Inibidores para depósitos de incrustação de caldeira

Inibidores para depósitos de incrustação de caldeira

O tratamento químico da água da caldeira é necessário para prevenir ou controlar depósitos de incrustação da caldeira. A formação de lama e incrustação pode causar falhas no tubo, restringir a circulação, reduzir a eficiência do sistema e comprometer a confiabilidade do seu sistema de caldeira.

Os depósitos de incrustação de caldeira se formam diretamente nas superfícies de transferência de calor quando os limites de solubilidade do constituinte são excedidos e os compostos resultantes precipitam nas superfícies do tubo. Os depósitos podem conter cálcio, magnésio, fosfato, ferro e sílica. Quando o cálcio precipita na forma de carbonato de cálcio, ele forma uma incrustação tenaz.

O lodo da caldeira se forma quando materiais suspensos presentes na água da caldeira se depositam ou aderem a tubos de caldeira quentes ou outras superfícies. O lodo normalmente contém compostos como a hidroxiapatita (também conhecida como fosfato hidroxilado de cálcio) ou serpentina (silicato de magnésio). Os óxidos metálicos normalmente resultam da corrosão do condensado, mas também podem vir da corrosão da água de reposição ou do sistema de água de alimentação. Eles podem formar um depósito tenaz e duro nas superfícies do tubo, restringindo a transferência de calor. Eles também podem ser absorvidos por partículas de lodo e tornar-se parte do lodo. Óxidos metálicos consistem tipicamente de ferro, mas podem incluir cobre ou outros componentes metálicos.

A ChemTreat projeta nossos programas de tratamento de controle de deposição e inibidores de incrustação para prevenir e controlar a cristalização que causa a formação de depósitos de incrustação na caldeira. Esses programas também fornecem dispersão de depósito e condicionamento de lodo.


Nossos programas personalizados para o tratamento de depósitos em incrustação de caldeira podem incluir:

Fosfatos

Os programa de tratamento com fosfato precipitam a dureza de cálcio e de magnésio da água de alimentação de caldeira na forma de hidroxiapatita e serpentina. Esses compostos formam lodo que, quando condicionado adequadamente com polímeros, é removido da caldeira por meio da purga. Quando um excesso significativo de ortofosfato solúvel e de alcalinidade de hidróxido livre (cáustica) é mantida em água de caldeira, a formação de carbonato de cálcio pode ser praticamente eliminada. Dispersantes poliméricos ou condicionadores de lodo são adicionados com o fosfato para condicionar o lodo para permitir sua melhor remoção da caldeira.

Os inibidores de incrustação de fosfato da ChemTreat sempre incluem polímeros misturados na solução ou como suplementos para evitar a formação de depósitos de incrustação de caldeira em superfícies de transferência de calor. Os programas de tratamento com fosfato são recomendados para depósitos de incrustação nas seguintes condições:

  • Atenção e testes infrequentes por parte do operador
  • Desaeração de água de alimentação de baixa qualidade ou inexistente
  • Quando abrandadores estão em uso, mas o controle não é o ideal
  • Quando se busca custos baixos de tratamento
  • Projeto de caldeira, pressão de operação e taxas de produção de vapor são compatíveis com químicos precipitantes

É necessário cuidado sempre que forem usados inibidores de incrustação com fosfato no seguinte conjunto de condições de operação:

  • Níveis de ferro altos (>0,5 ppm) na água de alimentação
  • Dureza da água de alimentação maior do que as diretrizes da ASME (>1,0 ppm)
  • Economizadores de água de alimentação presentes
  • Excepcional limpeza interna da caldeira necessária

Polímeros

Polieletrólitos, normalmente chamados de polímeros, são usados em praticamente todos os programas de tratamento de água de caldeira industrial, seja sozinhos ou combinados com outros componentes, como fosfatos ou quelantes. Nos últimos 30 anos, o uso de químicos de água de caldeira apenas com polímeros evoluiu para caldeiras de pressão baixa e intermediária. Isso foi motivado pelo desenvolvimento de polímeros estáveis hidroliticamente, pesos moleculares ideais, funcionalidade específica para sequestro de dureza e dispersão de óxido/hidróxido, e a capacidade de testar, com precisão, os residuais de polímeros ativos. Melhorias na química de polímeros, em conjunto com tecnologias aprimoradas para produção de reposição de água de caldeira de qualidade alta e consistente, permitiram que o tratamento apenas com polímeros fosse amplamente implementado. Esse conceito apenas com polímeros, embora não seja aplicável em todos os sistemas de caldeira, tem benefícios em relação aos programas com fosfato e quelantes quando aplicado corretamente.

Tratamento com polímeros e fosfato

Os polímeros de água de caldeira atuam como dispersantes e sequestrantes fracos. A química do fosfato funciona por meio da precipitação do cálcio como qualquer um dos compostos de fosfato de cálcio insolúveis. Esse material pode formar depósito em superfícies de tubulões ou tubos, e seu acúmulo pode dificultar a transferência de calor em tubos de geração e causar falhas em tubos. Polímeros podem ser usados em conjunto com programas de fosfato para condicionar os compostos precipitados, prevenir o acúmulo e ajudar a removê-los da caldeira.

Infelizmente, não é possível purgar todos os materiais insolúveis da caldeira por uma quantidade limitada de purga. Assim, graus variáveis de depósito são normalmente encontrados em caldeiras tratadas com fosfato, onde tenha ocorrido o aparecimento de dureza. Muitas plantas consideram indesejável o material insolúvel gerado por programas de tratamento com fosfato. Quelantes formam compostos solúveis com cálcio e magnésio durante excursões de dureza, desde que haja presença suficiente de quelato livre. Surgem problemas com químicas de quelante devido à fraca estabilidade hidrolítica térmica de EDTA livre, o quelante mais usado em água de caldeira. A incapacidade de manter um residual livre pode resultar em formação de incrustação de dureza durante perturbações. Quelantes podem ser muito agressivos ao metal da caldeira se fornecidos no local errado ou em excesso.

Tratamento com todos os polímeros

Uma química apenas com polímeros pode superar as desvantagens dos programas com fosfato e quelante. Os polímeros sequestram a dureza, formando compostos solúveis. Alguns polímeros disponíveis comercialmente se tornam insolúveis quando expostos a condições de dureza de cálcio alta. Os polímeros também dispersam materiais insolúveis. (Sequestrantes fracos não são agressivos a metalurgias de caldeira, e residuais livres podem ser mantidos e testados.)

A linha de produtos para água de caldeira da ChemTreat inclui produtos com fosfato/polímero, quelante/polímero, traços de fosfato/polímero e produtos verdadeiramente apenas com polímeros. Os polímeros utilizados nesses produtos são otimizados para peso molecular, estabilidade hidrolítica térmica e funcionalidade específica para dispersão e sequestro. A maioria dos produtos contém uma mistura de dois polímeros, o que nos permite integrar as melhores funcionalidades do polímero em um produto específico. As aplicações de polímero estão limitadas às pressões de operação de caldeira abaixo de 900 psig. A pressão/temperatura operacional, a qualidade da água de alimentação e a limpeza da caldeira ditam os requisitos de dosagem.

Quelantes

A quelação depende do sequestro, por meio do qual os íons ligam os químicos, como cálcio, magnésio e ferro, e os mantêm em um estado solúvel. É possível ter caldeiras mais limpas com quelantes do que com qualquer outra forma de tratamento de precipitação. No entanto, programas com quelantes são normalmente mais caros do que programas com fosfatos, pois eles reagem de mol para mol. Além disso, os requisitos de controle e teste subsequentes para a quelação são mais rigorosos e exigentes do que para fosfatos. Os programas de tratamento com quelantes normalmente têm a seguintes condições:

  • Níveis de oxigênio dissolvido abaixo de 25 ppb.
  • Remoção de cálcio e magnésio para abaixo de 0,5 ppm como carbonato de cálcio.
  • Remoção de sílica e/ou alcalinidade da água de reposição.
  • Os requisitos de operação e produção de vapor inviabilizam o uso de um programa de precipitação.
  • O projeto da caldeira impede o uso do tratamento com fosfato.

Como a quelação completa teoricamente nunca é alcançada, a ChemTreat incorpora dispersantes poliméricos em todos os programas baseados em quelantes para ajudar a prevenir depósitos de incrustação de ferro e caldeira mineral. Como as reações de quelação predominantes ocorrerem na água de alimentação da caldeira e não na água da caldeira, é preciso atenção considerável à escolha de pontos adequados de dosagem de químicos. Os engenheiros de campo da ChemTreat são especialistas na aplicação de tecnologias de quelante para todos os tipos de sistemas de caldeira.

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