مرجع تخصصی آب و فاضلاب

هدف از تصفیه آب بویلر

تولید بخاری با کیفیت مطلوب مورد نیاز سیستمهای بویلر صنعتی فعال می باشد. دستیابی به این هدف به مدیریت مطلوب فرایند تصفیه آب جهت کنترل خلوص بخار، رسوبات و خوردگی بستگی دارد به ویژه آنکه بخار باید در حد قابل قبول فاقد ترکیبات گازی، نمکها و مواد رسوبگذار برای ممانعت از آسیب دیدگی تجهیزات و مسیر تولید بخار باشد و در صورت تماس نباید اجزاء فرایند را آلوده سازد. آب و بخار باید در حد قابل قبول فاقد مواد جامد رسوبگذار باشند تا بتوان روند انتقال سریع و مطلوب حرارت را تامین نمود و در ضمن باید فاقد مواد خورنده برای لوله های بویلر باشند.

وجود رسوبات و خوردگی منجر به بروز نقص در لوله های بویلر و عدم قابلیت در تولید بخار با کیفیت مطلوب می گردد.

آب جبرانی برای جایگزینی آب از دست رفته در سیکل عموماً گستره ای از آب خام تا آب با خلوص بالا حاصل از پیشرفته ترین فن آوری پیش تصفیه را شامل می گردد.

در سطور ذیل متداول ترین فرایندهای پیش تصفیه برای بویلرهای صنعتی قید شده اند.

* فرایند سختی گیری داغ

* سیکل تبادل کاتیون سدیمی

* قلیائیت زدائی کلریدی

* دو بخش کردن جریان به سیکلهای تبادل کاتیون سدیمی / هیدروژنی

* تبخیر

* یون زدائی – بستر چند لایه

* یون زدائی – بستر چند لایه به همراه بستر مخلوط

 


به طور کلی هر چه فشار بویلر تدریجا افزایش می یابد، به کار گیری شیوه های پیش تصفیه ذکر شده در سمت پایین تر فهرست متداولتر خواهد بود.

معمولاً مقدار ماده شیمیائی مصرفی جهت تصفیه آب با کیفیت یا پیچیدگی روش پیش تصفیه نسبت عکس دارد.

اهداف ویژه از خالص سازی مطلوب بخار، به حداقل رساندن خوردگی و رسوبگذاری می باشند که آنها را نمی توان مستقل از یکدیگر در نظر گرفت.

در فرایند تصفیه آب که دستیابی به یکی از خواسته ها به بهترین نحو انجام می پذیرد، امکان دارد که از یکی از اهداف ویژه دور شویم.

افزودن مواد شیمیائی به بویلر که برای کاهش خوردگی یا رسوبگذاری صورت می گیرد، مانع از دستیابی به بخاری با بهترین کیفیت (درجه خلوص) می شود در بعضی مواقع ماده شیمیائی افزوده شده برای ممانعت از تشکیل رسوب عملاً موجب افزایش خوردگی بویلر می گردد. در نتیجه برای تصفیه بهینه سیستم بویلر شیوه های متعددی وجود دارد.

در اجراء روشهای تصفیه آب مصرفی باید عواملی نظیر طراحی خاص تجهیزات ، نیاز های خاص بهره برداری و روشهای فعلی جهت پیش تصفیه را مد نظر قرار داد. امید می رود که بحثهای ذیل در خصوص متغیرهای مرتبط با تصفیه سیستمهای بویلر بتواند به متصدیان در مقابله با چالشهای موجود در سیستمهای خاص آنها یاری رساند.


انواع سیستمهای بویلر :

گونه های بویلر از فرم ساده که بویلرهای واترتیوب با سیستم گردشی معمولی دارای قابلیت عملکرد در فشار پایین هستند  تا آنهایی که دارای الگوهای پیچیده جریان و چند مولفه ای بوده و در فشارهای بالاتر ازPsi 2000 کار می کنند، را شامل می گردد.

بویلر ها ممکن است دارای تجهیزات اضافی نظیراکونومایزرها برای بالا بردن بازدهی بویلر و سوپرهیترها جهت حرارت دادن بخار تا دماهای بالاتر از دمای اشباع باشند.

بویلرهایی که معمولاً حاوی انواع تجهیزات تولید بخار همراه با گرمکن های فرایندی و توربینهای بخار هستند، قادرند برق تولید کنند . بخار کندانسه را می توان در فرایند مصرف کرد و اگر بخار حاصل غیر مفید تشخیص داده شود آن را به دور می ریزند و در غیر این صورت برای استفاده مجدد به سیستم بر می گردانند. ممکن است برای حذف ماده جامد معلق ، ماده آلی یا آلودگی های محلول جهت استفاده مجدد از بخار کندانسه آنرا فیلتر نموده یا جلادهی نمایند.

سیستمهای بویلری که در فشارهای بالا مورد بهره برداری قرار می گیرند، ممکن است شامل تجهیزات اضافی برای بهبود کارایی سیکل بخار باشند.

گرمکنهای فشار قوی آب خوراک را می توان پس از پمپ تغذیه بویلر نصب نمود. از گرمکنهای کم فشار می توان برای گرم کردن آب کندانسه سود جست.

اغلب سیستمهای بویلر حاوی گرمکنهای هوازدا جهت آب تغذیه هستند.

این گرمکنها از طریق گرم کردن آب خوراک بویلر و حذف نمودن گازهای محلول به ویژه اکسیژن عمل می کنند.

 
خلوص بخار:

نوع و مقدار ناخالصی ها در بخار می تواند بر کارایی و قابلیت اطمینان سیستم بویلر تاثیر گذار باشد.

نمکهای محلول در آب بویلر در صورتی که دارای غلظت بالایی باشند، می توانند لوله های سوپرهیتر، شیرهای بخار و پره های توربین را آغشته نموده و موجب آلوده شدن جریانهای فرایند شوند.

سیلیسی که به همراه بخار تبخیر می شود، می تواند پره های توربین را آغشته نماید.

اکسیدهای فلزی که به صورت پوسته از سوپر هیتر اکسید شده واز لوله های بخار جدا می شوند، موجب فرسودگی شیرهای بخار و نازلهای توربین می گردند.

بخار اشباع شده دریافتی از درام بخار همواره حاوی مقادیر اندک از ذرات ریز آب بویلر خواهد بود.

کیفیت بخار بر اساس مقدار آب بویلر موجود در آن تغییر می یابد.

این عبارت بر حسب درصد وزنی بخار موجود در مخلوط بخار اشباع – آب توصیف می گردد.

کیفیت بخار اصولاً تابعی از نحوه طراحی تجهیزات جدا کننده بخار در درام بخار می باشد اما در این حال تحت تاثیر نحوه راه اندازی بویلر نیز قرار دارد. در نتیجه کیفیت بخار با توجه به سطح آب در درام و جریان بخار حاصل از بویلر تغییر خواهد نمود. ضمن اینکه غلظت ناخالصی های موجود در آب بویلر می تواند کیفیت بخار را تغییر دهد. بالا بودن میزان مواد جامد محلول در آب بویلر موجب ایجاد کف و در نتیجه کاهش کیفیت بخار می شود.

آلودگی های هیدروکربنی به ویژه در آب بویلر دارای قلیائیت بالا قابلیت کف کنندگی را افزایش خواهد داد. درصورتی که کف کردگی یکی از مشکلات بویلر باشد، می توان با افزودن ضد کف مشکل را حل نمود، که گرچه مقدار مواد جامد محلول را افزایش می دهد ولی از Carry over جلوگیری می نماید.

اصطلاح انتقال به هر گونه یا کل آلودگی های موجود در بخار اطلاق می گردد.

این آلودگی ها می توانند به حالتهای گازی، مایع یا جامد باشند. هر چند که اصطلاح متداول پذیرفته شده برای واژه انتقال، درصد آب بویلر در مخلوط بخار – آب است.

مثال شماره 1-

غلظت سدیمی آب بویلر mg/l Na 78 است. غلظت سدیم در بخار اشباع mg/l Na 067/0است.

مقدار عددی انتقال را برای آب بویلر محاسبه نمایید:

انتقال

اصولاً از آنجایی که پدیده انتقال تابعی از نحوه طراحی دستگاه جدا کننده بخار است لذا باید این پارامتر را برای تمامی بویلرها اندازه گیری نمود. به همین علت افزایش میزان انتقال (کاهش در کیفیت بخار) نشان دهنده وجود اشکال در دستگاه جدا کننده بخار، کنترل نامناسب شیمی آب بویلر، بهره برداری غلط از بویلر یا آلودگی فرایند توسط کندانسه برگشتی می باشد.

خلوص بخار معمولا به صورت غلظت ناخالصی ها در بخار تعیین می گردد. خلوص بخار تابعی از هر دو عامل میزان انتقال و غلظت مواد جامد محلول در آب بویلر است. بنابراین حداکثر غلظت مجاز مواد جامد محلول در آب بویلر به میزان انتقال برای یک بویلر خاص و محدودیتهای تعریف شده خلوص بخار بستگی دارد.

معمولا به جای کل مواد جامد محلول، اندازه گیری سدیم را ترجیح می دهند زیرا اندازه گیری سدیم برای غلظتهای متداول در بخار از دقت بیشتری برخوردار است.

مثال شماره 2:

غلظت سدیم در آب بویلر mg/l Na 28 است. غلظت سدیمی بخار اشباع در محدوده mg/l Na 037/0 و mg/l Na 055/0 متغیر می باشد. عدد انتقال متعارف %090/0 است.

آیا کارکرد بویلر رضایت بخش می باشد؟

راه حل: غلظت متعارف سدیم در بخار برای آب بویلری که غلظت سدیمی آن مشخص می باشد، به شرح ذیل است.

غلظتهای سدیمی اندازه گیری شده 150 الی 220 درصد حد عادی است. بنابراین کف کردگی و یا عوامل مکانیکی و همچنین اشکالات بهره برداری به خوبی محقق می گردد.

علاوه بر آلودگی بخار توسط پدیده انتقال، عناصر ویژه ای قابلیت تبخیر و آلوده سازی بخار را دارند.

در فشارهای بالاتر از حد حدود Psi 600 ، سیلیس موجود در آب بویلر تبخیر می شود. قابلیت تبخیر سیلیس با افزایش قلیائیت آب بویلر کاهش و با بالارفتن فشار بویلر افزایش می یابد.

در صورتی که غلظت سیلیس در بخار به بالای mg/l SiO2 025/0 – 020/0 برسد ، رسوبات سیلیسی بر روی توربینهای بخار تشکیل شده و کارایی آنها را کاهش خواهند داد.

مثال شماره 3

فشار درام بویلر Psi 1000 و pH آب بویلر 11 است.

در صورتی که از بخار برای به حرکت در آوردن توربین استفاده شود، حداکثر غلظت مجاز سیلیس در آب بویلر چقدر است؟

راه حل:

 0016/0 = R

در آب بویلر


کنترل رسوب:

رسوبات موجود در بویلرها می توانند مربوط به آلودگی آب خوراک و محصولات خوردگی حاصل از سیستم کندانسه و آب خوراک باشند.

آلودگی آب خوراک ممکن است مربوط به وجود نواقص در سیستم پیش تصفیه یا آلودگی آب خام کندانسه باشد.

رسوبات به عنوان عایق کننده ها عمل نموده و روند انتقال حرارت را کند می سازند.

اثر عایق کنندگی رسوبات منجر به افزایش دمای فلز شده که به علت گرم شدن بیش از حد فلز موجبات تخریب آن را فراهم می سازند. تجمع بالای رسوبات بر روی بویلر می تواند روند انتقال حرارت را به حدی تقلیل دهد که منجر به کاهش راندمان بویلر شود. با این حال از آنجا که تجمع رسوبات اغلب بر روی سطوح با بیشترین انتقال حرارت روی می دهد، تاثیر این پدیده برروی راندمان بویلر حائز اهمیت خواهد بود.

تصفیه شیمیائی آب مصرفی به منظور کنترل رسوب با روشهایی نظیر افزودن یک ماده درمان کننده جهت ممانعت از رسوبگذاری مواد آلاینده یا انجام تصفیه به گونه ای که ماده رسوبگذار را بتوان بسهولت توسط زیر آب زنی تخلیه نمود، انجام می­پذیرد.

به کمک عوامل کی لیت کننده می توان از رسوبگذاری گونه های عامل سختی در آب بویلر ممانعت نمود.

 

در مواردی که روش تصفیه با فسفات بر درمان با ماده کی لیت کننده بر تری دارد، آب بویلر به گونه ای بهسازی می شود که عوامل سختی موجود در آن در مطلوبترین فرم رسوبگذاری نمایند.

بی دردسرترین فرم رسوبی برای آلودگی کلسیمی، هیدروکسی آپاتیت {3Ca3(PO4)2 , Ca(OH)2} است. بهترین فرم رسوبی جهت آلودگی منیزیمی، سرپنیت {2MgSiO3 , Mg(OH)2.H2O}

می باشد .لازمه تشکیل رسوبات فوق ، وجود قلیائیت هیدروکسیدی در آب بویلر می باشد.

اگر نتوان قلیائیت آب بویلر را در حد مطلوب نگهداشت، آنگاه آلودگی های ناشی از سختی به فرم فسفات تری کلسیم {Ca3(PO4)2} ایجاد خواهند شد.

این رسوب تمایل به چسبندگی بر روی سطوح لوله را داشته و نمی توان آنرا با زیر آب زنی به آسانی تخلیه نمود.

اگر مقدار اضافی فسفات در آب بویلر حفظ نشود، آنگاه کربنات کلسیم، سولفات کلسیم و در فشارهای بالا رسوبات هیدروکسیدی کلسیم برروی سطوح تبادل حرارت تشکیل خواهند شد.

این رسوبات به شدت چسبنده بوده و خاصیت عایق کنندگی بالایی دارند.

آب تغذیه آلوده به منیزیم و حاوی مقدار اندک سیلیس قابلیت رسوبگذاری فسفات منیزیم {Mg3(PO4)2}را دارا می باشد. عمل حذف این رسوب با روش زیر آب زنی موثر نخواهد بود.

در بویلرهایی که تحت فشار Psi 600 یا کمتر کار می کنند، افزودن سیلیس به آب بویلر می تواند از رسوبگذاری فسفات منیزیم جلوگیری کند. در بویلرهایی که در فشارهای بالاتر ازPsi 600 کار می کنند، باید منیزیم آب را با انجام روشهای پیش تصفیه حذف نمود.

حتی اگر رسوبات تشکیل شده در بویلر در مطلوبترین فرم خود باشند، حذف کامل آنها به روش زیر آب زنی غالباً به دشواری انجام خواهد پذیرفت. این مساله مخصوصا در مواردی صدق می کند که رسوبات حاوی محصولات خوردگی آهن و مس ورودی از سیستم ما قبل بویلر و آلودگی های آلی حاصل از برگشتی های کندانسه باشند. بهبود دهنده های لجن روند حذف رسوبات از بویلرهای صنعتی را بهبود می بخشند. بهبود دهنده های لجن پلیمرهای آلی بوده که با عوامل رسوبگذار ترکیب شده و بارهای الکتریکی روی سطح ذرات را افزایش می دهند. بروز این پدیده موجب می شود که ذرات پخش شده و حذف آنها با روش زیر آب زنی تسهیل گردد.
کنترل خوردگی:

فولاد به لحاظ ترمودینامیکی در حضور آب ناپایدار است. لذا اگر فولاد در معرض آب داغ قرار گیرد، خورده خواهد شد. فولاد کربن استیل به دلیل ایجاد لایه نازک اکسیدی محافظ که آب قابلیت نفوذ به آن را ندارد و به این طریق فولاد در قبال یورشهای بعدی آب محافظت می نماید، مناسبترین ماده برای لوله های بویلر است.

در دماهای پایین فولاد مطابق واکنشهای زیر خورده می شود:


به کمک یون هیدروکسیدی می توان به طور موثر از انجام واکنش اول ممانعت نمود.

به همین علت برای ممانعت از انجام خوردگی فولاد در دماهای پایین، وجود قلیائیت هیدروکسیدی ضروری می باشد.

در دماهای بالاتر از حدود 0F400 ، بر طبق واکنش زیر خوردگی فولاد به وقوع می پیوندد:


در صورتی که آب بویلر از جنبه های دیگر خورنده نباشد و دمای فلز لوله بویلر چندان زیاد نباشد، آنگاه معادله III تنها از طریق گسترش پوشش مگنتیتی محافظ ایجاد شده بر روی سطح فلز لوله پیش خواهد رفت.

هیچ کدام از یونهای هیدروژن یا هیدروکسیدی محصولات واکنش III نیستند.

این نکته مبین آن است که تنها با در نظر گرفتن خوردگی، بالا نگهداشتن قلیائیت آب بویلر برای بویلرهایی که در فشارهای بالای Psi 250 کار می کنند، مفید نخواهد بود (در سطور بعدی حالت ویژه مربوط به درمان با ماده کی لیت کننده مورد بررسی قرار خواهد گرفت).

با توجه به نوع روش پیش تصفیه وجود قلیائیت هیدروکسید سدیم در حد چندین صد mg/l می تواند اجتناب ناپذیر باشد. در بویلرهایی که تحت فشار های کمتر از Psi 1000 مورد بهره برداری قرار می گیرند، این سطح از قلیائیت مشکلی ایجاد نخواهد کرد. با این حال در شکافها، زیر رسوبات متخلخل یا در لوله های شیب داری که در آنها آبکشی به طور ناقص انجام می پذیرد، امکان دارد قلیائیت آب بویلر بر اثر تغلیظ به شدت افزایش یابد.

افزایش غلظت یون هیدروکسید به ترتیب نامبرده ، می تواند به طور غیر مستقیم خوردگی فولاد بویلر را سبب شود.

در صورتی که غلظت هیدروکسید سدیم به حد کافی برسد ، لایه منگنتیتی محافظ تخریب خواهد شد.

به محض تخریب لایه مگنتیت، فولاد بویلر در معرض آب بویلر قرار گرفته و مطابق واکنش III خوردگی صورت خواهد گرفت.

اثر تخریبی ماده شیمیائی تغلیظ شده غالباً به صورت خراشهای قلیایی نمود می یابد و از آنجا که ساختار فلز در ناحیه صدمه دیده دست نخورده باقی می ماند، پدیده فوق منجر به ایجاد آسیبهای شیاری شکل می شود.

در صورتی که آب بویلر توسط اسید آلوده شود، این اسید می تواند لایه مگنتیتی محافظ را حل نموده و به عنصر فولادی بویلر حمله ور شود.


هیدروژن حاصل از خوردگی می تواند به فولاد رخنه نموده و با کربن موجود در فولاد واکنش نماید.


همان قدر که هیدروژن قادر به نفوذ به درون فولاد می باشد، متان تشکیل شده حاصل از واکنش کربن با هیدروژن چنین امکانی را ندارد. متان به دام افتاده بین دانه های فلزی اعمال فشار نموده و فلز را تضعیف می نماید.

غالباً به این فرم از تخریب، عبارت "تخریب هیدروژنی" اطلاق می گردد. تخریبهای حاصله از نوع تخریب شکننده می باشد زیر فلزی که متحمل تخریب هیدروژنی می گردد. عملاً می شکند.

هیدروژن محصول واکنش تهاجم ماده شیمیائی تغلیظ شده است.

بنابراین می توان انتظار داشت که این فرم از اثر تهاجمی موجب خسارات ناشی از شکنندگی شده و این مساله به دفعات تکرار شود. بنابراین پدیده تخریب هیدروژنی می تواند در محیطهای قلیایی یا اسیدی به وقوع پیوندد.

با این حال خوردگی می تواند با فراهم آوردن فضای مساعد برای تشکیل هیدروژن، روند تخریب هیدروژنی را سرعت بخشد.

برای حل مشکلات مربوط به تشکیل رسوب و خوردگی آب بویلر روشهای متعددی جهت تصفیه آب بویلر ابداع شده است.

ممکن است یک روش تصفیه ای بهترین شیوه برای دستیابی به هدفی خاص باشد و در این حال روش دیگر نتواند آن هدف خاص را تامین نماید.

بنابراین انتخاب روش تصفیه ای آب بویلر نیاز به بررسی دارد.

عواملی که بایستی در انتخاب روش تصفیه ای بویلر مد نظر قرار گیرند، عبارتند از:

فشار ، مشخصه های طراحی بویلر، نوع روش پیش تصفیه و قابلیت آلوده شدن آب خوراک.



روش تصفیه معمولی با فسفات:

کنترل روش تصفیه متعارف با فسفات مستلزم حفظ مقادیر باقیمانده فسفات و هیدروکسید در آب بویلر است. مقدار باقیمانده فسفات معمولا در محدوده mg/l PO4 40-20 حفظ می شود.

در صورتی که بتوان سطح قلیائیت هیدروکسیدی را بدون انجام زیر آب زنی اضافی کنترل نمود، میزان مجاز آن در آب لزوما mg/l 145-125 بر حسب CaCO3 خواهد بود.

انجام روش تصفیه ای فوق شرایط مطلوبی را برای رسوبگذاری کلسیم به فرم کلسیم هیدروکسی آپاتیت و منیزیم به فرم سرپنیت فراهم خواهد نمود. در ضمن با این روش قلیائیت مازاد جهت خنثی سازی هرگونه آلودگی اسیدی تامین خواهد شد. اعمال این روش مخصوصا در صورت ورود آلاینده های آلی به بویلر می تواند شرایط ایجاد کف را تسهیل نماید. به کار گیری روش تصفیه ای فوق برای بویلرهایی که در فشارهای بالای Psi 1000 کار می کنند می تواند احتمال اثر تخریبی هیدروکسید سدیم تغلیظ شده را افزایش دهد. در بویلرهایی که با فشارهای زیر Psi 1000 کار می کنند، اثرات تخریبی ناشی از سود تغلیظ شده نادر می باشد.


روش تصفیه هماهنگ فسفات:

روش تصفیه هماهنگ کنترل فسفات برای حذف مشکل مربوط به اثر تخریبی هیدروکسید سدیم تغلیظ شده ابداع شده است. با این روش توانایی بهبود آلودگی آلی اندکی کاهش یافته و در ضمن امکان خنثی سازی آلودگیهای اسیدی متناسب با روش هماهنگ کنترل فسفات تقلیل می یابد.

انجام روش تصفیه هماهنگ فسفات مستلزم عدم وجود قلیائیت در آب جبرانی است.

آب جبرانی معمولا از طریق واحد تبخیر و واحد پیش تصفیه آب بی یون تامین می گردد.

روش تصفیه هماهنگ فسفات مستلزم حفظ مقدار مازادتری سدیم فسفات و فقدان حضور هیدروکسید سدیم است.

مقدار اضافی فسفات معمولا در محدوده mg/l PO4 25-5 حفظ می شود.

به دلیل هیدرولیز تری سدیم فسفات همواره مقادیر اندکی از یون هیدروکسید وجود خواهد داشت.


به دلیل فقدان یون هیدروکسید آزاد (هیدروکسید مازاد بر هیدروکسید تشکیل شده بر اثر هیدرولیز تری سدیم فسفات) ، هیدروکسید سدیم نمی تواند به فرم تغلیظ شده در آب حضور داشته باشد.

در صورت تغلیظ مواد جامد بر روی سطوح لوله امکان معکوس شدن واکنش هیدرولیز (معادله VI) در بویلر وجود خواهد داشت.

مقادیر اندک آلودگیهای اسیدی یا قلیایی می تواند وارد )آب( بویلر شود.

به همین علت برای بازیابی نسبت مطلوب فسفات به pH لازم است سدیم هیدروکسید، دی سدیم فسفات یا مونوسدیم فسفات را به آب بویلر افزود.

خط نسبت 3 Na / PO4 بیانگر این رابطه است.

روش تصفیه هماهنگ فسفات معمولا برای بویلرهایی بسیار سودمند خواهد بود که در محدوده فشار Psi 1500-1000 کار کنند. هر چند کاربرد روش کنترل هماهنگ فسفات برای بویلرهای که در فشارهای بالاتر از Psi 1500 کار می کنند، غالباً منجر به اثر تخریبی سدیم هیدروکسید تغلیظ شده می گردد.

اثر تخریبی هیدروکسید سدیم در روش تصفیه هماهنگ فسفات به طور غیر مستقیم از پدیده
Hide Out ناشی می گردد. مواد جامد موجود در آب بویلر تغلیظ شده و یا در سطوح انتقال حرارت بویلر به فرم خشک در می آیند.

با این حال تری سدیم فسفات هرگز به فرم تری سدیم فسفات خشک ته نشین نخواهد شد.

فرم جامد خشک ترکیبی با فرمول تقریبی Na2.8 + H0.2 PO4 بوده و متفاوت از Na3PO4 است. به محض وقوع پدیده -Hide Out در بویلری که حاوی تری سدیم فسفات می باشد، مطابق واکنش زیر هیدروکسید سدیم در آب بویلر تشکل می شود:

در این صورت هیدروکسید سدیم تشکیل شده بر روی سطوح لوله تغلیظ خواهد شد.

بیشترین احتمال وقوع تغلیظ هیدروکسید سدیم در زیر محل تجمع بالای محصولات خوردگی یا لوله های شیبداری است که در آنها جریان حاصله جمع شده و مانع آبکشی مواد جامد تغلیظ شده از دیواره لوله می گردند. نسبت مولی سدیم به فسفات در یک ترکیب ته نشین شده از روی نسبتهای هم ارز تعیین می شود.

روش تصفیه هم ارز فسفات:

امکان جلوگیری از ایجاد پدیده / Hide Out هم ارز برای بویلرهای در حال کار وجود ندارد. روش کنترل هم ارز آب بویلر به این علت ابداع شده است که بتوان تضمین نمود یون هیدروکسید در شرایط اختفاء Hide Out تشکیل نمی شود. روش پیش تصفیه ای نامبرده مبنای این اصل صورت می گیرد که نسبت Na/PO4 در آب بویلر نمی تواند بالاتر از خط نسبت هم ارزی باشد.

در صورت تحقق این هدف تحت هیچ شرایطی هیدروکسید سدیم آزاد در بویلر تشکیل نخواهد شد و به این ترتیب خطر خورندگی هیدروکسید سدیم منتفی خواهد شد.

ترکیب ماده فسفات سدیم تشکیل شده در شرایط Hide Out با توجه به شدت فشار ودما اندکی تغییر خواهد نمود. برای اطمینان از اینکه نسبت Na/PO4 در آب بویلر در کمتر از نسبت کافی برای ترکیب Hide Out باقی می ماند و نیز رعایت حد مجاز ایمنی ، نسبت کنترل آب بویلررا معمولاً در حد 6/2 نگه می دارند. متداولترین روش تهیه منحنی کنترل برای روش تصفیه هم ارز فسفات ترسیم pH بر حسب تابعی از غلظت کل فسفات در نسبت Na/PO4 برابر 6 می باشد .

به منظور کنترل روش تصفیه ای نامبرده ، مقادیر pH و غلظت کل فسفات اندازه گیری شده و تنظیمات لازم برای حفظ pH در محدوده پایین تر از منحنی 6/2 صورت می گیرد.

مقادیر اضافی فسفات برای کنترل هم ارز فسفات را معمولا در محدوده mg/l PO4 20-2 نگهداری می کنند.

برای انجام کنترل هم ارز تبخیر کننده ها یا تجهیزات بی یون سازی آب جبرانی مورد نیاز می باشد.

نیاز به کاهش بیشتر در قلیائیت برای کنترل هم ارز در قیاس با روش کنترل هماهنگ باعث می شود که توانایی اصلاح آلودگی هایی که وارد بویلر می شوند به مراتب سخت تر شود.

روش تصفیه با بازدارنده های فرار:

علی رغم اصلاحاتی که در روشهای تصفیه با فسفات به منظور کاهش قابلیت ایجاد خوردگی صورت گرفته است، توانایی اصلاح آلودگی ها کاهش یافته است. شواهدی وجود دارد که نشان می دهد خود فسفات در صورت تغلیظ می تواند برای فلز بویلر خورنده باشد. به نظر می رسد که بهترین درجه حفاظت از خوردگی برای جزء فولادی بویلر با حذف تمام مواد شیمیائی جامد مورد استفاده جهت تصفیه آب از آب بویلر حاصل گردد.

گاهی اوقات بویلرهای معمولی دارای فشارهای بهره برداری بالاتر از Psi 2000 ،الزاما با آب خالص کار می کنند.

در این حالت تنها مواد شیمیائی افزودنی به سیستم بویلر عبارتند از:

آمونیاک یا یک آمین خنثی کننده و غالبا هیدازین.

این روش تصفیه ای را معمولا تحت عنوان تصفیه با مواد فرارAVT (All Volatile Treatment)

می شناسند.

هر چند که روش AVT منجر به عدم توانایی کلی در بهسازی عوامل آلوده کننده می شود.

به همین علت دستور العمل های بهره برداری باید از محدودیت شدید برخوردار بوده و به علت احتمال ورود ماده آلوده کننده بر اثر نشتی باید طرحهای عملیاتی را هر چه سریعتر آغاز نمود.

برای اجراء موفقیت آمیز و ماندگاری روش AVT باید روش تصفیه خارجی آب جبرانی قابلیت کاهش میزان کل مواد جامد محلول تا مقادیر بسیار اندک را دارا باشد.

در حال حاضر روش تصفیه ای AVT که در اینجا مورد بحث قرار گرفته است، عمدتاً طیف کاملی از انواع روشهای تصفیه ای آب بویلررا در بر می گیرد. مزایا و محدودیتهای هر کدام از این روشها را باید مورد ارزیابی قرارداد.

محدودیتهای شدید در مورد میزان مجاز مواد آلوده کننده موجود در آب خوراک ، به کار گیری روش AVT را در سیستمهای صنعتی محدود ساخته است.

بعضی بویلرهای صنعتی پر فشار دارای مشخصه های طراحی ویژه ای هستند که بتوانند حتی با وجود تغلیظ مواد جامد در بویلر با روشAVT به بهترین نحو کار کنند.

در مواردی که محدویتهای بسیار شدید برای خلوص بخار در بویلرهای صنعتی اعمال می گردد،AVT می تواند روش تصفیه ای انتخابی باشد.

انجام تصفیه با ماده کی لیت کننده:

یک ماده کی لیت کننده ترکیبی است که توسط به اشتراک گذاشتن بیش از یک جفت الکترون با یک یون فلزی ، یک کمپلکس حلقوی با پایداری بالا تشکیل می دهد.

روش تصفیه با ماده کی لیت کننده از این لحاظ که کی لیتهای کلسیم و منیزیم محلول می باشد ، مورد توجه است.

متداولترین عوامل کی لیت کننده مورد استفاده برای تصفیه آب یک بویلر صنعتی عبارتند از:

اتیلن دی آمین تترااستیک اسید (EDTA) ، نیتریلوتری استیک اسید (NTA) ، و مخلوطی از این دو.

هر چند کی لیتهای حاصل از یونهای عامل سختی و آلودگیهای یون فلزی محلولند ، با این حال آنیونهای متداول و متعددی در آب بویلر وجود دارند که در تعارض با ماده کی لیت کننده هستند.

رسوبات کاملا نامطلوب کربنات کلسیم و سولفات کلسیم را می توان توسط انجام تصفیه با ماده کی لیت کننده حذف نمود.

در هر صورت فسفاتها اثر کی لیت کنندگی کلسیم را خنثی می کنند و در صورتی که میزان آنها قابل توجه باشد ، موجب ته نشینی فسفات کلسیم خواهند شد. هیدروکسید و سیلیس هر دو مانع کی لیت شدن منیزیم می شوند. با توجه به غلظت تمام گونه های شیمیائی موجود در آب بویلر ، امکان تشکیل رسوب سیلیکات منیزیم وجود دارد.

به دلیل وجود اثر رقابتی یون هیدروکسید، نمی توان توسط روش تصفیه با ماده کی لیت کننده میزان قابل ملاحظه ای از آهن را حل نمود. با این حال می توان به کمک ترکیبی از یک ماده دیسپرسانت (پخش کننده) و روش تصفیه با ماده کی لیت کننده ، رسوبات آهنی را به گونه ای موثر زدود.

کی لیتهای EDTAبا یونهای آلوده کننده به مراتب پایدارتر از کی لیتهای حاصل از NTAهستند. EDTA در دماهای معمول آب بویلر متلاشی می شود اما کی لیت فلزی آن در صورتی که قبل از رسیدن به دمای بالا تشکیل شده باشد ، در دماهای معمول آب بویلر پایدار خواهد بود. NTA در دماهای معمول بویلر پایدار است و کی لیت باقیمانده می تواند در آب بویلر باقی بماند.

مقایسه روش کنترل رسوب و خوردگی مشابه مباحثی است که برای تصفیه با فسفات بحث شد اما کمی مشکل تر می باشد. روش تصفیه با ماده کی لیت کننده بهترین روش برای اصلاح آلودگیهای عامل سختی می باشد، اما در صورت استفاده نادرست می تواند موجب خوردگی شود.

مقادیر اضافی ماده کی لیت کننده در حضور مقدار بالای مواد آلوده کننده و محصولات حاصل از تجزیه ماده کی لیت کننده می توانند موجب خوردگی فولاد بویلر شوند.

سطح قلیائیت مازاد mg/l CaCO3 600-250 را باید برای آب بویلر حفظ نمود تا به این ترتیب هر گونه امکان خوردگی به حداقل برسد. مواد کی لیت کننده را بایستی در مخزن تغذیه آب بویلر تزریق نمود چون ممکن است به قطعات آلیاژ مسی پمپ تغذیه آسیب برساند و بهترین محل تزریق آن بعد از پمپ تغذیه و قبل از ورود به بویلر خواهد بود.

بنا به آنچه قبلاً گفتیم در کمترین نقطه دمایی شرایط برای ایجاد واکنش بین EDTA با مواد آلوده کننده قبل از اینکه مقدار قابل ملاحظه ای از EDTAتجزیه شود، مهیا می باشد. محل ترجیحی تزریق ، پمپ تغذیه بویلر است.


برای تحقق این هدف یک پمپ تزریق شیمیائی پر فشار و یک لوله تزریق از جنس فولاد زنگ نزن مورد نیاز می باشد. به دلیل امکان تخریب آلیاژ های مسی در پمپ تزریق بویلر عمل تزریق به مخزن هوازدا توصیه نمی شود. در صورت تغذیه مناسب ماده کی لیت کننده مقادیر مازاد ماده کی لیت کننده در آب بویلر وجود خواهد داشت. هر چند که وجود مقدار اضافی ماده کی لیت کننده در آب بویلر به خودی خود نشان دهنده کنترل مطلوب روند تزریق نمی باشد. همواره باید مقدار اضافی ماده کی لیت کننده در آب خوراک بویلر وجود داشته باشد. مقدار اضافی ماده کی لیت کننده در آب بویلر در صورتی که عواملی سختی کی لیت نشده بسیار اندک باشند، می تواند از رسوبگذاری ممانعت نماید ولی اگر همواره سطح غلظتی عوامل کی لیت نشده زیاد باشد نخواهد توانست از تشکیل رسوب جلوگیری کند. (در نتیجه) روش تصفیه با ماده کی لیت کننده راه حل مناسبی برای تغییرات بسیار بالا و غلظتهای مازاد سختی در آب جبرانی و برگشتی های کندانسه نخواهد بود.

انجام روش تصفیه با ماده کی لیت کننده با توجه رهنمودهای کلی ارائه شده در بالا برای بویلر های صنعتی که در فشارهای حداکثر Psi 1000 کار می کنند، موثر خواهد بود. روش تصفیه با ماده کی لیت کننده برای فشارهای Psi 1300 نیز به کار گرفته شده است، اما تجربه های حاصل از این روش برای فشار های بالاتر از Psi1300 محدود است.

بعضی از روش های تصفیه بکار رفته برای فشارهای بالا تر از Psi 1000 شامل قلیائیت مازاد پایین و همراه با فسفات بوده است. در چنین شرایطی بر انجام پیش تصفیه اولیه بویلرها توسط روش یون زدایی که منجر به حداقل رساندن غلظت سختی در آب خوراک می شود، تاکید می گردد.

فیلتر آلومینای نانولیفی - یکشنبه یازدهم اردیبهشت 1390

روشهای طبیعی تصفیه فاضلاب (سیستمهای تالابی) - یکشنبه یازدهم اردیبهشت 1390
روش تعيين سولفات اب با کلريد باريم - یکشنبه یازدهم اردیبهشت 1390
معیارها و رهنمودهای تحلیل کیفیت میکروبی آب آشامیدنی - شنبه دهم اردیبهشت 1390
بایو جاذب فلزات سنگین (جایگزین رزین کاتیونی) - جمعه نهم اردیبهشت 1390
ضربه قوچ و جلوگیری از آن - جمعه نهم اردیبهشت 1390
آهک زنی آب - جمعه نهم اردیبهشت 1390
كيفيت آب آبياري - جمعه نهم اردیبهشت 1390
کلر موجود در آب استخرها خطر ابتلا به آسم و آلرژی را تشدید می‌کند - جمعه نهم اردیبهشت 1390
پرش هیدرولیکی - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
منابع و خصوصیات آب و آلودگی آن ها - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
تکنولوژی سيستم رادار در خطوط فاضلاب - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
آشنایی با فاضلاب بیمارستانی و سیستم های تصفیه - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
ددت سمی که می بایست معدوم می شد - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
بررسی آلترناتیوهای تونل تاسیسات شهری - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
آشنايي با برخي از اصطلاحات رايج در گندزدايي و ضدعفوني - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
آب مورد استفاده در دياليز - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
اصطلاحات زیست محیطی - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
ترسيم فني و نقشه كشي - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
نقشه های توپوگرافی - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
رواناب و هیدروگراف های رواناب - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
متدهای اصطکاک - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
سال شمار آبرسانی و معادلات جریان - پنجشنبه هشتم اردیبهشت 1390
ﺗﻪ ﻧﺸﻴﻨﻲ ﺷﻴﻤﻴﺎﻳﻲ - چهارشنبه هفتم اردیبهشت 1390
چرخه فسفر - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
راههای ساده برای حفظ محیط زیست - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
آنالیز و شناسایی آمونیاک:(NH3) - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
رنگ آمیزی کپسول باکتری - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
ضرورت مديريت يکپارچه منابع آبي - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
روشهای کهن آبیاری بدعتی تحسین برانگیز - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
سامانه آب شیرین کن شهر قرچک - سه شنبه ششم اردیبهشت 1390
جريان آبهاي زير زميني و تغذيه آنها - دوشنبه پنجم اردیبهشت 1390
نقش دیاتومیت ها در تصفیه - دوشنبه پنجم اردیبهشت 1390
آلودگی آب,نحوه و عوامل آن - دوشنبه پنجم اردیبهشت 1390
درباره پديده چكش آبي (ضربه قوچ) - دوشنبه پنجم اردیبهشت 1390
همه چیز در مورد پمپ و پمپاژ - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
قارچ های آب و فاضلاب و روشهای تشخیص آن ها - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
مزایا و معایب کلر در آب آشامیدنی - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
حداقل ها و حداکثر ها در لوله کشی سایت های صنعتی - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
استحصال آب آشامیدنی از آب دریا با نانوسیالات - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
استفاده از نانو فیلتر جهت تصفیه باقیمانده آفت کشها در آب - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
تری هالومتانها و کنترل آن ها - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
نکات ایمنی در هنگام استفاده از فور یا oven - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
بررسی اکولوژیکی کشند های سرخ دریایی(پدیده جلبکی) - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
روش تعیین درصد کلر فعال در محلول سدیم هیپوکلریت (آب ژاول) - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
جدا سازی جذب سطحی - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
ویژگی ها و مشخصات اصلی فرایند نانو فیلتراسیون - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
مسمویت نیتراتی - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
سختی آب و اثرات آن - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390
کیفیت آب آشامیدنی و تاثیر آن در میزان موفقیت واکسن های آشامیدنی طیور - یکشنبه چهارم اردیبهشت 1390

مرجع تخصصی آب و فاضلاب