Muitas plantas industriais têm trocadores de calor resfriados a água que servem para diversos propósitos. A água de resfriamento pode ser de ciclo aberto ou fornecida por uma torre de resfriamento.
Por que o tratamento de incrustação é importante?
Com o tempo, os trocadores podem acumular incrustação que reduz a transferência de calor. A degradação da transferência de calor pode custar dinheiro à planta e afetar negativamente os químicos do processo em algumas situações. Então, é prudente ter procedimentos proativos em vigor para monitorar dados importantes do trocador de calor e assegurar que os programas de tratamento químico estejam operando de modo eficiente.
Mesmo ao usar químicos adequados, a remoção periódica das incrustações frequentemente é uma necessidade. Selecionar uma solução de limpeza adequada é muito importante, mas que, com frequência, não recebe a devida importância.
O depósito mineral mais comum no lado da água dos trocadores de calor é o carbonato de cálcio (CaCO3). A maioria das águas brutas contém concentrações dissolvidas significativas de íons de cálcio (Ca2+) e de bicarbonato (HCO3–) que, quando aquecidos, se precipitam conforme mostrado na equação a seguir:
Este também é um composto conhecido como “incrustação de calcário” que se forma em tubulações de água quente, torneiras e chuveiros em muitos sistemas de encanamento domésticos.
Remoção de incrustação dos trocadores de calor
Remover o carbonato de cálcio dos trocadores de calor é relativamente simples. Uma vez que o CaCO3 é um sal de ácido fraco, qualquer solução com acidez até mesmo moderada dissolverá o composto.
Mas é aqui que aqueles não familiarizados com os químicos muitas vezes se perdem. Nossa equipe tem observado diretamente situações em que os operadores da planta e a equipe técnica escolhem o ácido muriático pronto ao preparar soluções de limpeza. O ácido muriático é o nome comercial do ácido clorídrico (HCI) e embora ele remova facilmente o carbonato de cálcio, o íon do cloreto pode causar manchas sérias e corrosão por estresse que levam a rachaduras no aço inoxidável.
Usar HCI demais baixa o pH, danificando potencialmente as tubulações de aço carbono e outros equipamentos. Repetir o uso desse solvente pode levar a falhas nos trocadores de calor.
As opções de maior grau, como os ácidos sulfâmico e cítrico, podem ser muito melhores e não exorbitantemente caras!. Esses compostos removerão não somente o carbonato de cálcio, mas também os óxidos de ferro acumulados, especialmente se a solução puder ser aquecida até aproximadamente 100° F.
Figura 1. Um carrinho com rodas com tanque, misturador de tanque e aquecedor para a preparação das soluções de limpeza com químicos do trocador de calor. Foto cedida por Brad Buecker.
A circulação do ácido por algumas horas (geralmente não mais do que um turno de oito horas) frequentemente é satisfatória para remover CaCO3 e ferro.
Uma nota de advertência: quando o carbonato de cálcio reage com o ácido, dióxido de carbono é liberado, potencialmente fazendo a solução espumar. É recomendado monitorar a operação da bomba, especialmente no início do processo para garantir que a bomba mantenha a purga.
Em algumas aplicações, podem ocorrer outros depósitos. Uma possibilidade é o sulfato de cálcio (CaSO4). Esse composto é o sal de um ácido forte e, assim, não dissolverá em ácidos como o carbonato de cálcio. Um método para lidar com problemas como esses são os químicos que vão depois da parte catiônica do depósito, nesse caso, os íons de cálcio. A preparação cuidadosa e implementação de procedimentos de limpeza são necessárias para minimizar a corrosão em potencial do metal básico.
A importância do descarte correto
Em qualquer processo de limpeza, o descarte da solução usada do trocador de calor e da tubulação não deve ser negligenciado. Apenas descartar o material no sistema de drenagem da planta poderá violar sua licença de descarga. Se possível, recomendamos transportar a solução utilizada até suas instalações de tratamento de águas residuais para o acondicionamento correto antes da descarga.
Entre em contato com a ChemTreat para obter ajuda com a limpeza de seus trocadores de calor. Temos os químicos e a experiência necessários para um projeto bem-sucedido e também podemos recomendar programas de tratamento químico para reduzir proativamente a formação de incrustação (e incrustação microbiológica) nos sistemas de água de resfriamento.
Como todas as outras tecnologias, a diligência prévia é necessária para determinar a viabilidade da utilização de métodos. Sempre consulte os manuais e guias do seu equipamento!
