حلال EDTA: هم اکنون تعداد زیادی از شستشو شیمیایی توسط حلال EDTAانجام می‌شود. EDTA جزو ترکیباتی از گروه کیلانت ها است که به شدت در تشکیل کمپلکس کاتیون های دو و سه ظرفیتی موثر است. این ارتباط پیوندی ازطریق نیتروژن و نیمی از اتمهای اکسیژن موجود در ملکول EDTAایجاد می‌شود و ساختمان یونها به صورت یک قفس است.
در اغلب روشها، عمدتا از تترا آمونیوم EDTA استفاده می‌کنند که در این ماده دو اتم از چهار اتم هیدروژن موجود، در آخر ملکول EDTAبا یونهای آمونیوم (NH4+) جایگزین شده‌اند. آمونیاک، یک ماده قلیایی بوده و عمدتا شستشو EDTAدر pH بین ۹تا ۵/۹ انجام می‌شود. تاثیر تترا آمونیوم EDTA بر روی رسوبات، کمتر از HCl است. بنابراین براساس تجربه، بویلرهابا یک محلول پنج درصد پر شده و سپس‌توسط مشعلها تا دمای ۲۷۵درجه فارنهایت‌گرم می‌شوند. این عمل سبب افزایش فعالیت این ماده می‌شود.
در واحدهای با گردش طبیعی پس ازگرمایش اولیه به‌طور مرتب، بویلر تا دمای ۲۴۰ درجه فارنهایت خنک شده و مجددا تا دمای ۲۷۵درجه گرم می‌شود تا گردش طبیعی انجام شود. عموما پیمانکاران شستشو بویلر، به‌جای گرم و سرد کردن از یک پمپ خارجی (که قبل از عملیات شستشو نصب شده است) برای گردش‌حلال از پایین ترین جمع کننده تا درام بالا استفاده می‌کنند. مرحله حذف آهن توسط EDTA ممکن است به‌منظور پایدار شدن غلظت آهن از ۱۲تا ۳۶ ساعت به‌طول انجامد. غلظت EDTAآزاد نباید به زیر ۴/۰ درصد کاهش یابد و درصورتی که این غلظت به نزدیک این عدد برسد باید بخشی از حلال، تخلیه شده وحلال جدید اضافه شود. پس از تکمیل مرحله حذف آهن، سیستم تا دمای۱۵۰درجه فارنهایت سرد می‌شود. سپس یک‌اکسید کننده مثل هوا، با نیتریت سدیم، اکسیژن یا پراکساید هیدروژن به محلول،تزریق می‌شود تا حذف مس انجام شود.
این مرحله عموما کوتاهتر از مرحله حذف آهن بوده و ممکن است سه تا هشت ساعت به طول انجامد. این ماده اکسید کننده، مس را به درجه اکسیداسیون ۲+ می‌رساند تا با EDTA کمپلکس تشکیل دهد. در مورد مزایای استفاده از تترا آمونیوم EDTAمی‌توان گفت که این ماده از خورندگی کمتری نسبت به HClبرخوردار بوده و در pH قلیایی عمل می‌کند. بنابراین اگر بخش کوچکی از این ماده بعد از شستشو و آب‌کشی در بویلر باقی بماند هیچ صدمه‌ای به لوله‌های بویلر نمی‌زند. در ضمن این ماده‌مثل HClخطرناک نیست، اگر چه بوی آمونیاک آن آزار دهنده است. از معایب این ماده می‌توان به نیاز به گرم بودن محلول هنگام فرآیند شستشو اشاره کرد.
یادآوری می‌شود معمولا در طی فرآیند شستشو شیمیایی با هر نوع اسید و حلالی مجاز به روشن نگاه داشتن مشعلهای بویلر برای گرم کردن نیستیم. زیرا گرمای موضعی درسطح لوله های در تماس با اسید به شدت خوردگی به وجود می‌آورد.
EDTA یکی از حلالهایی است که از آن‌به صورت ساکن می‌توان برای شستشوی اسیدی استفاده کرد. بنابراین این پدیده جزو مزایای این اسید است نه معایب آن. اگر چه EDTAبه خطرناکی HClنبوده ولی به‌دلیل دمای بالای آن باید موارد ایمنی، مورد توجه قرار گیرد. اگر دمای بویلر به بیش از ۳۰۰درجه فارنهایت برسد EDTA تجزیه می‌شود. در صورت داغ شدن، حجم آب بویلر زیاد می‌شود و باید بخشی از آن تخلیه شود و این کار باید در زیر یک پوشش نیتروژن انجام شود.
آخرین مورد نیز آنکه EDTAاز HCl گرانتر است. با این که تعداد معایب آن نسبتا زیاد به‌نظر می‌رسد، اما مزایای موجود، معایب آن را می‌پوشاند که عمده ترین آن خوردگی کم و توانایی بالای آن در اغلب موارد است.
توانایی حذف رسوبات مس با همان حلال، هنگام استفاده از اکسیژن کمکی یا هوا از دیگر مزایای مهم آن است. ترکیب دیگر EDTA، ترکیب دی آمونیومی آن است. این حلال برای pHپنج تا ۶ تنظیم می‌شود، از فعالیت بیشتری نسبت به تتراآمونیوم EDTA برخوردار بوده و فقط باید دمای آن تا ۲۰۰ درجه فارنهایت گرم شود تا تاثیر مناسبی داشته باشد.
به هرحال کاهش دما، توانایی این ماده در گردش طبیعی آن در بویلر را کاهش خواهد داد.
اسید سیتریک: اسیدسیتریک نیز مانند EDTA سبب اتصال یونهای آهن و مس می‌شود. فرآیند شستشو با اسید سیتریک شبیه فرآیند EDTA است. دو نوع از این حلال به‌صورت مونوآمونیومی و دی آمونیومی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در اولی pHمحلول حدود ۵/۳ تا ۴ و دمای بهینه در محدوده ۱۸۰تا ۲۰۰ درجه فارنهایت است. حلال دی‌آمونیوم سیتریک اسید دارای pHبالاتری (درحدود ۵ تا ۶) بوده و تاثیرگذای کمتری برروی رسوبات دارد. از این رو دمای بالاتر (۲۴۰ تا ۲۷۵ درجه فارنهایت) برای عملکرد بهینه مورد نیاز است. اسید سیتریک به‌قدرت EDTAنیست. این ماده در برخی موارد برای شستشو اسیدی توصیه می‌شود. و بیشتر در بویلرهایی که‌محدودیت خوردگی آلیاژ توسط سایر اسیدها وجود داشته باشد از آن استفاده می‌شود. استفاده از این ماده برای شستشو اولیه بویلرهای بازیافت حرارت از کابردهای این حلال است.
اسیدسیتریک مانند EDTA یک ماده آلی است و می‌تواند پس از انجام مراحل شستشو، درصورت مجاز بودن از نظر زیست محیطی، باحرارت تبخیر شود.
اسید هیدرواکسی استیک و اسیدفرمیک، اسید هیدرواکسی استیک (C2H5O3) و اسید فرمیک (C2H2O2) از اسیدهای قوی آلی است که در شستشو بویلرهای یک بار گذر مورد استفاده قرار می‌گیرند.
همانطور که قبلا اشاره شد، درشستشوی واحدهای یک بار گذر، سوپرهیترها و ری هیترها نیز، مورد شستشو قرار می‌گیرند.
اسید کلریدریک به دلیل آسیب رسانی یون کلر به لوله های فولادی در این مناطق قابل استفاده نیست. ترکیب اسید هیدروکسی استیک و اسیدفرمیک یک راه حل بسیار خوب برای این موضوع است. در شروع کار، غلظت ۲درصد از اسید هیدروکسی استیک و یک درصد اسید فرمیک متداول بوده و دمای بهینه از ۸۰ تا۲۰۰ درجه فارنهایت است. این اسیدها خطرناکند، بنابراین پیش بینی های احتیاطی و ایمنی لازم در برابر آنها باید همانطور که برای دیگر محلولها رعایت می‌شود در نظرگرفته شود.
مشکلات دفع فاضلاب: فاضلاب ناشی از فرآیندهای شستشو بویلر، مجوز دفع در محیط زیست را ندارند، مگر آنکه به مقدار لازم تصفیه شوند، که هزینه تصفیه بر کل هزینه عملیات افزوده خواهد شد. در مورد بعضی از حلالها، استانداردهای زیست محیطی، اجازه تبخیر آنها در بویلر را می‌دهد که این مزیت خوبی برای حلالهای آلی است، که به راحتی تبخیر شده و برای بویلر نیز مشکل خوردگی ندارند. در برخی واحدها، فاضلابها به استخرهای خنثی سازی هدایت می‌شوند. این کار بیشتر در مورد فاضلابهای با محلول HCl انجام می‌شود.
این فاضلاب ها به استخرهایی هدایت می‌شوند که در آنجا شیر آهک تزریق شده و سبب افزایش pHو ته نشینی فلزات سنگین می‌شود. تصفیه شیر آهک برای فاضلابهای محتوی زائدات کیلانتی از اثر کمتری برخودار است، زیرا کیلانتها ترکیبات فلزی خود را با قدرت زیادی حفظ می‌کنند. دربرخی موارد دفع محلی رسوبات، مجاز نبوده و این موضوع باعث محدود شدن انتخاب نوع حلال، می‌شود.
منابع:
۱- نفری، محمدرضا – شستشوی شیمیایی دستگاههای صنعتی – انجمن‌خوردگی ایران – سال ۱۳۷۹
۲-Buecker, B.”A Step-by-Step Guide toChemical Cleaning of Boilers” Chem.Eng. Progress, Sep. 96
۳-Buecker, B.”Select the Proper BoilerCleaning Solvent”Chem.Eng.Progress,Oct.2001
۴-Herman,K.W.&Gelosa,L.R., WaerTreatment for Heating and ProcessSteam boilers, Power Eng., April 1973.
جهت دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره های لازم با شرکت بخارپویان تماس حاصل فرمایید.
شما باید وارد شده برای ارسال نظر.