حذف اکسیژن نقشی اساسی در تصفیه آب دیگ های صنعتی ایفا می کند و عملکرد کارآمد و طولانی مدت دیگ ها را تضمین می کند. به عنوان تامین کننده راه حل های تصفیه آب دیگ های صنعتی، من از نزدیک شاهد اهمیت این فرآیند بوده ام. در این وبلاگ، من به نحوه عملکرد پاکسازی اکسیژن در تصفیه آب دیگ های صنعتی می پردازم.
مشکل اکسیژن محلول در آب دیگ بخار
قبل از اینکه بفهمیم چگونه مهار اکسیژن کار می کند، درک اینکه چرا اکسیژن محلول یک مشکل در سیستم های دیگ بخار است، ضروری است. هنگامی که آب در دیگ گرم می شود، اکسیژن محلول می تواند باعث خوردگی شدید شود. اکسیژن با سطوح فلزی داخل دیگ مانند لوله ها و پوسته واکنش داده و منجر به تشکیل اکسید آهن (زنگ) می شود. این خوردگی می تواند منجر به سوراخ شدن، نازک شدن دیواره های فلزی و در نهایت خرابی دیگ شود. علاوه بر این، محصولات جانبی خوردگی می توانند در دیگ انباشته شوند که باعث کاهش راندمان انتقال حرارت و افزایش مصرف انرژی می شود.
اصول حذف اکسیژن
حذف اکسیژن بر اساس اصل واکنش شیمیایی است. جاذب های اکسیژن مواد شیمیایی هستند که با اکسیژن محلول در آب دیگ واکنش نشان می دهند و آن را به ترکیبی غیر خورنده یا کمتر خورنده تبدیل می کنند. واکنش باید به اندازه کافی سریع باشد تا اکسیژن را قبل از ایجاد خوردگی حذف کند و محصولات واکنش نباید هیچ مشکل اضافی در سیستم دیگ ایجاد کنند.
رفتگرهای معمولی اکسیژن
سولفیت سدیم ($Na_2SO_3$)
سولفیت سدیم یکی از پرمصرف ترین جاذب های اکسیژن است. با اکسیژن محلول به روش زیر واکنش می دهد:
[2Na_2SO_3+O_2\rightarrow2Na_2SO_4]
این واکنش در دمای معمولی دیگ بخار نسبتا سریع است. با این حال، در دماهای بالا (بالاتر از 170 درجه سانتیگراد)، سولفیت سدیم می تواند تجزیه شود و گاز دی اکسید گوگرد آزاد کند که می تواند باعث خوردگی در سیستم های بخار و میعانات شود. برای غلبه بر این محدودیت، اغلب از سولفیت سدیم کاتالیز شده استفاده می شود. کاتالیزورهایی مانند نمک های کبالت می توانند سرعت واکنش را به میزان قابل توجهی افزایش دهند و امکان حذف اکسیژن کارآمدتر در دوزهای پایین تر را فراهم کنند.
هیدرازین ($N_2H_4$)
هیدرازین یکی دیگر از اکسیژنگیرهای محبوب است. مطابق معادله زیر با اکسیژن واکنش می دهد:
[N_2H_4 + O_2\ فلش راست N_2+2H_2O]
مزیت هیدرازین این است که محصولات واکنش آن گاز نیتروژن و آب است که خورنده نیستند. هیدرازین همچنین توانایی غیرفعال کردن سطوح فلزی را دارد و یک لایه اکسید محافظ تشکیل می دهد که باعث کاهش بیشتر خوردگی می شود. با این حال، هیدرازین یک ماده سمی است و در هنگام استفاده و استفاده از آن باید اقدامات احتیاطی جدی انجام شود.
اریتوربیک اسید و نمک های آن
اسید اریتوربیک و نمک های آن، مانند اریتوربات سدیم، حذف کننده های اکسیژن نسبتا جدیدی هستند. آنها در یک سری واکنش های پیچیده با اکسیژن واکنش می دهند و در نهایت سطح اکسیژن آب دیگ را کاهش می دهند. این حذف کننده های اکسیژن غیر سمی، زیست تخریب پذیر هستند و می توانند در طیف وسیعی از شرایط کار دیگ مورد استفاده قرار گیرند. آنها همچنین در دوزهای پایین موثر هستند و می توانند محافظت خوبی در برابر خوردگی ایجاد کنند.
فرآیند حذف اکسیژن در تصفیه آب دیگ های صنعتی
پیش درمان
قبل از افزودن اکسیژنگیر به آب دیگ، آب معمولاً تحت یک فرآیند پیش تصفیه قرار میگیرد. این ممکن است شامل فیلتراسیون برای حذف جامدات معلق باشد، و گاهی اوقات، الفسیستم اسمز معکوس صنعتیبرای حذف نمک های محلول و سایر ناخالصی ها استفاده می شود. اسمز معکوس می تواند به طور قابل توجهی محتوای اکسیژن اولیه در آب و همچنین سایر آلاینده هایی را که می توانند در فرآیند مهار اکسیژن اختلال ایجاد کنند، کاهش دهد. برای کاربردهای آب دریا،اسمز معکوس برای نمک زدایی آب دریامی توان از آن برای تولید آب تغذیه با کیفیت بالا برای دیگ استفاده کرد.
دوز و افزودن
دوز اکسیژنگیر به عوامل مختلفی از جمله میزان اکسیژن اولیه در آب، شرایط کار دیگ (مانند دما و فشار) و نوع اکسیژنگیر مورد استفاده بستگی دارد. اکسیژن گیر معمولاً به خط آب تغذیه دیگ اضافه می شود. این تضمین می کند که لاشخور زمان کافی برای واکنش با اکسیژن محلول قبل از ورود آب به دیگ را دارد. در برخی موارد، سیستمهای دوز مداوم برای حفظ سطح ثابت اکسیژنگیر در آب استفاده میشود.
نظارت و کنترل
برای اطمینان از اثربخشی فرآیند مهار اکسیژن، نظارت مستمر مورد نیاز است. این کار را می توان با استفاده از سنسورهای اکسیژن نصب شده در آب تغذیه دیگ و آب دیگ انجام داد. دادههای این حسگرها را میتوان برای تنظیم دوز اکسیژنگیر در زمان واقعی مورد استفاده قرار داد. اگر سطح اکسیژن خیلی بالا باشد، می توان دوز را افزایش داد. اگر سطح اکسیژن خیلی کم باشد، می توان دوز را کاهش داد تا در هزینه های شیمیایی صرفه جویی شود.
مزایای حذف موثر اکسیژن
پیشگیری از خوردگی
مزیت اصلی پاکسازی اکسیژن، جلوگیری از خوردگی است. با حذف اکسیژن محلول از آب دیگ، میزان خوردگی اجزای دیگ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این باعث افزایش طول عمر دیگ بخار، کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری و بهبود قابلیت اطمینان سیستم دیگ بخار می شود.
بهره وری انرژی
محصولات فرعی خوردگی می توانند روی سطوح انتقال حرارت دیگ انباشته شوند و کارایی آنها را کاهش دهند. با جلوگیری از خوردگی، مهار اکسیژن به تمیز نگه داشتن سطوح انتقال حرارت کمک می کند و امکان انتقال حرارت کارآمدتر را فراهم می کند. این امر باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه جویی در هزینه برای تاسیسات صنعتی می شود.
بهبود کیفیت بخار
در دیگ های بخار مولد، حذف اکسیژن نیز می تواند کیفیت بخار را بهبود بخشد. خوردگی در دیگ می تواند منجر به انتقال ناخالصی ها به بخار شود که می تواند باعث ایجاد مشکل در بخار شود - با استفاده از تجهیزات. با جلوگیری از خوردگی، مهار اکسیژن به تولید بخار تمیز و با کیفیت بالا کمک می کند.
ملاحظات برای انواع دیگ بخار
دیگ های آتش - لوله
بویلرهای فایر تیوب نسبت به سطح گرمایش حجم آب نسبتاً زیادی دارند. این بدان معناست که اکسیژنگیر زمان بیشتری برای واکنش با اکسیژن محلول دارد. با این حال، حجم زیاد آب نیز به دوز بالاتری از جاذب اکسیژن برای حفظ سطح اکسیژن مطلوب نیاز دارد. علاوه بر این، دیگهای بخار لوله آتش اغلب با فشار کمتری کار می کنند، که ممکن است بر سرعت واکنش برخی از جاذب های اکسیژن تأثیر بگذارد.
دیگهای آب - لوله
بویلرهای لوله آب دارای حجم آب کمتر و سرعت انتقال حرارت بالاتری هستند. این کار به یک اکسیژنگیر سریعالاثر نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که اکسیژن قبل از ایجاد خوردگی حذف میشود. دیگ های لوله آب اغلب در فشارها و دماهای بالاتری کار می کنند که ممکن است استفاده از برخی از جاذب های اکسیژن مانند سولفیت سدیم را به دلیل تجزیه آن در دماهای بالا محدود کند.
نتیجه گیری
حذف اکسیژن یک بخش ضروری از تصفیه آب دیگ های صنعتی است. با درک چگونگی کار تهنشینی اکسیژن، تأسیسات صنعتی میتوانند برای اطمینان از عملکرد کارآمد و قابل اعتماد دیگهای خود، گیر اکسیژن، دوز و استراتژی کنترل مناسب را انتخاب کنند. ما بهعنوان تامینکننده راهحلهای تصفیه آب دیگهای صنعتی، متعهد به ارائه دستگاههای اکسیژنگیر با کیفیت بالا و پشتیبانی جامع از مشتریان خود هستیم.
اگر شما علاقه مند به بهبود عملکرد دیگ صنعتی خود از طریق حذف موثر اکسیژن یا سایر راه حل های تصفیه آب هستید، از شما دعوت می کنیم برای بحث دقیق و راه حل های سفارشی با ما تماس بگیرید. تیم کارشناسان ما آماده کمک به شما در بهینه سازی فرآیند تصفیه آب دیگ بخار و دستیابی به صرفه جویی قابل توجه در هزینه و بهبود عملیاتی هستند.
مراجع
- "راهنمای تصفیه آب بویلر" توسط Babcock & Wilcox
- "تصفیه آب صنعتی: راهنمای عملی" توسط PA Schweitzer
- "خوردگی در بویلرها و سیستم های خنک کننده" توسط ASM International