A nátrium-karbonát vagy nátrium-hidroxid használatának előnyeinek és hátrányainak összehasonlítása a kazántápvíz pH-értékének beállításához

1, a kazán tápvize a pH-érték beállításához

Manapság a legtöbb kínai kazán fordított ozmózissal demineralizált vizet vagy nátriumiongyantával cserélt lágyított vizet használ. A fordított ozmózissal demineralizált víz vagy nátriumiongyantával cserélt lágyított víz pH-értéke többnyire alacsony és savas, a fordított ozmózissal demineralizált víz pH-értéke általában 5-6, a nátriumiongyantával cserélt lágyított víz pH-értéke általában 5,5-7,5, a kazánok és csövek savas vízellátásának korróziójának megoldása érdekében. A BG/T1576-2008 nemzeti szabvány rendelkezései szerint az ipari kazánvíz pH-értéke 7-9 között, a demineralizált víz pH-értéke pedig 8-9,5 között van, ezért a kazánvízellátásnak be kell állítania a pH-értéket.

2, a nátrium-karbonát kazántápvízhez való hozzáadásának alapelve a pH-érték beállításához

A nátrium-karbonátot általában szódaként, szódahamuként, szódahamuként, mosólúgként ismerik, sónak, nem lúgnak minősül, kémiai képlete Na2CO3, normál körülmények között fehér por vagy finom só. A nátrium-karbonát kazán tápvizéhez való adagolásának alapelve a nátrium-karbonát vízben oldott és lúgos kémhatású használata, amely semlegesíti a savas tápvíz szén-dioxidját, és megoldja a savas lágyított víz vagy sós víz korrózióját a kazánon és a csővezetéken. A nátrium-karbonát egy gyenge elektrolit, amely vízben oldva nátrium-karbonát és nátrium-hidrogén-karbonát pufferoldatot képez. Az oldatban elektrolitikus egyensúly van, az elektrolit-hidroxid elfogyásával az egyensúly tovább jobbra tolódik, így a reakcióban jelen lévő pH nem változik jelentősen.

Nátrium-karbonát elsődleges hidrolízis folyamata:

Na₂CO₃ nátrium-karbonát +H₂O víz = NaHCO₃ nátrium-hidrogén-karbonát +NaOH nátrium-hidroxid

Nátrium-karbonát másodlagos hidrolízis folyamata:

NaHCO3 nátrium-hidrogén-karbonát +H2O víz =H2CO3 szénsav +NaOH nátrium-hidroxid

Nátrium-karbonát primer hidrolizált ion egyenlete:

(CO3) 2-szénsav +H2O víz =HCO3- bikarbonát +OH- hidroxid

Nátrium-karbonát szekunder hidrolizált ion egyenlete:

HCO3- bikarbonát +H2O víz =H2CO3 szénsav +OH- hidroxid

3, a nátrium-hidroxid kazánvízhez való hozzáadásának alapelve a pH-érték beállításához

A nátrium-hidroxidot marónátronnak, kausztikus nátronlúgnak, marónátronnak, általában fehér pehelynek nevezik, kémiai képlete NaOH, a nátrium-hidroxid erős lúgos, rendkívül korrozív.

A nátrium-hidroxid ionizációs egyenlete: NaOH=Na++OH-

A nátrium-hidroxid hozzáadása a kazán vizéhez stabilizálhatja a fém felületén lévő védőfóliát, javíthatja a kazán tápvizének és a kemencevíz pH-értékét, így megoldva a savas lágyított víz vagy az ásványmentesített víz korrózióját a kazánon és a csővezetéken, és megvédve a fémberendezéseket a korróziótól.

4. Összehasonlításra kerülnek a nátrium-karbonát vagy nátrium-hidroxid használatának előnyei és hátrányai a kazántápvíz pH-értékének beállításához.

4.1 A kazántápvíz pH-értékének nátrium-karbonáttal és nátrium-hidroxiddal történő emelésének sebessége és a használati hatás fenntartásának ideje eltérő

A nátrium-karbonát kazánvízhez való adagolásának sebessége a pH-érték növelése érdekében lassabb, mint a nátrium-hidroxidé. Mivel a nátrium-karbonát pufferoldatot képez, kis ingadozású, viszonylag stabil és könnyen beállítható. A pH-beállítás tartománya azonban korlátozott. Ugyanazon pH-érték beállításakor a nátrium-karbonát mennyisége nagyobb lesz, mint a nátrium-hidroxidé. A felhasználási hatás hosszú ideig fennmarad, és a víz pH-értéke nem könnyen csökkenthető.

A nátrium-hidroxid erős bázis és erős elektrolit, a nátrium-hidroxid nagy illékonysággal állítja be a pH-értéket. A víz hozzáadása után a nátrium-hidroxid pH-ja könnyen növelhető, gyorsabban és közvetlenebben állítható be a pH-érték, de könnyen megdönthető is, nem lehet túl sokat hozzáadni. A nátrium-karbonáthoz képest sokkal kevesebb hozzáadásával elérhető a pH-index követelményei, azaz bár a nátrium-hidroxid pH-értéke megnő, a hozzáadott nátrium-hidroxid mennyisége azonban nem nagy, azaz a víz hidroxidcsoport savsemlegesítő képessége nem növekszik jelentősen, és a pH hamarosan csökken.

4.2 A kazántápvíz pH-értékének növelése érdekében a nátrium-karbonát és nátrium-hidroxid túlzott adagolása által okozott károk eltérőek lehetnek

A pH-érték beállításához túl sok nátrium-karbonát hozzáadása a kazánvízhez növeli a fazékvíz sótartalmát és a vezetőképességét; A fazékvízben több bikarbonát ion van, és a bikarbonát ionok melegítéskor könnyen szén-dioxiddá bomlanak. A CO2 a gőzzel együtt bejut a hőcserélőbe és a kondenzvízbe. A nátrium-karbonát nemcsak nem tudja beállítani a gőz és a gőzkondenzátum visszatérő vízének pH-értékét, hanem csökkenti a gőz és a kondenzátum pH-értékét is, korrodálva a hőcserélőt és a kondenzátumvezetéket. Ez az oka annak, hogy a gőzkondenzátum visszatérő vízében lévő vasionok mennyisége meghaladja a standard sárga vagy piros színt.

Ha túl sok nátrium-hidroxidot adunk a kemence vizéhez a pH-érték beállításához, az a fazékvíz lúgosságát növeli, és szóda jelenik meg benne. A nátrium-hidroxid mennyiségét nehéz szabályozni, a túlzott szabad NaOH pedig nagy relatív lúgosságot okoz, az alkáli ridegedés pedig a berendezés korrózióját okozza. A szerző egy felhasználói telephelyen látott egy üvegszállal erősített műanyag törmeléktartályt, amely foltokkal volt tele, és a törmelék pH-értékének szabályozására nátrium-hidroxidot használtak, ami korrodálta és kilyukadt. A nátrium-hidroxid nem tudja beállítani a gőz és a gőzkondenzáció visszatérő vízének pH-értékét, és nem tudja szabályozni a gőz és a gőzkondenzáció visszatérő vízrendszerének berendezéseinek és csőhálózatának korrózióját.

4.3 A kazántápvízben a pH-érték emelésére használt nátrium-karbonát és nátrium-hidroxid biztonságossága eltérő

A nátrium-karbonát viszonylag enyhe, élelmiszeripari minőségű anyag, kis mértékű irritáció, enyhe korrózió, kézzel is megérinthető, hosszú távon kesztyű viselése szükséges.

A nátrium-hidroxid veszélyes, maró hatású anyag, amelynek oldata vagy pora a bőrre, különösen a nyálkahártyára fröccsenve puha hegeket okozhat, és behatolhat a mélyebb szövetekbe. Az égés heget hagy. A szembe fröccsenés nemcsak a szaruhártyát, hanem a szem mély szöveteit is károsítja. Ezért a kezelőnek semleges és hidrofób kenőcsöt kell alkalmaznia a bőrön, és munkaruhát, maszkot, védőszemüveget, gumikesztyűt, gumikötényt, hosszú gumicsizmát és egyéb munkavédelmi felszerelést kell viselnie a megfelelő személyi védelem érdekében.

Vannak felhasználási és tesztesetek, amelyek azt mutatják, hogy a nátrium-hidroxid és a nátrium-karbonát felváltva vagy keverve történő alkalmazása gazdaságosabb és hatékonyabb, mint egy adott pH-szabályozó önmagában történő alkalmazása. Ha a kazán tápvizének pH-értéke túl alacsonynak bizonyul, megfelelő mennyiségű nátrium-hidroxid adható hozzá a pH-érték gyors növelése érdekében. Miután a nátrium-hidroxid teljesen feloldódott, nátrium-karbonát adható hozzá a víz karbonáttartalmának növelése érdekében. Ez enyhítheti a tápvíz pH-értékének csökkenését. Mivel a nátrium-karbonát mennyisége nagyobb, a karbonátok vízben tartásának képessége is jobb, ezért általában nátrium-karbonát használható a vízellátás és a fazékvíz pH-értékének fenntartására. Csak akkor javasolja a szerző a nátrium-hidroxid használatát a pH-érték gyors növelése érdekében, ha a víz pH-értéke túl alacsony, így a kettő felváltva keverhető, ami gazdaságos és jó hatású is.