهوه‌ای مایل به زرد است که از نظر ظاهری ترجیح داده می‌شود و درعین‌حال کارایی محصول را مختل نمی‌کند.

جداکردن گلوکونات خالص با کریستالیزاسیون امکان‌پذیر است، اما تا حدودی گران‌تر است و همچنین ترجیح داده می‌شود که با تبخیر مستقیم محلول آبی Sodium gluconate، ضمن اجتناب از تغییر رنگ محصول جامد حاصل، یک سدیم گلوکونات تولید شود.

سدیم گلوکونات یک نمک سدیم آلی با D-گلوکونات به‌عنوان یون ضد است. همچنین نقش کی لیتور دارد. حاوی D-گلوکونات است. به‌خوبی در آب حل می‌شود؛ اما کمی در الکل اتیلیک محلول است.

روش‌ های رایج تولید گلوکونات سدیم عبارت‌ اند از:

اکسیداسیون الکترولیتی، تخمیر زیستی، اکسیداسیون کاتالیزوری ناهمگن و اکسیداسیون همگن. روش اکسیداسیون الکترولیتی Sodium gluconate در مخزن الکترولیتی با افزودن الکترولیت مناسب به محلول نقطه جریان ثابت دما و چگالی جریان مناسب و افزودن محلول گلوکونات سدیم است.

سدیم گلوکونات به‌ندرت در تولید صنعتی استفاده می‌شود. در فرمول‌های افزودنی طراحی شده برای عناصر ساختاری محکم تقویت شده؛ مانند ستون‌ها، دیوار پرده و تیرها. سدیم گلوکونات در فرمول‌های افزودنی طراحی شده برای کف‌های صنعتی استفاده می‌شود.

شرکت دکتر کمیکال تأمین‌کننده مواد اولیه شیمیایی صنعتی صنایع مختلف است. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد نحوه خرید مواد شیمیایی و قیمت با کارشناسان بخش فروش در تماس باشید.

برای جلوگیری از رسوب کلسیم چه باید کرد؟

در این مقاله به دنبال تدوین استراتژی انتخاب بهترین سطح هر ماده برای یک سیستم خاص (ضد رسوب سیستم آبی) هستیم و موضوعاتی از جمله غلظت، سیستم گردش و تأمین مناسب به‌نحوی‌که ماده فعال همواره در سطوح موردنظر وجود داشته باشد، مطرح می‌شود. به همین منظور به بررسی ذرات فلزی و ترکیبات عامل سختی که ممکن است باعث ایجاد مشکل در سیستم آب خنک‌کننده چرخشی شوند و راه‌هایی برای خنثی‌سازی، مقابله و پراکندگی آن‌ها می‌پردازیم.

کنترل رسوب

به نظر می‌رسد که گروه عاملی کربوکسیل در پلیمرها برای مهار کلسیم کربنات ضروری است و هر چه مقدار کربوکسیل یک پلیمر بیشتر باشد، عملکرد بهتری خواهد داشت.

PMA، در مورد کلسیم کربنات از عملکرد بهتری نسبت به پلی آکریلات و فسفونات برخوردار است؛ اما در سایر موارد ممکن است این‌چنین نباشد. به همین دلیل هنگامی که PMA استفاده می‌شود ، اغلب با یک فسفونات و احتمالاً یک پلیمر دیگر (پلی آکریلات) همراه است.

کلسیم سولفات

تجربه نشان داده است که پلی آکریلات بهترین گزینه برای مهار کلسیم سولفات است. مقایسه نسبی این ترکیبات به صورت زیر است:

بازدارنده کلسیم سولفات

بازدارنده کلسیم سولفات

سولفوریک اسید دیگر به طور گسترده برای کاهش قلیائی‌ات مورداستفاده قرار نمی‌گیرد و در نتیجه، مشکلات مربوط به کلسیم سولفات مثل سابق رایج نیست. با پیشرفت تکنولوژی پلیمرها در کنترل قلیائیت، کاربرد اسیدها محدود شد.

ضد مقیاس

ضد مقیاس

به دلیل حلالیت نسبتاً زیاد، کلسیم سولفات به‌خودی‌خود از نظر ایجاد رسوب نگران‌کننده نیست؛ اما کلسیم کربنات ممکن است یک سایت مؤثر در ایجاد هسته برای تبلور کلسیم سولفات به شمار می‌رود.

کلسیم پلی آکریلات

ازآنجایی‌که پلی آکریلات‌ها از توانایی مهارکنندگی متوسط برخوردار هستند، تشکیل رسوب ترکیبات آن می‌تواند به یک مشکل تبدیل شود. علاوه بر این، ازدست‌دادن پلی آکریلات آزاد باعث کاهش قدرت پراکندگی می‌شود. پلی آکریلات با وزن مولکولی پایین‌تر (۲۰۰۰ amu) بیش از ۵۰٪ تحمل کلسیم بیشتری از انواع دارای وزن مولکولی بالاتر (۵۰۰۰ amu) دارد و اینکه پلی آکریلات‌های دارای واکنش با حلال حدود ۲۵٪ تحمل بیشتری نسبت به انواع آبی دارند. این نگرانی‌ها بیشتر مربوط به مواردی هستند که پلی آکریلات‌ها به‌تنهایی استفاده می‌شوند.

حلال کربنات کلسیم

حلال کربنات کلسیم

کلسیم کربنات

اگرچه پلیمرها عامل مؤثری برای کنترل رسوب کلسیم کربنات به شمار می‌روند، اما سایر ترکیبات، به‌ویژه فسفونات‌ها، کارایی بیشتری دارند. مهم است که پیش از تشکیل رسوب کلسیم کربنات آن را کنترل کنیم به‌جای اینکه پس از تشکیل رسوب برای پراکندگی آن تلاش کنیم. کنترل اولیه کلسیم کربنات با استفاده از فسفونات‌ها، و با کمک پلیمرها و تری پلیمرها امکان‌پذیر بوده و سیستم را تثبیت می‌کند.

در ادامه، ترکیبات مختلف از نظر قابلیت کنترل رسوب با هم مقایسه می‌شوند که این اطلاعات از نمودارهای میله‌ای موجود در مقالات تکنیکی مختلف استخراج شده است.

نتایج بررسی و مقایسه محصولات پیشنهادی برای مهار کلسیم کربنات حاکی از آن است که کوپلیمرها و ترپلیمرهای تجاری در دسترس، به‌خوبی فسفونات‌ها و هموپلیمرها عمل نمی‌کنند. نتیجه این مقایسه به شکل زیر است: (در pH 8 و ۱۰)

polymers

polymers

در مواردی که مقررات، تخلیه فسفر را ممنوع می‌کند، پلیمرها به بهترین گزینه تبدیل می‌شوند. در شرایط سختی و قلیایی بالا، پلی آكریلات‌های واکنش‌دهنده با حلال به‌عنوان مهارکننده کلسیم کربنات نسبت به نسخه‌های دارای واکنش آبی مؤثرتر هستند. در شرایط معتدل‌تر، اختلاف بین این دو نوع کاهش می‌یابد. نتایج مقایسه طیف وسیعی از ترکیبات مختلف نشان می‌دهد که HEDP و هموپلیمرها از این کوپلیمر و ترپلیمرها مؤثرتر هستند.

مهارکننده کارونات کلسیم

مهارکننده کارونات کلسیم

بیشتر بخوانید: کوپلیمر چیست

جهت فروش hedp با دکتر کمیکال در تماس باشید.

کلسیم فسفونات

باتوجه‌به حلالیت محدود فسفونات‌ها، مشخص شد که یک ترپلیمر رسوب کلسیم-HEDP را بسیار مؤثرتر از یک کوپلیمر کنترل می‌کند به‌طوری‌که با افزایش دما، pH و سختی این برتری همچنان وجود خواهد داشت. هموپلیمرها تأثیر قابل‌توجهی در پایداری فسفونات ندارند. در واقع عملکرد DCP (پلیمر كنترل رسوب) به‌عنوان مهارکننده Ca-HEDP به‌شدت به ساختار پلیمر بستگی دارد. در بین پلیمرها، ترپلیمرهای حاوی سولفونیک اسید بهترین گزینه، سپس پلی مالئیک انیدرید و یک پلی آکریلات گزینه‌های بعدی هستند.

کلسیم فسفات

کوپلیمرهای AMPS هنگامی که آهن موجود نباشد، به‌عنوان یک دیسپرسنت عالی برای کلسیم فسفات عمل می‌کنند. درصورتی‌که میزان آهن کم باشد، کوپلیمر AMPS به‌خوبی ترپلیمرها در مهار کلسیم فسفات مؤثر هستند. مطالعات نشان می‌دهد که ترپلیمرها تقریباً دوبرابر کوپلیمرها در حضور ۱٫۰ میلی‌گرم در لیتر آهن مؤثر هستند.

هنگامی که آهن به ۲٫۵ میلی‌گرم در لیتر افزایش یابد، ترپلیمر تقریباً سه برابر کوپلیمر مؤثر است و هر دو تحت این شرایط به‌مراتب از پلی آکریلات همو پلیمر برتر هستند. با پذیرش برتری کوپلیمرها و ترپلیمرها نسبت به هموپلیمرها برای کنترل کلسیم فسفات، می‌توان با به‌کارگیری کوپلیمرها در کنار هموپلیمرها در هزینه‌ها صرفه‌جویی کرد. اگرچه اضافه‌کردن یک ماده افزودنی دیگر ممکن است هزینه‌ها را کمی بالا ببرد و منافع اقتصادی استفاده از این ترکیبات باید موردبحث و بررسی دقیق قرار گیرد.

خرید ترپلیمر AA/AMPS با بهترین کیفیت

بررسی‌ها نشان می‌دهد که ۱۰ میلی‌گرم بر لیتر از کوپلیمر AA / SA-25 برای دستیابی به ۹۰٪ مهار رسوب فسفات موردنیاز است، و تنها ۷٫۵ میلی‌گرم بر لیتر از ترپلیمر AA / SA / SS برای رسیدن به همین سطح کافی است. محاسبات نشان می‌دهد که در این دوز، هزینه استفاده از ترپلیمر بیش از هزینه کوپلیمر نیست.

هرچقدر محلول از فسفات کلسیم اشباع شود، نیاز به پلیمر افزایش می‌یابد و کنترل سخت‌تر می‌شود. به‌منظور اصلاح این وضعیت، ترکیبات و محصولات دیگری توسعه‌یافته‌اند.

آهن

آهن محلول

آهن به هر شکلی که باشد و حتی در غلظت های کم ، می تواند به طور جدی در توانایی های پراکندگی پلیمرها و سایر مواد شیمیایی تصفیه اختلال ایجاد کند. در شرایط آزمایش، كلسیم به عنوان دیسپرسنت آهن اکسید در عملكرد پلی آكریلیک اسید اختلال ایجاد می‌کند. AA / SA حتی در غلظت بالای یون کلسیم به عنوان یک ماده دیسپرسنت مؤثر باقی می ماند؛ زیرا نسبت به یون کلسیم نسبتاً غیر حساس است.

ذرات آهن

پلیمرها مؤثرترین مواد شیمیایی برای پراکندگی ذرات اکسید آهن هستند. به‌طورکلی، پلی فسفات‌ها و فسفونات‌ها قدرت پراکندگی ضعیفی دارند. به‌طورکلی می‌توان گفت:

پلیمرهای پخش کننده

پلیمرهای پخش کننده

خاک رس و گل‌ولای

برخی از هموپلیمرها (به‌ویژه پلی آکریلات با وزن مولکولی ۵۰۰۰) برای پراکندگی رس و لجن کاملاً کارآمد هستند، اما کوپلیمرها و ترپلیمرهای جدیدتر حتی مؤثرتر و همچنین در برابر تداخل از سمت همین منابع مقاوم هستند

کنترل خوردگی

پلیمرها در مهار خوردگی خیلی مؤثر نیستند. به طور معمول، در غلظت‌های مورداستفاده، پلیمرها به‌خودی‌خود خورنده نبوده یا خوردگی کمتری نسبت به سایر گزینه‌های موجود دارند. اما قابلیت آن‌ها در پراکندگی رسوبات به تمیز نگه‌داشتن سطوح و مقاومت در برابر انواع خوردگی بخصوص نوعی از خوردگی که با وجود رسوبات مرتبط است، کمک می‌کند.

درحالی‌که فسفونات‌ها به طور معمول برای جلوگیری از رسوب کربنات کلسیم مورداستفاده قرار می‌گیرند، از مزیت مهار خوردگی کاتدی محدودی نیز برخوردار هستند که در صورت ترکیب با عوامل قدرتمندی مانند فسفات، مولیبدات، روی یا HPA بهبود می‌یابد.

برای جلوگیری از رسوب کلسیم چه باید کرد

راهنمای انتخاب ضد رسوب و ضدخوردگی

  • یک فسفونات مانند HEDP و یا PBTC برای کنترل رسوبات کلسیم کربنات، آهن و سیلت (لجن) ضروری است.
  • فسفونات‌ها ترکیبات مؤثری جهت جلوگیری از خوردگی هستند.
  • روی با کارایی کاتدی با سایر مهارکننده‌ها دارای اثر هم‌افزایی بوده و تحت شرایط شدید خوردگی مؤثر خواهد بود.
  • HPA به دلیل حلالیت بالا، پایداری و قابلیت مهار خوردگی در تمام سیستم‌های تصفیه لازم است.
  • ترپلیمرها دیسپرسنت مناسبی برای کمپلکس‌هایی فسفات و فسفونات هستند.
  • باتوجه‌به موارد بالا همه فرمولاسیون‌ها باید شامل PBTC ، HPA و ترپلیمرها باشند، هم به دلیل کارایی هرکدام به‌صورت جداگانه و هم به دلیل اثر هم‌افزایی که کنار هم دارند.
  • آزول‌ها از فلزات غیرآهنی محافظت کرده و همچنین از آلاینده‌های فلزی جلوگیری می‌کند و به همین دلیل در اکثر فرمول‌ها استفاده شد است. (بنزوتیازول، تولیل تریازول، مرکاپتوبنزوتیازول)

نکات استفاده صحیح از ضد رسوب و ضدخوردگی

به‌منظور استفاده صحیح و بهینه از ترکیبات موجود توجه به موارد زیر ضروری است:

  • از اوردوز بپرهیزید.
  • کمپلکس کلسیم با AMP و HEDP ، مانند روی و فسفات، حلالیت پایینی دارد که این مسئله با بالارفتن PH و دما تشدید می‌شود. PBTC مقاوم‌ترین ترکیب در برابر مشکل حلالیت پایین است. همچنین افزودن کوپلیمرها نیز در این مورد می‌تواند مفید باشد.
  • HEDP و AMP مقاومت کمی در برابر اکسیدکننده‌ها دارند. به طور خاص کلر AMP و برم HEDP را مورد حمله قرار می‌دهد. درحالی‌که PBTC بیشترین مقاومت را از خود نشان می‌دهد. مشکل مشابهی در مورد HPA وجود دارد؛ اما افزودن مونواتانول آمین مفید خواهد بود.

غلظت، سیستم گردش و تغذیه مناسب ضدخوردگی و ضد رسوب

غلظت

در ابتدا یکی از مهم‌ترین تصمیمات که باید گرفته شود تصمیم در مورد غلظت موردنیاز از هر ترکیب شیمیایی در سیستم است. باقی مراحل بیشتر شامل محاسبات مکانیکی برای رسیدن به نرخ تغذیه مناسب و درجه گردش برای یک ترکیب مشخص است.

غلظت را از جهات مختلفی می‌توان مشخص کرد و لازم است که همه موارد را باهم مقایسه کرده و مورد بررسی قرارداد:

  1. ۱٫ فرمول‌ها به‌صورت درصد وزنی ترکیب شیمیایی بیان می‌شوند به طور مثال محلول ۶۰% HEDP .
  2. ۲٫ مشخصات یک محتوای شیمیایی در یک سیستم معمولاً به‌صورت میلی‌گرم در لیتر بیان می‌شود. این مقادیر با اصلاح محصولات شیمیایی برای سطح فعالیت موردنظر به دست می‌آیند. برای مثال ۱% از محلول ۶۰% HEDP به معنی استفاده از ۰٫۶% HEDP فعال است و اگر بر اساس PO4 گزارش کنیم برابر است با ۰٫۵۵۳% PO4. غلظت در سیستم به تعداد گردش‌ها بستگی دارد. برای مثال ۰٫۶% HEDP فعال در ۵ گردش غلظتی معادل ۳% HEDP فعال می‌دهد.

درباره سیستم گردش آب بیشتر مطالعه کنید و اطلاعات بیشتری بدست بیاورید.

گردش

بدیهی است، برآورد سیستم گردش مناسب، نیازمند درک صحیح از غلظت موردنظر یک ماده شیمیایی در سیستم و مقدار موردنیاز در آب میکاپ جهت خوراک سیستم است. اگر میزان کلسیم و سطح قلیایی آب میکاپ مدام تغییر کند، باید چرخه غلظت بادقت کنترل و تنظیم شود تا حداکثر پایبندی به یک برنامه تصفیه حفظ شود و بدون هرگونه مشکل احتمالی انجام شود.

به‌طورکلی، چرخه غلظت بین ۲ و ۸ خواهد بود که با تجزیه‌وتحلیل آب تعیین می‌شود و توسط برنامه‌ای مانند WaterCycle تفسیر می‌شود. سیستم گردش بر اساس چنین محاسباتی معمولاً می‌تواند تغییرات متوسط را تحمل کند. به‌عنوان‌مثال، اگر یک فرمول مبتنی بر ۵ چرخه غلظت باشد، نتایج خوبی را می‌توان از ۴ چرخه نیز به دست آورد، به‌خصوص اگر نرخ غلظت ۲۵% افزایش یابد (۵/۴=۱٫۲۵).

با افزایش چرخش‌ها می‌توان تا حد زیادی در هزینه‌ها صرفه‌جویی کرد؛ اما محدودیت‌های متعددی وجود دارد که باید مدنظر قرار گیرد:

  1. در حضور برخی از نمک‌ها مانند نمک سیلیکات و کلسیم، قبل از اینکه شروع به رسوب‌گذاری کنند تنها امکان تعداد کمی گردش وجود دارد.
  2. در سیستم‌هایی که نشت آب زیاد باشد، چرخه بالایی از غلظت را ایجاد می‌کنند حتی در مواقعی که تخلیه محدود باشد.
  3. به‌طورکلی، افزایش چرخه‌ها با افزایش pH همراه است و همراه آن باعث کاهش خوردگی می‌شود. بااین‌حال، مواد جامد باقی‌مانده ممکن است تمایل به خوردگی و ایجاد رسوب را افزایش دهند، و تا حدودی هرگونه صرفه‌جویی پیش‌بینی‌شده در هزینه‌ها را منتفی کند.
  4. تعداد چرخه بالا همیشه مطلوب نیست! تجربه نشان داده است که برای سیستم‌هایی که بیش از ۸ چرخه دارند، دوز موردنیاز اغلب باید به میزان زیادی افزایش می‌یابد (با هزینه اضافی) و خطر افزایش غلظت فراتر از سطح آستانه وجود دارد.

تزریق

دستورالعمل‌ها برای تزریق مواد شیمیایی تصفیه آب خنک‌ کننده معمولاً بر اساس میزان ۱۰۰ میلی‌گرم در لیتر از ماده شیمیایی تجاری تعیین می‌شود. ازآنجاکه ابزار موردنیاز برای وزن‌کردن مقدار میلی‌گرم و ظروف یک لیتری در اکثر مکان‌های صنعتی در دسترس نیست، بسیاری از اپراتورها از یک واحد ماده شیمیایی در هر ۱۰۰۰ گالن آب استفاده می‌کنند که روش مناسبی برای تزریق ماده شیمیایی به سیستم‌های صنعتی است.

بدیهی است، در مورد یک واحد برای ۵۰۰ گالن باید غلظت را دوبرابر کرد و در مورد یک واحد برای ۲۰۰۰ گالن باید نصف شود. برای سیستم‌های بزرگ‌تر می‌توان از یک گالن برای تصفیه ۱۰، ۸، ۶ یا ۴۰۰۰ گالن استفاده کرد. توجه داشته باشید که تمام محاسبات حجمی به چگالی ماده شیمیایی بستگی دارد. برای به‌دست‌آوردن نرخ تغذیه، چندین رابطه جهت تبدیل واحدها وجود دارد:

units

units

باتوجه‌به روابط زیر محاسبات حجمی نرخ خوراک (F) نیز دشوار نخواهد بود:

تبدیل واحدهای حجمی

تبدیل واحدهای حجمی

مهم است که فرمول مورداستفاده در تولید به‌صورت میلی‌گرم در لیتر، ppm یا درصد وزنی بیان شود. این فرمت اجازه می‌دهد تا درصد هر ماده در فرمول تولید (تنظیم شده برای نرخ خوراک و چرخه) و مقدار آن در سیستم برحسب mg / L (ppm) تعیین شود.

اگر شرایط عملیاتی تعداد چرخه‌های مورد انتظار را تحمل نکند، این ممکن است بیانگر این باشد که سختی بالاتر از حد پیش‌بینی‌شده است یا عوامل محدودکننده دیگری وجود دارد. در این حالت نیاز به افزایش دوز یا تغییر فرمول برای رسیدن به فرمول مناسب آب مورداستفاده است.

 

در صورت نیاز می‌توانید جهت فروش بازدارنده خوردگی و فروش مواد ضد رسوب با شرکت دکتر کمیکال تماس بگیرید و از مشاوره تخصصی در زمینه صنعت موردنظر خود بهره‌مند شوید. همچنین خرید مواد اولیه به صورت عمده در مجموعه ما امکان‌پذیر می‌باشد.

[prod_promo promo_type=’product-promo’ prod_heading=’5168′ cat_heading=’48’ heading=” imgsize=’125′ desktopimg=” mobileimg=” style=’custom-sub’ subheading_size=’15’ label=’اکنون سفارش دهید’ link=’product,5168′ link_target=’_blank’ size=’small’ icon_select=’no’ icon=’ue800′ font=’entypo-fontello’ headingcolor=’custom-color-heading’ headingcustom_font=’#00b578′ subcolor=” custom_subfont=” color=’custom’ custom_bg=’#00b578′ custom_font=’#ffffff’ custom_class=” template_class=” av_uid=’av-kjtuv1zc’ sc_version=’1.0′] بشکه 200 کیلویی / گالن 20 کیلویی فروش انواع ضدرسوب مورد نیاز صنایع مختلف، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید. [/prod_promo]

[prod_promo promo_type=’product-promo’ prod_heading=’5168′ cat_heading=’48’ heading=” imgsize=’125′ desktopimg=” mobileimg=” style=’custom-sub’ subheading_size=’15’ label=’اکنون سفارش دهید’ link=’product,5168′ link_target=’_blank’ size=’small’ icon_select=’no’ icon=’ue800′ font=’entypo-fontello’ headingcolor=’custom-color-heading’ headingcustom_font=’#00b578′ subcolor=” custom_subfont=” color=’custom’ custom_bg=’#00b578′ custom_font=’#ffffff’ custom_class=” template_class=” av_uid=’av-kjwf0d0y’ sc_version=’1.0′] بشکه 200 کیلویی / گالن 20 کیلویی فروشHEDP مورد نیاز تصفیه خانه، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید. [/prod_promo]

[prod_promo promo_type=’product-promo’ prod_heading=’3806′ cat_heading=’48’ heading=” imgsize=’125′ desktopimg=” mobileimg=” style=’custom-sub’ subheading_size=’15’ label=’اکنون سفارش دهید’ link=’product,3806′ link_target=’_blank’ size=’small’ icon_select=’no’ icon=’ue800′ font=’entypo-fontello’ headingcolor=’custom-color-heading’ headingcustom_font=’#00b578′ subcolor=” custom_subfont=” color=’custom’ custom_bg=’#00b578′ custom_font=’#ffffff’ custom_class=” av_uid=’av-kjwf0d0y’] بشکه 200 کیلویی / گالن 20 کیلویی فروشHEDP مورد نیاز تصفیه خانه، جهت کسب اطلاعات بیشتر با دکتر کمیکال تماس بگیرید. [/prod_promo]