Uhelný-chemický podnik využívá různé výměníky tepla-včetně pevných-trubkových plášťů{3}}a-typů trubek a desek-vyrobených z materiálů, jako je uhlíková ocel a nerezová ocel SS304, přičemž všechny sdílejí stejný zdroj cirkulující chladicí vody. Během údržby a demontáže systému však byly pozorovány zřetelné problémy: některé tepelné výměníky trpěly znečištěním a usazováním kotelního kamene na trubkovnicích, zatímco jiné zažívaly důlkovou korozi a netěsnosti na deskách. Proč stejný zdroj chladicí vody přinesl tak výrazně odlišné výsledky pro různé výměníky tepla? Analýza údajů o aniontech a kationtech vody ukazuje, že problém pramení z nerovnováhy v poměru těchto iontů. Tato nerovnováha způsobuje proměnlivé kolísání pH a tvrdosti, což vede k tomu, že u konkrétních výměníků tepla dochází buď ke korozi nebo tvorbě kotelního kamene/znečištění. Rozdíl spočívá ve specifickém poměru aniontů ke kationtům; každý z těchto iontů hraje odlišnou roli a má jedinečné chemické vlastnosti. Určení, zda je voda korozivní nebo tvoří vodní kámen,{12}}vyžaduje vyhodnocení specifických vlastností těchto iontů a jejich relativních poměrů.
1. Anionty hrají dvojí roli
Běžné anionty ve vodě zahrnují Cl-, SO42-, HCO3-, CO32- a OH-. Mezi nimi se HCO₃⁻, CO₃2⁻ a OH⁻ typicky kombinují s kationty, jako je K+, Na+, Mg2+ a Ca2+, aby se určila alkalita a tvrdost vody. Změny v koncentracích těchto iontů ovlivňují pH vody a slouží jako indikátor toho, zda je voda korozivní nebo se tvoří- vodní kámen. Jsou to tedy primární ionty ovlivňující chemickou povahu vody.
2. Síranové ionty podporují korozi i usazování vodního kamene
SO₄2⁻ je běžný korozivní anion ve vodě; zvyšuje elektrickou vodivost a může se slučovat s kationty Ca2⁺ za vzniku sraženin CaSO4 (síran vápenatý), což vede k tvorbě kotelního kamene. Kromě toho sírany slouží jako zdroj živin pro bakterie-redukující sírany přítomné ve vodě. 3. Kationty hrají více rolí
Primární kationty ve vodě zahrnují K+, Na+, Ca2+, Mg2⁺, Fe3+ a Mn2+. Mezi nimi K+ a Na⁺ zvyšují elektrickou vodivost a zvyšují sklon vody k nestabilitě; Ca²⁺ a Mg²⁺ zvyšují riziko tvorby kotelního kamene a zhoršují účinnost přenosu tepla; a Fe³⁺ a Mn⁺ tvoří koloidní kal, což vede k pod-depozitní korozi.
Souhrnně: analyzujte hladiny HCO₃⁻, CO₃2⁻ a OH⁻ pro posouzení kyselosti/zásaditosti vody; analyzovat úrovně Cl⁻ pro hodnocení odolnosti nerezové oceli SS304 proti korozi; a analyzovat hladiny Ca2⁺ a Mg2⁺ za účelem posouzení rizika tvorby kotelního kamene ve výměníku tepla.
