Обробка котлової води парових котлів
Парові котли крім попередньої обробки води на водопідготовчих установках потребують видалення з води незначних залишкових забруднень і підтримки певного водно-хімічного режиму шляхом дозування у воду невеликої кількості відповідних реагентів, що приводять якість води у відповідність до нормованих показників.
До корекційних способів обробки води відносяться фосфатування, амінування, нітратування, сульфітування, трилонування, силікатування та ін.
Фосфатування
У парових котлах при високій кратності випаровування та порівняно невеликих водяних об'ємах у котловій воді настільки зростає концентрація солей, що навіть при незначному вмісті кальцієвих та магнієвих сполук у поживній воді виникає небезпека утворення накипу на поверхні нагріву. При цьому під накипом внаслідок випаровування води з котла утворюється висококонцентроване середовище, що складається з різних розчинених речовин (коефіцієнт концентрування досягає 100 000). Якщо в котловій воді буде навіть невелика кількість лугу або кислоти, то під накипом величина рН може досягати дуже малих значень (кисла вода) або дуже великих значень (лужна вода). При високих значеннях рН деякі форми заліза швидко розчинятимуться, що призводить до корозії стінок котла (лужна корозія). При низьких значеннях рН іони водню перетворюються на водень. Цей газ взаємодіє з вуглецем сплавів сталі, утворюючи метан, і зрештою все це призводить до катастрофічного руйнування сталі (воднева крихкість).
Для запобігання кальцієвим накипам та корозії металу поряд з глибоким пом'якшенням додаткової води проводиться корекційнаобробка казанової води фосфатами. У присутності фосфатів створюються умови, у яких величина рН підтримується потрібному рівні (від 9,2 до 12), цим запобігаючи руйнування стін котла. Кальцій утворює тверду фазу не так на поверхні нагрівання, а товщі котлової води. Пухкий шлам, що не прикипає, легко видаляється з котла з продуванням. Властивості неприкипаючого шламу має складну комплексну сполуку кальцію - гідроксилапатит ЗСа3(РО4)2 х Са(ОН)2. У разі його утворення концентрація іонів кальцію в котловій воді настільки знижується, що такі іони-накипеутворювачі, як S04 -2 або SiO3 -2 стають безпечними, оскільки концентрація сполук CaSO4 і CaSiO3 не досягає насичення.
Реакцію утворення гідроксилапатиту ЗСа3(РО4)2 х Са(ОН)2 у казановій воді можна представити рівнянням:
яке показує, що для отримання гідроксилапатиту необхідно, щоб у розчині були не тільки іони РО4 -3 , а й іони ОН-, тобто була лужне середовище, яке характеризується певним значенням рН котлової води. Залежно від лужності оброблюваної води користуються різними реагентами: Na3РО4, Na2НРО4, NаН2РО4 та ін.
Фосфатування повинно здійснюватися для всіх парових котлів, що працюють на тиск 2,4 МПа (24 атм) і вище, але може здійснюватися і при нижчому тиску. При фосфатуванні котлової води необхідно підтримувати надлишок вільних іонів РО4-3. Необхідний надлишок іонів РО4 -3 є різним для казанів різних параметрів (див. табл. нижче).