Μια{0}}χημική επιχείρηση άνθρακα χρησιμοποιεί διάφορους εναλλάκτες θερμότητας-συμπεριλαμβανομένων σταθερών-τύπων κελύφους σωλήνων-και-τύπων σωλήνων και τύπων πλακών-κατασκευασμένων από υλικά όπως ανθρακούχο χάλυβα και ανοξείδωτο χάλυβα SS304, που μοιράζονται την ίδια πηγή νερού ψύξης που κυκλοφορεί. Ωστόσο, κατά τη συντήρηση και την αποσυναρμολόγηση του συστήματος, παρατηρήθηκαν διακριτά ζητήματα: ορισμένοι εναλλάκτες θερμότητας υπέφεραν από ρύπανση και απολέπιση στα φύλλα σωλήνων, ενώ άλλοι παρουσίασαν διάβρωση και διαρροή στις πλάκες. Γιατί η ίδια πηγή νερού ψύξης απέδωσε τόσο πολύ διαφορετικά αποτελέσματα για διαφορετικούς εναλλάκτες θερμότητας; Μια ανάλυση των δεδομένων ανιόντων και κατιόντων του νερού αποκαλύπτει ότι το πρόβλημα προέρχεται από μια ανισορροπία στην αναλογία αυτών των ιόντων. Αυτή η ανισορροπία προκαλεί ποικίλες διακυμάνσεις στο pH και τη σκληρότητα, με αποτέλεσμα οι συγκεκριμένοι εναλλάκτες θερμότητας να βιώνουν είτε διάβρωση είτε απολέπιση/ρυπαντική ρύπανση. Η διαφορά έγκειται στην ειδική αναλογία ανιόντων προς κατιόντα. Αυτά τα ιόντα παίζουν το καθένα ξεχωριστούς ρόλους και διαθέτουν μοναδικά χημικά χαρακτηριστικά. Ο προσδιορισμός του εάν το νερό είναι διαβρωτικό ή σχηματίζεται άλατα-απαιτεί την αξιολόγηση των ειδικών ιδιοτήτων αυτών των ιόντων και των σχετικών αναλογιών τους.
1. Ανιόντα Παίζουν Διπλό Ρόλο
Τα κοινά ανιόντα στο νερό περιλαμβάνουν Cl-, SO42-, HCO3-, CO32- και OH-. Μεταξύ αυτών, τα HCO3-, CO32- και OH- τυπικά συνδυάζονται με κατιόντα όπως K+, Na+, Mg2+ και Ca2+ για τον προσδιορισμό της αλκαλικότητας και της σκληρότητας του νερού. Οι αλλαγές στις συγκεντρώσεις αυτών των ιόντων επηρεάζουν το pH του νερού, χρησιμεύοντας ως δείκτης για το εάν το νερό είναι διαβρωτικό ή σχηματίζεται άλατα-. Κατά συνέπεια, είναι τα πρωτεύοντα ιόντα που επηρεάζουν τη χημική φύση του νερού.
2. Τα θειικά ιόντα προάγουν τόσο τη διάβρωση όσο και την απολέπιση
Το SO42- είναι ένα κοινό διαβρωτικό ανιόν στο νερό. Αυξάνει την ηλεκτρική αγωγιμότητα και μπορεί να συνδυαστεί με κατιόντα Ca2+ για να σχηματίσει ιζήματα CaSO4 (θειικό ασβέστιο), με αποτέλεσμα την απολέπιση. Επιπλέον, τα θειικά άλατα χρησιμεύουν ως θρεπτική πηγή για τα θειικά-βακτήρια που μειώνουν τα θειικά που υπάρχουν στο νερό. 3. Τα κατιόντα παίζουν πολλαπλούς ρόλους
Τα πρωτογενή κατιόντα στο νερό περιλαμβάνουν K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe3+ και Mn2+. Μεταξύ αυτών, τα K+ και Na+ αυξάνουν την ηλεκτρική αγωγιμότητα και αυξάνουν την τάση του νερού προς αστάθεια. Τα Ca2+ και Mg2+ αυξάνουν τον κίνδυνο απολέπισης και βλάπτουν την απόδοση μεταφοράς θερμότητας. και τα Fe3+ και Mn+ σχηματίζουν κολλοειδή λάσπη, που οδηγεί σε διάβρωση υπό-απόθεσης.
Συνοπτικά: αναλύστε τα επίπεδα HCO3-, CO32- και OH- για να αξιολογήσετε την οξύτητα/αλκαλικότητα του νερού. Αναλύστε τα επίπεδα Cl- για να αξιολογήσετε την αντοχή στη διάβρωση του ανοξείδωτου χάλυβα SS304. και αναλύστε τα επίπεδα Ca2+ και Mg2+ για να αξιολογήσετε τον κίνδυνο κλιμάκωσης του εναλλάκτη θερμότητας.
