2-حلال های مناسب برای حذف رسوبات معدنی
رسوبات معدنی که در جدول 1 آمده است معمولا بر روی سطوح انتقال حرارت تجهیزات نظیر بخش های بازیافت حرارتی بویلر های نیروگاهی و قسمت های مختلف سیستم های آب خنک کننده تشکیل می گردند.در اینجا مروری بر پیشرفت های صورت گرفته در شستشوی شیمیایی هر گروه از این رسوبات پرداخته می شود.
2-1-روش رسوب زدایی از اکسید های آهن:
حلال های متعددی را می توان برای حذف رسوبات اکسید های آهن به کار برد، این حلال ها می توانند از هر سه گروه اسید های معدنی، اسیدهای آلی و عوامل کی لیت کننده و یا ترکیبی از هر سه گروه انتخاب شوند.
انتخاب یک سیستم حلال خاص به عواملی نظیر جنس فلز قسمتهای در حال شستشو ، نوع و چگالی دقیق پوسته های اکسیدی، ملاحظات مربوط به هزینه حلال و دفع پساب تشکیل شده از حلال بستگی دارد.
2-1-1-اسید های معدنی
اسید هیدروکلریک ساده ترین، متداول ترین و کاربردی ترین اسید معدنی برای این منظور است.این اسید عملا در تمامی تجهیزات صنعتی با غلظت های 5 تا 28 درصد (متداول ترین محدوده مصرف 5 تا 10 درصد است)مورد استفاده قرار می گیرد.این اسید را می توان حداکثر تا دمای حدود (C°82) °F180 مصرف نمود.البته استاندارد های مختلف مقادیر متفاوتی برای این منظور ذکر کرده اند.
اسید هیدروکلریک معمولا برای پاکسازی فولاد های زنگ نزن سری 300،آلیاژهای خوش تراش، منیزیم، روی، آلومینیم، کادمیم یا فولادهای گالوانیزه مورد استفاده قرار نمی گیرند. خطر این اسید برای فلزات نام برده شده مربوط به خوردگی عمومی یا موضعی آنها است که موجب محدود شدن مصرف HCl برای شستشوی فلزات نام برده می گردد. بجز فلزات نام برده شده سایر فلزات را می توان به کمک بازدارنده خوردگی در خلال عملیات شستشو تا حد کافی حفاظت نمود.
HCl رسوبات کربناتی، فسفاتی و اغلب رسوبات سولفاتی، سولفید آهن II، اکسیدهای آهن و اکسیدهای مس را حل می کند. همچنین نوع بازدارنده این اسید که توسط افزودنی های خاصی اصلاح شده باشد، روند رسوب زدایی ترکیبات حاوی فلوراید، مس و سیلیس را از روی سطوح تسهیل خواهد کرد.
اسید هیدروکلریک موجب تبدیل رسوبات سولفاتی و فسفاتی به نمک های کلریدی با حلالیت بیشتر می شود.
مزایای استفاده از اسید هیدروکلریک عبارتند از:
قیمت پایین، قابلیت انحلال انواع رسوبات و سهولت دسترسی به بازدارنده های خوردگی آن.
جنبه های منفی مصرف HCl عبارتند از:
محدودیت قابلیت آن در حل کردن مس (بدون تیواوره)، این ماده جهت پاکسازی فولادهای زنگ نزن سری 300 محدودیت دارد و عملیات پاکسازی با اسید هیدروکلریک به دلیل نیاز به آبکشی فراوان نیازمند مصرف مقادیر زیادی آب است.
اسید هیدروفلوئوریک (HF) نیز همراه با HCl برای حذف رسوبات حاوی سیلیس مورد استفاده قرار می گیرد.
زیرا باعث تشکیل اسید فلئوروسیلیسیک می شود که نسبت به سیلیس حلالیت بیشتری دارد. همچنین مخلوط این دو اسید سرعت انحلال اکسید آهن را افزایش داده و برای شستشوی شیمیایی بویلرها می توان به سرعت بالاتر حذف رسوب و سرعت کمتر خوردگی در قیاس با محلول HCl دست یافت.
محلول اسید فسفریک همراه با بازدارنده نیز در طول سالیان متمادی برای شستشوی سطوح به کار رفته اند.
اسید سولفوریک با غلظت حدود 20-10% را می توان برای شستشوی آلیاژهای زنگ نزن سری 300 و همچنین سایر فلزات (به غیر از آلومینیم،فولاد گالوانیزه یا منیزیم) مورد استفاده قرار داد. این اسید به علت حلالیت کم با aS إشُ[منیزیم) مورد استفاده قرار داد.این اسید به علت حلالیت کم گ نزن سری 300 و همچنین سایر فلزات (به غیر از آلومینیم،فولاد گالواCaSO₄یا BaSO₄ ، برای حذف رسوبات حاوی کلسیم یا باریم مناسب نیست. برای انحلال FeS بدون احتمال خطر تصاعد سولفید هیدروژن می توان از اسید سولفوریک به همراه انواع آلدئیدها استفاده کرد.
اسید نیتریک را می توان برای شستشوی فولاد زنگ نزن (غالبا با HF)به کار برد. بازدارندگی خوردگی در این اسید بسیار مشکل است و لذا باید حتی المقدور در غلظت های پایین (5%) مورد استفاده قرار گیرد.
صفحه 1
2-1-2-اسیدهای آلی و عوامل کیلیت کننده:
این گروه از حلالها،محلول های آبی هستند که حاوی مقادیر مختلفی از عوامل کیلیت کننده و اسید های آلی با مقادیر pH حدود 2 تا 12 هستند. عامل کیلیت کننده گونه ای شیمیایی است که یک تعادل کمپلکسی بین یون فلزی و عامل کمپلکس کننده ایجاد می کند. فرمولاسیون های به کار رفته در این آمیزه ها ترکیباتی نظیر اسید سیتریک،EDTA، هیدروکسی اتیل اتیلن دی آمین تری استیک اسید(HEDTA)، فسفونات ها، هیدروکسی استیک اسید، فرمیک اسید و سایر آمیزه های اسیدهای آلی را شامل می گردند.
EDTA ماده شیمیایی بسیار انعطاف پذیری است که به دلیل بیشتر بودن ثابتهای تعادلی کمپلکس های فلز-یون تشکیل شده توسط آن به کمک این ماده می توان محلول های شستشوی شیمیایی با مقادیر PH از 5/4 تا 2/9 را به گونه ای فرموله کرد که قابلیت حذف Fe و Cu (همچنین Ca، Ni و Cr ) را داشته باشد.
در آن دسته از تجهیزات فرایندی که در آنها انواع سیالات در تماس با آلیاژهای مسی قرار می گیرند، می توان رسوبات حاوی مس را یافت. از آنجا که اغلب آلیاژهای مسی در برابر خوردگی نسبتا مقاوم هستند، لذا مقادیر بسیار کمی از مس حل خواهد شد که در مرحله بعد ممکن است طی تماس با آلیاژهای آهنی روی آنها را بپوشاند.مسی که سطح فولاد را می پوشاند، به دلیل ماهیت گالوانیکی جفت آهن-مس قابلیت تسریع روند خوردگی را دارد و به عنوان کاتد برای عامل اکسید کننده عمل می کند.
محلول های بسیار متنوعی برای حذف رسوبات مسی تهیه شده است.این محلول ها به چند گروه تقسیم می شوند:اکسید کننده های قلیایی، محلول های حاویHCl/کمپلکس کننده ها و محلول های حاوی کی لیت کننده ها.
اکسید کننده های قلیایی انواع حلال های آمونیاکی اکسید کننده نظیر پرسولفات آمونیم و برمات آمونیم و بی کربنات آمونیم را شامل می شود. عامل اکسید کننده برای حذف مس ، پربورات سدیم است که می توان آن را همراه با آمونیاک، آمین ها یا با EDTA مورد استفاده قرار داد. اکسید کننده های قلیایی حاوی آمونیاک، فولاد را رویین ساخته و در عین حال موجب حل شدن مس می شوند.
کمپلکس کننده های اسیدی مس امکان پاکسازی همزمان رسوبات اکسید آهن و مس را فراهم می کند.اکسید کننده های قلیایی نام برده شده فوق تنها قابلیت زدایش رسوبات مسی را دارند اما برای حذف رسوبات اکسیدی آهن حاوی مس یا اکسیدهای مسی باید از اسید معدنی به همراه این اکسید کننده ها استفاده شود.استفاده از HCl/ تیواوره امکان شستشوی اکسید آهن و مس را از بویلرهای نیروگاهی فراهم می کند.
EDTA و سایر کی لیت کننده های قوی به تولید نمک آهن II –EDTA منجر شده و در خلال انحلال مگنتیت توسط هوا اکسید می شود. عامل کی لیت کننده اکسید شده ابتدا فولاد را رویین نموده و سپس لایه مسی را اکسید می کند. ادامه روند دمش هوا آهن را در حالت اکسایش آهن III حفظ می کند و در ضمن نیروی محرکه لازم برای سرعت بخشیدن به روند رویین سازی و انحلال مس را در اختیار حلال می گذارد. با ادامه پیشرفت ها در فرایند مس زدایی، از H₂O₂ به عنوان یک عامل اکسید کننده در مرحله انحلال مس استفاده می شود. استفاده از این ماده باعث بالارفتن نرخ رسوبزدایی و کاهش زمان رویین کردن سطح و افزایش سرعت مس زدایی می گردد.
صفحه 2