CÔNG TY TNHH SẢN XUẤT – THƯƠNG MẠI VÀ DỊCH VỤ SAO VIỆT
Văn phòng giao dịch: Số 2 Ngõ 97 Nguyễn Ngọc Nại - Thanh Xuân - Hà Nội
Email: saovietxulynuoc@gmail.com
Điện thoại: 0989.41.7777 - 0985.22.33.88

Các phương pháp hữu hiệu kiểm soát ăn mòn tháp giải nhiệt

Kiểm soát ăn mòn tháp giải nhiệt đòi hỏi sự  thay đổi về kim loại hoặc môi trường. Ở cách tiếp cận đầu tiên, việc thay đổi vật liệu làm tháp giải nhiệt là không khả thi và hết sức tốn kém. Ngoài ra nếu thay thì chúng cũng rất dễ bị ăn mòn trở lại bởi cơ chế ăn mòn cục bộ như ăn mòn gây nứt. Cách tiếp cận thứ 2 là thay đổi môi trường, là phương pháp thực tế được sử dụng rộng rãi để ngăn chặn sự ăn mòn.

Trong môi trường nước, có 3 cách để thực hiện thay đổi để ngăn chặn sự ăn mòn. Đó là:

  • Tạo thành màng bảo vệ canxi cacbonat trên bề mặt kim loại bằng cách sử dụng canxi tự nhiên và kiềm trong nước
  • Loại bỏ oxy ăn mòn khỏi nước bằng cách khử khí hoặc các phương pháp hóa học
  • Thêm chất ức chế ăn mòn

Phương pháp tạo thành màng bảo vệ canxi cacbonat

Chỉ số bão hòa Langelier (LSI) là một công cụ hữu hiệu để dự đoán xu hướng nước hình thành căn canxi cacbonat hay chúng ở trạng thái hòa tan. Một lớp phủ đồng nhất của canxi cacbonat, lắng đọng trên bề mặt kim loại, tách biệt về mặt vật lý kim loại khỏi môi trường ăn mòn. Để có chỉ số LSI dương cần thiết để tạo thành cặn canxi cacbonat, thường cần phải điều chỉnh độ PH, độ kiềm hoặc hàm lượng canxi của nước. Soda, xút, hoặc canxi hydroxit (vôi) có thể được sử dụng để thực hiện điều chỉnh này. Vôi thường là kiềm kinh tế nhất vì nó làm tăng hàm lượng canxi cũng như độ kiềm và độ PH.

Về mặt lý thuyết, kiểm soát lắng đọng cặn canxi cacbonat có thể cung cấp một màng đủ dày để bảo vệ nhưng cũng đủ mỏng để cho phép truyền nhiệt đầy đủ. Tuy nhiên các khu vực có nhiệt độ thấp không cho phép tạo thành màng đủ để bảo vệ chống ăn mòn và quá nhiều cặn ở khu vực có nhiệt độ cao sẽ cản trở việc truyền nhiệt. Do đó phương pháp này không được sử dụng cho các hệ thống tháp giải nhiệt công nghiệp. Sự lắng đọng canxi cacbonat đã được sử dụng thành công trong một số hệ thống phân phối của các công trình cấp nước mà không gặp phải sự gia tăng nhiệt độ đáng kể.

Phương pháp khử khí

Các chất gây ăn mòn trong nước có thể được giảm bớt bằng cách khử khí. Việc hút chân không đã được sử dụng thành công trong các hệ thống làm mát một lần. Trường hợp tất cả oxy không được loại bỏ, chất xúc tác natri sulfite có thể được sử dụng để loại bỏ oxy còn lại.

Việc sử dụng chất xúc tác natri sulfite để khử đòi hỏi 8 phần natri sulfite xúc tác cho mỗi phần oxy hòa tan. Trong các hệ thống nhất định, nơi mà việc hút chân không đã được sử dụng, việc sử dụng natri sulfite có thể được chứng minh có tính kinh tế để loại bỏ lượng oxy còn lại. Việc sử dụng natri sulfite cũng có thể được áp dụng cho một số hệ thống tháp giải nhiệt vòng kín.

Trong các hệ thống tháp giải nhiệt tuần hoàn mở, liên tục bổ sung oxy khi nước đi qua tháp giải nhiệt làm cho việc khử khí không thực tế.

Chất ức chế ăn mòn

Chất ức chế ăn mòn là bất kỳ chất nào có hiệu quả làm giảm tốc độ ăn mòn khi được thêm vào môi trường. Một chất ức chế có thể được xác định chính xác nhất liên quan đến chức năng của nó: loại bỏ các chất ăn mòn, thụ động, lượng nước hoặc hấp phụ

Các chất ức chế thụ động (anot) tạo thành một màng oxit bảo vệ trên bề mặt kim loại. Chúng là chất ức chế tốt nhất vì chúng có thể được sử dụng với nồng độ kinh tế và màng bảo vệ của chúng bền bỉ và có thể được sửa chữa nhanh chóng nếu bị hư hại

Chất ức chế kết tủa (catot) đơn giản là hóa chất tạo thành kết tủa không hòa tan có thể phủ và bảo vệ bề mặt. Màng kết tủa không bền bỉ như màng thụ động và mất nhiều thời gian hơn để sửa nếu có lỗi.

Chất ức chế thụ động: Ví dụ về chất ức chế thụ động (chất ức chế anot) bao gồm cromat, nitrit, molybdate và orthophosphate. Tất cả đều là chất oxy hóa và thúc đẩy thụ động bằng cách tăng tiềm năng điện của sắt. Chromate và nitrit không cần oxy và do đó có thể là hiệu quả nhất. Chromate là một chất ức chế ăn mòn tuyệt vời, đặc biệt là từ góc độ chi phí. Tuy nhiên do vấn đề sức khỏe và môi trường, việc sử dụng chromate đã giảm đáng kể và có thể sẽ bị cấm trong tương lai gần. Nitrit cũng là một chất ức chế hiệu quả nhưng trong các hệ thống mở nó có xu hướng bị oxy hóa thành nitrat.

Cả molybdate và orthophosphate đều là những chất dẫn truyền tuyệt vời khi có oxy. Molybdate có thể là một chất ức chế rất hiệu quả, đặc biệt là khi kết hợp với các hóa chất khác. Hạn chế chính của nó là chi phí cao.

Orthophosphate không thực sự là một chất oxy hóa nhưng trở thành một trong sự hiện diện của oxy. Nếu sắt được đưa vào dung dịch phosphate không có oxy, điện thế ăn mòn vẫn hoạt động và tỷ lệ ăn mòn không giảm. Tuy nhiên nếu có oxy khả năng ăn mòn sẽ tăng theo hướng cao và tốc độ ăn mòn giảm đáng kể.

Một thuộc tính tiêu cực của orthophosphate là xu hướng kết tủa với độ cứng canxi tìm thấy trong các vùng nước tự nhiên. Trong những năm gần dây, các sản phẩm này đã được sử dụng nhiều với chi phí tương đối thấp, nó được sử dụng như chất ức chế ăn mòn công nghiệp.

Chất ức chế kết tủa: PH ở cực âm được nâng lên do tạo ra các ion hydroxit. Các chất ức chế kết tủa tạo thành các phức không hòa tan ở PH cao nhưng lắng đọng có thể kiểm soát ở PH cao (thường ở độ PH 7-9). Canxi cacbonat và canxi orthophosphate cũng là chất ức chế kết tủa. Orthophosphate thể hiện như một cơ chế kép, hoạt động như một chất anot thụ động và một chất kết tủa catot.

Các chất ức chế ăn mòn đồng: Các chất ức chế ăn mòn hiệu quả nhất đối với đồng và các hợp kim của nó là các triazole thơm, chẳng hạn như benzotriazole và tolytriazole. Các hợp chất này liên kết trực tiếp với oxit đồng ở bề mặt kim loại tạo thành một màng hóa học. Mặt phẳng của triazole nằm song song với bề mặt kim loại, do đó mỗi phân tử bao phủ một diện tích bề mặt tương đối lớn. Cơ chế ức chế chính xác chưa được biết rõ ràng. Nhiều nghiên cứu chỉ ra sự ức chế anot, ức chế catot hoặc kết hợp cả 2. Các nghiên cứu khác cho thấy sự hình thành của một lớp cách điện giữa bề mặt nước và bề mặt kim loại. Một nghiên cứu gần đây hỗ trợ ý tưởng về một cơ chế ổn định điện tử. Lớp oxit đồng bảo vệ được ngăn chặn từ quá trình oxy hóa thành oxit đồng không bảo vệ. Đây là một cơ chế anot.

Ngoài việc liên kết với bề mặt kim loại, liên kết triazole với các ion đồng trong dung dịch. Vì vậy, đồng hòa tan đại diện cho một nhu cầu cho triazole. Mặc dù nhu cầu cho triazole là không đáng kể, các sản phẩm ăn mòn đồng có thể tiêu thụ một lượng đáng kể hóa chất xử lý. Lượng clo cao sẽ làm mất hiệu lực các triazole và làm tăng đáng kể tỷ lệ ăn mòn đồng. Do đó vệc xử lý bằng triazole là một quá trình phức tạp.

Chất ức chế hấp phụ: Các chất ức chế hấp phụ phải có các tính chất cực để hấp thụ và ngăn chặn bề mặt chống lại sự hấp thụ thêm. Thông thường, chúng là các hợp chất hữu cơ có chứa các nhóm nito chẳng hạn như amin và các hợp chất hữu cơ có chứa các nhóm lưu huỳnh hoặc hydroxyl. Kích thước, định hướng, hình dạng và phân phối điện tích của các phân tử là tất cả các yếu tố quan trọng. Thông thường, các phân tử này là chất hoạt động bề mặt và có chức năng kép. Chúng chứa một nhóm ưa nước, hấp phụ lên bề mặt kim loại và một nhóm kỵ nước đối lập, ngăn cản việc làm ướt kim loại hơn nữa.

Dẫn xuất glyphine và sulfonat béo là ví dụ về các hợp chất có thể hoạt động theo cách này. Việc sử dụng các chất ức chế này trong hệ thống làm mát thường bị hạn chế bởi khả năng phân hủy sinh học và độc tính của chúng đối với cá. Ngoài ra chúng có thể tạo thành màng bề mặt dày, nhờn có thể làm chậm quá trình truyền nhiệt.

Silicat: Trong nhiều năm silicat đã được sử dụng để ức chế sự ăn mòn. Có lẽ do sự phức tạp về mặt hóa học silicat, cơ chế ức chế của chúng chưa được thiết lập vững chắc. Chúng không oxy hóa và yêu cầu oxy để ức chế sự ăn mòn, vì vậy chúng không phải là chất thụ động. Tuy nheien chúng không tạo thành kết tủa nhìn đấy được trên bề mặt kim loại. Chúng dường như bị ức chế bởi một cơ chế hấp phụ.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ức chế ăn mòn tháp giải nhiệt

  • Đặc điểm nước: Hàm lượng canxi, kiềm và độ PH trong nước là những yếu tố quan trọng vì lý do đã được trích dẫn.
  • Thiết kế của hệ thống: Vận tốc nước thấp, các vấn đề xảy ra bên trong tháp giải nhiệt, làm tăng lắng đọng cáu cặn. Vì vậy yếu tố này phải được giải quyết trong thiết kế của hệ thống.
  • Kiểm soát vi sinh vật: Một quy trình kiểm soát vi sinh hiệu quả là cần thiết để ngăn chặn các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng. Sự lắng đọng do sinh trưởng không kiểm soát được có thể góp phần ăn mòn bởi một hoặc nhiều cơ chế.
  • Kiểm soát hệ thống: Ngay cả những công nghệ xử lý tốt nhất có thể sẽ thất bại mà không có một mức độ kiểm soát hợp lý. Do đó phải cân nhắc cẩn thận việc kiểm soát hệ thống – độ chính xác mà độ PH, chất ức chế và các đặc tính khác của nước được duy trì.
  • Tiền xử lý: Mỡ và các sản phẩm ăn mòn từ các chương trình xử lý trước đó phải được làm sạch và hệ thống nên được xử lý với mức độ cức chế tốt trước khi hoạt động bình thường
  • Ô nhiễm: Ô nhiễm cũng có thể là một vấn đề, sulfide, amoniac và hydrocacbon là một trong những chất ô nhiễm nặng nhất. Sulfide gây ăn mòn thép và hợp kim đồng. Amoniac có tính ăn mòn và thúc đẩy tăng trưởng sinh học. Hydrocacbon thúc đẩy sự phát triển của vi khuẩn và sinh học.

Trong khi xác định mức độ xử lý, dữ liệu hòa tan là quan trọng. Chỉ số bão hòa Langelier, xác định độ hòa tan của canxi cacbonat thường được sử dụng. Dữ liệu hòa tan cho canxi orthophosphate và kẽm orthophosphate có thể cần thiết nếu điều trị có chứa phosphate và kẽm.

Bài viết tham khảo:

scroll top