Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước lò hơi

1. Độ dẫn: Tổng của tất cả các chất hòa tan ( dẫn điện) trong nước có thể được xác định thông qua độ dẫn điện ( nhiệt độ lấy làm chuẩn là 250 C ) Độ dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ và độ dẫn tăng khi nhiệt độ tăng Độ dẫn điện của nước được quyết định bởi các chất hòa tan như muối, axit ( kể cả axit cacbonic), bazo và một số chất hữu cơ nhưng silic không có ảnh hưởng gì tới độ dẫn của nước. Các chất hòa tan trong nước nói trên phần lớn đều phân li thành các ion có điện tích khác nhau phụ thuộc vào hóa trị của chúng. Các ion tích điện dương gọi là cation ( như Na + , Ca++ , Fe++ ) và tích điện âm gọi là anion ( như Cl- , SO42- , PO43- ). Thậm chí một phần rất nhỏ của nước cũng phân li thành cation H+ và anion OH-, vì vậy mà nước nguyên chất cũng có độ dẫn điện. Tại 250 C, nước nguyên chất có độ dẫn khoảng 0,055 micro sent/cm Độ dẫn của nước ảnh hưởng tới ăn mòn, độ dẫn càng cao thì tốc độ ăn mòn càng lớn 2. Độ PH Độ phân li rất thấp của nước nguyên chất quyết định giá trị PH trung bình là 7, PH thấp hơn 7 là đặc trưng của môi trường axit với độ axit tăng khi PH giảm về 0, và PH lớn hơn 7 là đặc trưng của môi trường bazo ( hoặc kiềm) với độ kiềm tăng khi PH tăng đến 14. Cần lưu ý rằng mỗi một bậc PH là kết quả của sự thay đổi nồng độ gấp 10 lần. Nước có độ kiềm vừa phải ( PH 9 -12) là điều kiện lý tưởng để bảo vệ sắt khỏi ăn mòn. Axit hoặc nước có tính axit sẽ hòa tan lớp magnetite bảo vệ và phá hủy sắt/thép 3. Độ cứng: Độ cứng của nước ( chủ yếu là hợp chất của canxi và magie ) được phân loại thành độ cứng cacbonat và độ cứng phi cacbonat. Độ cứng cacbonat ( canxi, magie cacbonat) là độ cứng chỉ có thể tan được trong nước cùng với một lượng axit cacbonic ( do CO2 hòa tan trong nước). Nếu lượng CO2 này bị loại bỏ do đun sôi hoặc giảm đi do phun trong không khí hoặc đun nóng thì canxi cacbonat ( đá vôi) sẽ kết tủa và tạo thành cặn cacbonat. Các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới thường có mưa to nên chỉ có ít đá vôi được tạo thành, vì vậy độ cứng cacbonat của nước thô tương đối thấp. Độ cứng phi cacbonat ( canxi, magie clorua, sunphat, nitrat ..) có thể hòa tan tốt trong nước, chỉ có canxi sunphat ( thạch cao) tạo cặn nếu nồng độ của nó lớn hơn 2g/l = 2000 mg/l. Nước thô bị nhiễm bẩn bởi nước biển hoặc nước lợ có độ cứng phi cacbonat cao vì nước biển có hàm lượng NaCl rất cao, thậm chí cả CaCl2 và MgCl2 cũng nhiều. Khi có silic trong nước ( dạng axit silic, oxit silic) thì cả độ cứng cacbonat và phi cacbonat đều tạo cặn canxi/ magie silicat ( cặn silic) và làm giảm hệ số truyền nhiệt. Con đường dễ dàng, an toàn và thông dụng nhất để khử độ cứng của nước là áp dụng thiết bị làm mềm nước, nó chuyển các hợp chất canxi và magie thành hợp chất của natri rất dễ tan trong nước 4. Độ kiềm Độ kiềm là thông số quan trọng trong quá trình vận hành lò hơi, nó cho phép xác định các thành phần khác nhau của nước bằng cách chuẩn độ với axit 0,1N khi xác định giá trị độ kiềm m/p dương và với bazo 0,1N khi xác định giá trị độ kiềm m/p âm. Độ kiềm được phân loại thành độ kiềm tổng, độ kiềm hỗn hợp , độ kiềm NaOH Độ kiềm tổng ( độ kiềm m dương) là độ kiềm gây nên bởi bicacbonat ( ví dụ từ độ cứng cacbonat hoặc natri bicacbonat ( sản phẩm phản ứng của độ cứng cacbonat trong quá trình làm mềm nước), nó bao gồm cả độ kiềm hỗn hợp ( độ kiềm p dương) và độ kiềm NaOH nếu có. Nếu nước chỉ có độ kiềm m dương tức là nước chỉ chứa bicacbonat ( như độ cứng cacbonat hoặc NaHCO3 ), đây là đặc trưng cơ bản của nước thô hoặc nước sau khi làm mềm. Nếu nước có độ kiềm m âm biểu hiện môi trường axit có PH thấp hơn 4,3 và được xác định bằng cách chuẩn độ với NaOH 0,1N. Độ kiềm hỗn hợp ( độ kiềm p dương) được gây nên bởi tất cả các hợp chất có tính kiềm với PH>8,2 như cacbonat (soda), Na3PO4 và kiềm tự do ( như xút ăn da NaOH) và nó thay thế phép đo độ kiềm NaOH. Độ kiềm hỗn hợp bao gồm cả độ kiềm NaOH. Giá trj độ kiềm p âm (-p) chỉ thị PH< 8,2 và thể hiện môi trường có tính kiềm hoặc axit yếu, nó được xác định bằng cách chuẩn độ với NaOH 0,1N. Độ kiềm NaOH chỉ cho biết hàm lượng kiềm tự do trong nước, nhưng nó cần xác định theo một quy trình đặc biệt trước khi chuẩn độ xác định độ kiềm p ( chỉ thị phenolphtalein) Chất chỉ thị được dùng khi xác định độ kiềm m là metyl da cam, nó chuyển màu tại PH = 4,3 Chất chỉ thị được dùng khi xác định độ kiềm là p là phenolphtalein, nó chuyển màu tại PH = 8,2 Điều này có nghĩa là nước chỉ có tính kiềm khi nó có giá trị kiềm p. Đối với nồi hơi lò hơi nằm ngang cần phải kiểm tra độ kiềm hỗn hợp p và tổng kiềm của nước lò hơi 5. Silic Những quốc gia thuộc khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới thường có mưa to, nước thô thường có hàm lượng silic ( oxit silic) và hoặc silicat ( hợp chất của silic với canxi, magie, nhôm ví dụ như nhôm silic, đất sét) từ trung bình đến cao đặc biệt là nước sông sau khi mưa to. Cả silic và silicat đều có nguồn gốc từ các khoáng chất dưới lòng đất như granit, mica, đất sét, bazan .. bởi vì đá vôi gần như tan hoàn toàn trong nước mưa. Silic và silicat có thể tồn tại ở dạng hòa tan hoặc bán hòa tan ( keo) và rất khó loại trừ hoặc giảm bớt đi bằng cách xử lý nước Lọc nước cơ học và làm mềm nước không thể loại trừ được silic và silicat. 6. Sắt, mangan Hợp chất của sắt và mangan luôn có trong nước mặt và nước giếng nếu hàm lượng oxy thấp. Hiện tượng này xảy ra phần lớn ở trong lòng đất có các chất hữu cơ như bùn đáy sông, trong một số trường hợp có cả H2S . Các hợp chất của sắt và mangan có thể tạo lớp cặn trên đường ống có màu vàng nhạt, Sau khi tiếp xúc với oxy ( không khí) nó sẽ tạo ra lớp cặn xốp màu nâu. Đây chính là nguyên nhân đóng cặn trên đường ống cũng như làm giảm hoạt tính của hạt nhựa làm mềm nước do tạp lớp màng màu nâu trên bề mặt nhựa làm mềm. Các muối sắt làm cho sợi vải bị ố vàng. Vì thế trước khi tiến hành làm mềm nước cần xử lý nước giếng khoan và xử lý nước mặt 7. Các hợp chất hữu cơ: Các chất hữu cơ trong nước thô có thể có nguồn gốc tự nhiên( như xác thực vật bị phân hủy, than bùn) hoặc từ sinh hoạt của con người hoặc từ công nghiệp ( như nước thải, nước có nguồn gốc công nghiệp) thậm chí nước ngưng tụ tuần hoàn cũng có thể bị nhiễm bẩn bởi các sản phẩm hữu cơ ( như sữa, dầu thực vật, dung môi). Nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng tạo thành bọt trong nồi hơi lò hơi làm ảnh hưởng đến chất lượng hơi do bị lẫn nước nồi. Một số chất hữu cơ như đường và rượu bị phân hủy thành axit hữu cơ và làm giảm PH của nước nồi. Dầu và chất béo cũng có thể làm cho hệ thống điều khiển không thể hoạt động được, nó tạo một lớp màng trên bề mặt kính và có thể hình thành lớp cặn nguy hiểm. Hydro cacbon có nhiệt độ sôi dưới 130 0 c thường không gây hưởng xấu tới lò hơi 8. Các chất khí ( oxy, nito, cacbon dioxit …) Oxy, nito, cacbon dioxit luôn hòa tan trong nước nếu nước tiếp xúc với không khí. Độ hòa tan của tất cả các chất khí trong nước phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Oxy gây nên ăn mòn oxy trên thép cacbon hoặc thép hợp kim nếu PH quá thấp hoặc nếu thép không tạo được lớp magnetite bảo vệ. Nito không gây tổn hại đến sự vận hành lò hơi. Cacbon dioxit làm giảm PH và gây nên ăn mòn axit trên thép cac bon Oxy và nito trong nước có thể loại bỏ dễ dàng bằng cách đung nóng và ở điều kiện sôi hàm lượng của chúng gần như bằng 0. Một số hóa chất như natri sunphit và hydrazin có khả năng khử oxy. Cacbon dioxit chỉ có thể loại bỏ bằng cách đun nóng với điều kiện PH của nước dưới 7-8 hoặc PH>8.