DEHA اکسیژن زدای دیگ بخار

دی اتیل هیدروکسی آمین (DEHA) به عنوان یک اکسیژن زدا در سیستم های دیگ بخار در بسیاری از صنایع حدود ۲۰ سال است که استفاده می شود. ترکیب منحصر به فرد آن از خواص، مانند فراریت؛ توانایی غیرفعال کردن سطوح فولادی؛ و سمیت بسیار کم آن باعث می شود تا برای بسیاری از برنامه های کاربردی به عنوان اكسیژن زدا انتخاب شود. کاربرد DEHA در تعدادی از سیستم های مختلف در اینجا مورد بحث قرار گرفته و عملکرد آن با هیدرازین و سولفیت مقایسه می شود.
وجود اکسیژن محلول در منابع آب دیگ بخار با تشدید خوردگی در سیستم خوراک، دیگ و سیستم میعانات بخار می تواند مشکلات جدی را در یک سیستم تولید بخار ایجاد کند. بنابراین، مهم است که اکسیژن را از آب و همچنین میعانات محلول درگیری که در آن رخ می دهد، خارج کنیم.
اولین گام برای از بین بردن اکسیژن از منبع آب دیگ، تخلیه مکانیکی است. با کاهش مقدار اکسیژن، مقدار اکسیژن به حداقل ۷ گرم در لیتر (ppb) می رسد.
مرحله دوم شامل از بین بردن اکسیژن شیمیایی برای از بین بردن مواد باقی مانده است. برای سال ها سولفیت سدیم و هیدرازین انتخاب اصلی به عنوان اکسیژن زدا بودند. با این حال، سولفیت سدیم باعث ایجاد مواد جامد در آب دیگ بخار می شود و هیدرازین سمی است. این عوامل منجر به معرفی اکسیژن زداهای دیگر از جمله دی اتیل هیدروكسیل آمین (DEHA) شد. DEHA به عنوان یک ماده اکسیژن زدا جایگزین هیدرازین معرفی شد و مزایای سمیت بسیار کم و فراریت یک آمین خنثی کننده را ارائه می دهد. DEHA نیز مانند هیدرازین، باعث تشکیل یک فیلم مگنتیت منفعل بر روی سطوح فولادی با کربن کم، می شود و خوردگی را در سیستم به حداقل می رساند.

ویژگی های عملکردی DEHA

DEHA دارای خواص مفیدی به عنوان اکسیژن زدا در سیستم های منبع تغذیه دیگ بخار است:
1. سرعت بالا در حذف کامل اکسیژن در دمای معمولی و pH منبع آب دیگ بخار.
2. باعث تقویت سطح داخلی در سیستم دیگ بخار می شود.
3. DEHA مانند یک آمین خنثی کننده با قابلیت تقطیر از دیگ بخار فرار است و برای محافظت از کل سیستم میعانات بخار و همچنین سیستم تغذیه و دیگ بخار در دسترس است.
4. در اثر گرما، برخی از DEHA برای تولید دو آمین خنثی کننده تخریب می شود که به بالا بردن pH در میعانات کمک می کند.
5. DEHA سمیت بسیار کمی دارد که باعث می شود در سیستم های معمولی دیگ بخار به صورت ایمن و آسان استفاده شود.
هدف متخصصین تصفیه آب، تهیه سطوح عاری از خوردگی در کل سیستم تغذیه / دیگ بخار / میعانات بخار است. ویژگی منحصر به فرد محصولات مبتنی بر DEHA این است که آنها می توانند در یک پکیج ساده محافظت از خوردگی ارائه شوند، استفاده از DEHA بی خطر و آسان است.

واکنش DEHA با اکسیژن

از نقطه نظر استوکیومتری، ۱٫۲ میلی گرم در لیتر DEHA برای واکنش با ۱ میلی گرم در لیتر اکسیژن مورد نیاز است، اما برای اهداف عملیاتی، ۳ میلی گرم در لیتر DEHA به ازای ۱ میلی گرم در لیتر اکسیژن توصیه می شود. اکسیداسیون DEHA یک فرآیند پیچیده است که شامل واکنش های مختلفی است که به دما، pH و غلظت DEHA و اکسیژن وابسته است.
واکنش کلی DEHA با اکسیژن را می توان خلاصه کرد:

اکسیداسیون کلی DEHA با اسید استیک، نیتروژن و آب شامل شش مرحله است. تجربه گسترده کاربرد بیش از ۲۰ سال نشان داده است که تشکیل استات در حضور سایر عوامل کاهش دهنده تولید شده در فرآیند اکسیداسیون حداقل است.
اهداف اصلی یک برنامه تصفیه آب دیگ بخار، جلوگیری از ایجاد رسوب و خوردگی روی سطوح داخلی سیستم است. به حداقل رساندن خوردگی در سیستم های دیگ بخار مستلزم از بین بردن تمام مقادیر جزئی اکسیژن از منبع آب دیگ و ایجاد شرایطی است که باعث تشکیل فیلم مغناطیسی منفعل بر روی سطوح داخلی می شود.
در دماهای بالا آهن در آّب خورده شده و مگنتيت را تشكيل مي دهد:

در شرایط عادی سیستم دیگ بخار، مگنتیت یک لایه سطح محکم و پایدار تشکیل می دهد، که از خوردگی بیشتر جلوگیری می کند.

فراریت DEHA

علاوه بر قابلیت اکسیژن زدایی و قابلیت های انفعال فلزات، یکی دیگر از مزیت های مهم DEHA فراریت است. DEHA نه تنها اکسیژن و فلز منفعل را در بخش های منبع آب و دیگ های بخار در چرخه دیگ بخار پاک می کند بلکه با قابلیت فرار بودن خود همراه با بخار نیز از سیستم محافظت می کند تا از سیستم کامل محافظت کند.
این واقعیت که DEHA فرار است نشان دهنده یک مزیت عظیم در تصفیه سیستم میعانات است زیرا بیشتر آن به سیستم میعانات منتقل می شود و جذب می شود:
• متالوژی سیستم میعانات غیرفعال از خوردگی جلوگیری می کند
• اگر وارد سیستم میعانات شود، اکسیژن را از بین برده و از خوردگی جلوگیری می کند
• انتقال محصولات جانبی را به دیگ بخار را کاهش داده تا پتانسیل رسوب و خوردگی دیگ را به حداقل برساند
• قابلیت اطمینان و کارایی تجهیزات را بهبود می دهد
• خوردگی سیستم میعانات را کاهش میدهد که باعث کاهش هزینه های نگهداری می شود

تجزیه حرارتی DEHA

DEHA بر اثر گرما در سیستم تخریب می شود و دو آمین خنثی کننده، دی اتیل آمین و اتیل متیل آمین را تشکیل می دهد. در بسیاری از موارد می توان ضمن حفظ pH میعانات در دامنه مورد نظر با DEHA در سیستم ، میزان آمین را کاهش داد یا از بین برد. در طی ۲۰ سال گذشته از DEHA در بسیاری از سیستم ها برای بالا بردن pH میعانات و همچنین حذف اکسیژن از سیستم استفاده شده و الزام به کارگیری آمین های خنثی کننده را از بین می برد.

کاربرد DEHA

DEHA با موفقیت در انواع سیستم های دیگ بخار کم فشار و فشار بالا جایگزین هیدرازین و سولفیت و همچنین اکسیژن زداهای آلی شده است. این ماده در هر نوع سیستم دیگ بخار قابل استفاده است که دمای آب خوراک از ۱۸۰ درجه فارنهایت در شرایط قلیایی (pH=8.5 یا بالاتر) استفاده می شود. با این حال، DEHA تأیید FDA را ندارد. بنابراین، در سیستم هایی که بخار در تماس مستقیم با غذا قرار دارد، قابل استفاده نیست. DEHA علاوه بر تصفیه آب معمولی دیگ های بخار در طی سال ها ، کاربردهای بسیاری را نیز پیدا کرده است.

ذخیره سازی و به تعویق انداختن دیگ

هنگام ذخیره سازی دیگ بخار، DEHA باید در محاسبات لحاظ شود. از ۵۰۰ میلی گرم در لیتر DEHA (فعال) با مورفولین استفاده کنید تا pH را به ۱۰٫۰-۱۱٫۰ (> ۴۰۰ میلی گرم در لیتر) تنظیم کنید. به صورت هفتگی مقدار DEHA و pH را آزمایش کنید.

سیستم هایی که در اثر نشت هوا به دلیل برنامه های عملیاتی مشکل دارند

به عنوان مثال سیستم های بخار شامل کندانسورهای سطحی و سیستم های میعانات دارای دریچه های جوی هستند. DEHA اکسیژن را از بین می برد و باعث ایجاد خوردگی در این شرایط می شود.

برنامه های کاربردی که در آن نیاز مبرم به انفعال سطح است

به عنوان مثال سیستم های تولید مهره و پیچ و مهره. DEHA سطح قطعات فلزی را با ایجاد فیلم محلفظ، منفعل می کند. در تولید کالاهای نیمه تمام، این ماده می تواند خوردگی موقتی بر روی قطعات را متوقف کند.

غلظت های پیشنهادی DEHA

میزان غلظت مورد استفاده برای DEHA نوسان خواهد کرد، زیرا پیش بینی اینکه چقدر محصول در پتانسیل متالوژی سیستم مصرف شود، بسیار دشوار است. به طور کلی ، غلظت های پیشنهادی خوراک DEHA توسط عوامل زیر مشخص می شود:
• مقدار اکسیژن موجود
• نقطه خوراک محصول
• وضعیت انفعال سیستم
• پارامترهای عملیاتی سیستم (فشار، دما)

در سیستم دیگ های بخار صنعتی با فشار کم و متوسط، مقدار اولیه DEHA آب شیرین خوراکی، ۳۰۰- ۵۰۰ ppb (DEHA فعال) توصیه می شود. نرخ خوراک محصول را تنظیم کنید تا مقدار باقیمانده مناسبی از DEHA 80-120 ppb در میعانات برقرار شود.
در سیستم های صنعتی یا تاسیساتی متوسط یا فشار متوسط (> ۶۰۰ psi)، انفعال بسیار شیوع بیشتری دارد. در بسیاری از موارد، حداقل ۷۵- ۱۰۰ ppb از DEHA در آبهای خوراکی در ۴۰-۵۰ ppb باقیمانده در میعانات تولید می کند و باعث حفظ سطح مغناطیسی غیرفعال می شود.

کاربرد DEHA در دی اریتور یا هوازدا
رایج ترین نقطه تزریق DEHA به سیستم تولید بخار، به بخش ذخیره ساز هوازدا است. این دورترین نقطه بالادست در سیستم است که در آن باید یک اکسیژن زدا تزریق شود. باید دقت کرد تا از اضافه کردن محصول به بخش dome یا dropleg deaerator جلوگیری شود زیرا باعث کاهش بیش از حد محصول از طریق تهویه می شود.
از تغذیه DEHA و سولفیت سدیم در یک نقطه از سیستم خودداری کنید زیرا DEHA با سولفیت واکنش نشان می دهد. اگر سولفیت سدیم به هوازدا تغذیه شود، نقطه خوراک DEHA باید به پایین دست منتقل شود، ترجیحاً به هدر بخار (steam header) منتقل شود. استفاده از هیدروکینون به عنوان اکسیژن زدا فاضلاب در هنگام استفاده از DEHA نسبت سولفیت بهتر است.

آب خوراک
DEHA می تواند به خودی خود یا در ترکیب با سایر مواد شیمیایی تصفیه شده به آب های تغذیه اضافه شود.

دیگ بخار
اگر خود دیگ بخار تنها نقطه سیستم است که در آن می توان مواد شیمیایی تزریق کرد، DEHA می تواند با سایر محصولات ترکیب شود و در آن نقطه اضافه شود.

هدر بخار (steam header)
بهترین نقطه برای تزریق محصولات DEHA جهت محافظت از دیگ بخار هدر بخار است زیرا تغییرات کاربرد ماده تأثیر آنی و قابل اندازه گیری خواهد داشت.
سال ها استفاده از DEHA به وضوح عملکرد عالی آن را به عنوان یک عامل غیرفعال کننده و اکسیژن زدا برای کل منبع تغذیه دیگ، آب دیگ و سیستم میعانات بخار نشان داده است. مزایای بسیار زیادی که در کاربرد DEHA وجود دارد و ارزان بودن این مادهباعث شده تا سال ها DEHA به عنوان اکسیژن زدای اکثر انواع تأسیسات بخار انتخاب شود.

مقالات مرتبط