مقایسه مزایا و معایب استفاده از کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم برای تنظیم مقدار pH آب تغذیه دیگ بخار

1، آب تغذیه دیگ بخار برای تنظیم مقدار pH دلیل

امروزه اکثر دیگ‌های بخار در چین از آب بدون املاح اسمز معکوس یا آب نرم شده با تبادل رزین یون سدیم استفاده می‌کنند. مقدار pH آب نرم شده با اسمز معکوس یا تبادل رزین یون سدیم عمدتاً پایین و اسیدی است. مقدار pH آب بدون املاح اسمز معکوس عموماً 5-6 و مقدار pH آب نرم شده با تبادل رزین یون سدیم عموماً 5.5-7.5 است تا خوردگی ناشی از تامین آب اسیدی دیگ‌های بخار و لوله‌ها حل شود. طبق مفاد استاندارد ملی BG/T1576-2008، مقدار pH آب دیگ صنعتی بین 7-9 و مقدار pH آب بدون املاح بین 8-9.5 است، بنابراین منبع آب دیگ نیاز به تنظیم مقدار pH دارد.

2، اصل اساسی افزودن کربنات سدیم به آب تغذیه دیگ بخار برای تنظیم مقدار pH

کربنات سدیم معمولاً با نام‌های سودا، خاکستر سودا، خاکستر سودا، قلیای شستشو شناخته می‌شود و در شرایط عادی به عنوان پودر سفید یا نمک ریز، به عنوان نمک طبقه‌بندی می‌شود، نه قلیا، فرمول شیمیایی Na2CO3. اصل اساسی افزودن کربنات سدیم به آب تغذیه دیگ بخار برای تنظیم مقدار pH، استفاده از کربنات سدیم برای حل شدن در آب و قلیایی شدن است که می‌تواند دی اکسید کربن موجود در آب تغذیه اسیدی را خنثی کرده و خوردگی آب نرم شده اسیدی یا آب نمک روی دیگ بخار و خط لوله را حل کند. کربنات سدیم یک الکترولیت ضعیف است که در آب حل می‌شود تا یک محلول بافر از کربنات سدیم و بی‌کربنات سدیم تشکیل دهد. تعادل الکترولیتی در محلول وجود دارد، با مصرف هیدروکسید الکترولیتی، تعادل به سمت راست حرکت می‌کند، بنابراین pH موجود در واکنش تغییر زیادی نمی‌کند.

فرآیند هیدرولیز اولیه کربنات سدیم:

Na2CO3 کربنات سدیم + آب H2O = NaHCO3 بی‌کربنات سدیم + NaOH هیدروکسید سدیم

فرآیند هیدرولیز ثانویه کربنات سدیم:

بی‌کربنات سدیم NaHCO3 + آب H2O = اسید کربنیک H2CO3 + هیدروکسید سدیم NaOH

معادله یون هیدرولیز شده اولیه کربنات سدیم:

(CO3) 2-کربنیک اسید + H2O آب = HCO3- بی‌کربنات + OH- هیدروکسید

معادله یون هیدرولیز شده ثانویه کربنات سدیم:

HCO3- بی‌کربنات + H2O آب = H2CO3 اسید کربنیک + OH- هیدروکسید

3، اصل اساسی افزودن هیدروکسید سدیم به آب دیگ بخار برای تنظیم مقدار pH

هیدروکسید سدیم همچنین به نام‌های سود سوزآور، سود سوزآور، سود سوزآور، سود سوزآور، معمولاً به صورت پولک سفید، فرمول شیمیایی NaOH، هیدروکسید سدیم دارای خاصیت قلیایی قوی، بسیار خورنده است.

معادله یونیزاسیون برای هیدروکسید سدیم: NaOH=Na++OH-

افزودن هیدروکسید سدیم به آب دیگ بخار می‌تواند لایه محافظ روی سطح فلز را تثبیت کند، مقدار pH آب تغذیه دیگ بخار و آب کوره را بهبود بخشد، به طوری که خوردگی آب نرم شده اسیدی یا آب بدون املاح روی دیگ بخار و خط لوله را حل کند و تجهیزات فلزی را از خوردگی محافظت کند.

۴. مزایا و معایب استفاده از کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم برای تنظیم مقدار pH آب تغذیه دیگ بخار مقایسه شده است.

۴.۱ سرعت افزایش مقدار pH با کربنات سدیم و هیدروکسید سدیم برای آب تغذیه دیگ بخار و زمان حفظ اثر استفاده متفاوت است

سرعت افزودن کربنات سدیم به منبع آب دیگ بخار برای افزایش مقدار pH کندتر از هیدروکسید سدیم است. از آنجا که کربنات سدیم محلول بافر تولید می‌کند، نوسانات کمی دارد و نسبتاً پایدار و تنظیم آن آسان است. با این حال، دامنه تنظیم pH محدود است. هنگام تنظیم مقدار pH یکسان، مقدار کربنات سدیم بیشتر از هیدروکسید سدیم خواهد بود. اثر استفاده برای مدت طولانی حفظ می‌شود و pH آب به راحتی کاهش نمی‌یابد.

هیدروکسید سدیم یک باز قوی و یک الکترولیت قوی است. نوسان پذیری هیدروکسید سدیم برای تنظیم مقدار pH زیاد است. هیدروکسید سدیم پس از اضافه کردن آب به راحتی pH را افزایش می‌دهد، تنظیم pH سریع‌تر و مستقیم‌تر است، اما به راحتی نمی‌توان آن را بیش از حد اضافه کرد. در مقایسه با کربنات سدیم، افزودن مقدار بسیار کمتری می‌تواند به شاخص pH مورد نیاز برسد. به عبارت دیگر، اگرچه مقدار pH هیدروکسید سدیم افزایش می‌یابد، اما مقدار هیدروکسید سدیم اضافه شده زیاد نیست، یعنی توانایی آب برای خنثی کردن اسید گروه هیدروکسید زیاد افزایش نمی‌یابد و pH به زودی کاهش می‌یابد.

۴.۲ آسیب ناشی از افزودن بیش از حد کربنات سدیم و هیدروکسید سدیم برای افزایش مقدار pH آب تغذیه دیگ بخار متفاوت است

افزودن بیش از حد کربنات سدیم به آب دیگ بخار برای تنظیم مقدار pH، باعث افزایش میزان نمک آب دیگ و رسانایی آن می‌شود. یون‌های بی‌کربنات بیشتری در آب دیگ وجود دارد و یون‌های بی‌کربنات هنگام گرم شدن به راحتی به دی‌اکسید کربن تجزیه می‌شوند. CO2 وارد مبدل حرارتی شده و همراه با بخار، آب را به صورت میعان در می‌آورد. کربنات سدیم نه تنها نمی‌تواند مقدار pH آب برگشتی بخار و میعانات بخار را تنظیم کند، بلکه مقدار pH بخار و میعانات را نیز کاهش می‌دهد و باعث خوردگی مبدل حرارتی و خط لوله میعانات می‌شود. دلیل اینکه یون‌های آهن در آب برگشتی میعانات بخار از رنگ استاندارد زرد یا قرمز تجاوز می‌کنند، چیست؟

افزودن بیش از حد هیدروکسید سدیم به آب کوره برای تنظیم مقدار pH باعث می‌شود که قلیائیت آب دیگ خیلی بالا برود و آب و جوش شیرین ظاهر شوند. کنترل مقدار هیدروکسید سدیم آسان نیست و NaOH آزاد بیش از حد باعث قلیائیت نسبی زیادی می‌شود و شکنندگی قلیایی نیز باعث خوردگی تجهیزات می‌شود. نویسنده یک مخزن آب نمک زدایی پلاستیکی تقویت شده با الیاف شیشه را در محل یک کاربر دیده است که به دلیل استفاده از هیدروکسید سدیم برای تنظیم مقدار pH آب نمک زدایی، دچار خوردگی و سوراخ شدگی شده بود. هیدروکسید سدیم نمی‌تواند مقدار pH آب برگشتی بخار و میعان بخار را تنظیم کند و نمی‌تواند خوردگی تجهیزات سیستم آب برگشتی بخار و میعان بخار و شبکه لوله را کنترل کند.

۴.۳ ایمنی کربنات سدیم و هیدروکسید سدیم مورد استفاده در آب تغذیه دیگ بخار برای افزایش مقدار pH متفاوت است

کربنات سدیم نسبتاً ملایم است، به مواد غذایی تعلق دارد، تحریک کمی دارد، خوردگی کمی دارد، در حالت عادی می‌توان با دست لمس کرد، در درازمدت نیاز به پوشیدن دستکش دارد.

هیدروکسید سدیم ماده‌ای خطرناک و خورنده است و پاشیدن محلول یا گرد آن روی پوست، به ویژه غشای مخاطی، می‌تواند باعث ایجاد پوسته‌های نرم شود و به بافت‌های عمیق نفوذ کند. سوختگی جای زخم باقی می‌گذارد. پاشیدن آن به چشم نه تنها به قرنیه آسیب می‌رساند، بلکه به بافت عمیق چشم نیز آسیب می‌رساند. بنابراین، اپراتور باید پماد خنثی و آبگریز را روی پوست بمالد و باید لباس کار، ماسک، عینک محافظ، دستکش لاستیکی، پیشبند لاستیکی، چکمه‌های لاستیکی بلند و سایر لوازم حفاظت فردی را برای انجام صحیح حفاظت شخصی بپوشد.

موارد استفاده و آزمایشی وجود دارد که نشان می‌دهد: هیدروکسید سدیم و کربنات سدیم به طور متناوب یا مخلوط استفاده می‌شوند، که از نظر اقتصادی و تأثیر بهتر از استفاده از یک تنظیم‌کننده pH خاص به تنهایی است. هنگامی که مقدار pH آب تغذیه دیگ بخار خیلی پایین است، می‌توان مقداری هیدروکسید سدیم به طور مناسب اضافه کرد تا به سرعت مقدار pH افزایش یابد. پس از حل شدن کامل هیدروکسید سدیم، می‌توان مقداری کربنات سدیم برای افزایش کربنات در آب اضافه کرد. این می‌تواند کاهش مقدار pH آب تغذیه را کاهش دهد. از آنجا که مقدار کربنات سدیم بیشتری می‌توان اضافه کرد، توانایی حفظ کربنات‌ها در آب بیشتر است، بنابراین معمولاً می‌توان از کربنات سدیم برای حفظ مقدار pH آب تغذیه و آب دیگ استفاده کرد، تنها زمانی که مقدار pH آب خیلی پایین باشد، نویسنده استفاده از هیدروکسید سدیم را برای افزایش سریع مقدار pH توصیه می‌کند، به طوری که این دو به طور متناوب مخلوط شوند، که هم اقتصادی و هم اثر خوبی دارد.