اکسیژن زدا در سیستم بخار بویلر

اکسیژن زدا در سیستم بخار بویلر :

اکسیژن محلول در آب باعث خوردگی در بویلرها و سیستم های حرارتی می شود و راه های کاهش این نوع خوردگی، اکسیژن زدایی آب می باشد. روش های هوا زدایی شامل مدل‌های مکانیکی، حرارتی و استفاده از مواد شیمیایی است.

محلول در آب موجب ایجاد خوردگی در دیگ های بخار و سامانه های حرارتی می گردد. بهترین راه برای کاهش این نوع خوردگی، اکسیژن زدایی آب دیگ بخار می باشد.اکسیژن زدایی به چهار صورت امکان پذیر است:

هوازداهای مکانیکی

حرارتی

موادشیمیایی

ترکیبی از روش های بالا

 

۱-هوازداهای مکانیکی:

در این روش سه هدف زیر بدست می آید:

الف: حذف یا کاهش گازهای غیر قابل تراکم مانند اکسیژن و آمونیاک

ب: افزایش دمای آب خوراک دیگ بخار

ج: انبارکردن آب خوراک دیگ بخار

یک هوازدای مکانیکی خوب معمولاً می تواند مقدار اکسیژن محلول در آب را به کمتر از ۰.۰۰۷ppm (7ppb) برساند.

با اضافه کردن یک اکسیژن زدای شیمیایی مناسب به انباره این نوع هوازداهای مکانیکی می توان مقدار باقیمانده اکسیژن را نیز حذف نمود.

 

۲-هوازداهای حرارتی THERMAL DEAREATION:

مبنای عملکرد این نوع هوازداها بر اساس کاهش حلالیت در آب در اثر افزایش دما است. در صورت عدم امکان استفاده از هوازداهای مکانیکی، حرارت دادن آب خوراک تا ۹۰ درجه سانتیگراد توصیه می شود.

 

3-هوازداهای شیمیایی:

باقیمانده اکسیژن محلول در آب که توسط هوازدگی حرارتی، مکانیکی از بین نرود بوسیله مواد شیمیایی از بین میرود. در هوازدایی شیمیایی از سولفیت سدیم، هیدرازین،DEHA  و.. استفاده می شود.

 

deha چیست؟

دی اتیل هیدروکسی آمین (DEHA) به‌عنوان یک اکسیژن‌زدا در سیستم‌های دیگ بخار در بسیاری از صنایع حدود ۲۰ سال است که استفاده می‌شود. ترکیب منحصربه‌فرد آن از خواص، مانند فراریت؛ توانایی غیرفعال‌کردن سطوح فولادی؛ و سمیت بسیار کم آن باعث می‌شود تا برای بسیاری از برنامه‌های کاربردی به‌عنوان اکسیژن زدا انتخاب شود. کاربرد DEHA در تعدادی از سیستم‌های مختلف در اینجا موردبحث قرار گرفته و عملکرد آن با هیدرازین و سولفیت مقایسه می‌شود.

وجود اکسیژن محلول در منابع آب دیگ بخار با تشدید خوردگی در سیستم خوراک، دیگ و سیستم میعانات بخار می‌تواند 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 می‌دهد، خارج کنیم.
اولین گام برای ازبین‌بردن اکسیژن از منبع آب دیگ، تخلیه مکانیکی است. با کاهش مقدار اکسیژن، مقدار اکسیژن به حداقل ۷ گرم در لیتر (ppb) می‌رسد.

مرحله دوم شامل ازبین‌بردن اکسیژن شیمیایی برای ازبین‌بردن مواد باقی‌مانده است. برای سال‌ها سولفیت سدیم و هیدرازین انتخاب اصلی به‌عنوان اکسیژن زدا بودند. بااین‌حال، سولفیت سدیم باعث ایجاد مواد جامد در آب دیگ بخار می‌شود و هیدرازین سمی است. این عوامل منجر به معرفی اکسیژن زداهای دیگر از جمله دی اتیل هیدروکسیل آمین شد.

 

ویژگی‌های عملکردی DEHA:

DEHA دارای خواص مفیدی به‌عنوان اکسیژن زدا در سیستم‌های منبع تغذیه دیگ بخار است:

• سرعت بالا در حذف کامل اکسیژن در دمای معمولی و pH منبع آب دیگ بخار.
• باعث تقویت سطح داخلی در سیستم دیگ بخار می‌شود.
• DEHA مانند یک آمین خنثی‌کننده 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.
• در اثر گرما، برخی از DEHA برای تولید دوآمین خنثی‌کننده تخریب می‌شود که به بالابردن pH در میعانات کمک می‌کند.
• DEHA سمیت بسیار کمی دارد که باعث می‌شود در سیستم‌های معمولی دیگ بخار به‌صورت ایمن و آسان استفاده شود.
• هدف متخصصین تصفیه آب، تهیه سطوح عاری ازخوردگی در کل سیستم تغذیه / دیگ بخار / میعانات بخار است. ویژگی منحصربه‌فرد محصولات مبتنی بر DEHA این است که آنها می‌توانند در یک پکیج ساده محافظت از خوردگی ارائه شوند، استفاده از DEHA بی‌خطر و آسان است.

 

کاربرد DEHA:

• DEHA با موفقیت در انواع سیستم‌های دیگ بخار کم‌فشار و فشار بالا جایگزین هیدرازین و سولفیت و همچنین اکسیژن زداهای آلی شده است. این ماده در هر نوع سیستم دیگ بخار قابل‌استفاده است که دمای آب خوراک از ۱۸۰ درجه فارنهایت در شرایط قلیایی (pH=8.5 ) یا بالاتراستفاده می‌شود.
• بااین‌حال، DEHA تأیید FDA را ندارد؛ بنابراین، در سیستم‌هایی که بخار در تماس مستقیم با غذا قرار دارد، قابل‌استفاده نیست. DEHA علاوه بر تصفیه آب معمولی دیگ‌های بخار در طی سال‌ها، کاربردهای بسیاری را نیز پیدا کرده است.

 

سولفیت سدیم:

اولین هوازدایی است که در دیگ های بخار کشتی ها مورد استفاده قرار گرفته است و دارای مکانیزم حذف اکسیژن بصورت زیر است:

Na2SO3+O2+HEAT—–2Na2SO4

واکنش فوق با افزایش دما و PH و وجود کاتالیزور تسریع می شود.

سولفیت سدیم هیچگونه خاصیت غیرفعال کردن سطح فلز از خود نشان نمی دهد.

سولفیت سدیم و سولفات سدیم در آب دیگ بخار باقیمانده و موجب افزایش مقدار جامدات محلول در آب TDS می شوند. در حقیقت با افزایش TDS ضریب غلظت دیگ بخار در سطح پایین تری قرار گرفته، نیاز به آب جبرانی بیشتر، زیر آب بالاتر و اتلاف انرژی بیشتری خواهد بود. TDS بیشتر نیز احتمال CARRY OVER در دیگ بخار را افزایش خواهد داد.

سولفیت سدیم از خوردگی در مسیر آب ورودی تا دیگ بخار و داخل دیگ جلوگیری می کند ولی تاثیری بر روی قسمت های بعد از دیگ بخار ندارد. سولفیت سدیم در صورت تجزیه به گوگرد و دی اکسید گوگرد SO2 تبدیل می شود. با حل شدن دی اکسید گوگرد در آب ،اسید سولفوریک حاصل می شود که موجب خوردگی می شود.

سولفیت سدیم به دلیل عدم فراریت توانایی جلوگیری و یا کاهش خوردگی در قسمت های بعد از دیگ بخار را ندارد.

سمیت: این ماده از سمیت بالایی برخودار نمی باشد و از آنجا که فرار نیست غالباً در فاز بخار یا کندانس وجود ندارد و قابل استفاده در تولید بخار مصرفی صنایع نساجی و غذایی می باشد.

 

هیدرازین:

در دهه 1950 برای حذف اکسیژن به بازار عرضه شد و از دهه 60 به عنوان یک اکسیژن زدای موفق برای فشارهای بالا مورد استفاده قرارگرفت. عوامل موثر بر واکنش یکی افزایش دما”PH آب و حضور کاتالیزور می باشد.

H2O+N2——N2H4+O2

هیدرازین یک غیرفعال کننده عالی برای سطح فلز می باشد،به این معنی که به ایجاد Fe3O4 (مگنتیت) با ساختمان کریستالی چسبنده و متراکم بر روی سطح فلز می گردد. این ماده بعنوان یک مانع بین آب و سطح فلز عمل می کند و خطر خوردگی را کاهش می دهد.

N2H4+6Fe2O3

—4Fe3O4+2H2O+N2

هیدرازین در صورت تجزیه شدن در اثر فشار یا حرارت به آمونیاک و ازت تبدیل می شود:

3

N2H4+HEAT—4NH3+N2

توجه به این نکته اهمیت دارد که آمونیاک در حضور اکسیژن می تواند قطعات مسی و آلیاژهای آنها را که در مسیر آب خوراک دیگ یا کندانس هستند مورد حمله قرار دهد ولی کمی هیدرازین باقیمانده درسیستم باعث جلوگیری از این امر می شود.

نرخ پراکندگی (نسبت مقدارموجود در فاز بخار به فاز مایع) 8%است، بعبارتی به ازای هر 1ppm هیدرازین موجود در فاز مایع مقدار 0.08ppm هیدرازین در فاز مایع وجود دارد. از اینجا می توان نتیجه گرفت که امکان وجود هیدرازن در فواصل دور بعد از دیگ بخار وجود ندارد در صورتی که آمونیاک به دلیل ضریب پراکندگی 10 امکان وجود در فواصل بعد از دیگ را خواهد داشت .هیدرازین TDS آب دیگ را افزایش نمی دهد.

 

در حال حاضر هیدرازین یک ماده سرطان زا بوده و استفاده آن ممنوع است و از طرفی قیمت بالایی برخوردار می باشد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست.

 

 

شرکت آرتا انرژی تامین کننده  انواع  مواد شیمیایی جهت اکسیژن زدایی  سیستم های بویلراست و  آماده ارایه خدمات جهت تامین مواد شیمیایی مورد نظر  شما کارفرمایان محترم می باشد.

 جهت ارایه مشاوره و ثبت سفارش از طریق قسمت تماس با ما با کارشناسان شرکت، تماس حاصل فرمایید.