Bài viết

Vật liệu dành cho các hệ thống trao đổi ion

Trong các hệ thống lò hơi phát điện, độ tinh khiết của nước rất quan trọng, vì chất gây ô nhiễm nhỏ nhất có thể dẫn đến cặn, ăn mòn và vảy trên các cánh tuabin hoặc ống, làm giảm hiệu quả và hạn chế tuổi thọ của hệ thống.

Nước nồi hơi đến từ các cơ thể tự nhiên, chứa nhiều tạp chất, bao gồm các chất khí hòa tan (tức là oxy và carbon dioxide) và khoáng chất (ví dụ: canxi và magiê) phải được loại bỏ khỏi chất lỏng.

Để loại bỏ các tạp chất khoáng, nước cấp phải trải qua quá trình khử khoáng, loại bỏ các ion có thể gây bất lợi cho hệ thống. Trong bài đăng này, nhóm sản phẩm và kỹ thuật của chúng tôi chia nhỏ cách thức khử khoáng đạt được thông qua trao đổi ion và đưa ra lời khuyên về vật liệu thùng chứa, container và đường ống phù hợp nhất cho quy trình này.

Làm thế nào trao đổi ion đạt được khử khoáng

Hệ thống trao đổi ion được thiết kế để loại bỏ các ion canxi và magiê khỏi nước cấp. Quá trình này bao gồm hai trao đổi riêng biệt: trao đổi cation và trao đổi anion.

1. Trao đổi cation

Nước được xử lý vào một bình chứa trao đổi cation đầu tiên. Nước đến chứa các muối vô cơ hòa tan, chẳng hạn như natri clorua, magiê clorua và canxi clorua. Sau khi hòa tan, các muối này tách ra, để lại các ion canxi và magiê tự do trong nước.

 

Bình trao đổi cation chứa nhựa cation axit mạnh. Nhựa này được tạo thành từ các hạt hoặc hạt tích điện bao gồm các ion hydro. Khi nước di chuyển qua lớp nhựa, các hạt nhựa sẽ giải phóng ion hydro có lợi cho ion canxi hoặc magiê.

 

Kết quả của sự trao đổi này là các ion canxi và magiê bị ràng buộc, loại bỏ khả năng chúng lắng đọng tại một số điểm trong hệ thống. Thay vào đó, những gì còn lại là khoáng chất axit tương ứng.

 

2. Trao đổi Anion

Bởi vì nước cấp cho lò hơi phải duy trì cân bằng pH cụ thể, các axit từ bình chứa cation phải được trung hòa.

 

Bình trao đổi anion chứa một lớp nhựa gốc anion mạnh. Loại nhựa cơ bản này trung hòa các axit khi nước chảy qua, cân bằng mức độ pH của nước.

 

Nước đã được khử khoáng, cân bằng pH hiện có thể chảy vào bước tiếp theo của hệ thống lò hơi mà không có khả năng tác động gây mở rộng các ống nồi hơi.

 

Tái tạo giường nhựa khử khoáng ion

Theo thời gian, các loại nhựa này trở nên kém hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các ion khoáng hoặc trung hòa tính axit của chất lỏng. Hầu hết các nhà khai thác lò hơi theo dõi dòng chất lỏng cho các chỉ số cho thấy nhựa đã hết tuổi thọ:

 

Trao đổi cation: Độ axit khoáng tự do của chất lỏng giảm mạnh.

Trao đổi anion: Mức silica cạn kiệt tăng mạnh và mức độ dẫn điện giảm trong giây lát và sau đó cũng tăng mạnh.

Khi một trong những trường hợp này xảy ra, hệ thống được lập trình để bắt đầu quá trình tái sinh.

 

Tái sinh nhựa trao đổi cation

Mặc dù bất kỳ axit khoáng sản nào (ví dụ axit hydrochloric) sẽ làm được, axit sulfuric thường được áp dụng cho nhựa vì nó rẻ nhất. Axit sulfuric được áp dụng cho nhựa ở nồng độ thấp (từ 2% đến 8%). Quá nhiều axit sulfuric có thể làm hỏng nhựa không thể đảo ngược.

 

Axit sulfuric khôi phục các vị trí trao đổi về dạng hydro của chúng, cho phép trao đổi ion diễn ra một lần nữa.

 

Tái sinh nhựa Anion trao đổi

Để tái tạo nhựa trao đổi anion, dung dịch xút 4% natri hydroxit được sử dụng. Giải pháp này thường được áp dụng ở nhiệt độ 120 ° F (48,9 ° C) để cải thiện hiệu quả quá trình.

 

Cả hai quá trình tái sinh này đều đặt ra những yêu cầu cụ thể đối với vật liệu chứa, đường ống và vật liệu tàu, cũng như quá trình thu hồi các dung dịch axit và xút đã qua sử dụng.

 

Tùy chọn vật liệu trao đổi ion

Nhiệt độ, áp suất và phạm vi của các giải pháp được sử dụng trong quá trình khử khoáng đặt ra những yêu cầu riêng đối với các vật liệu được sử dụng cho các bể chứa, đường ống, phụ kiện, van. Sự lựa chọn vật liệu phù hợp có thể kéo dài tuổi thọ và hiệu quả của hệ thống, và mang lại sự tiết kiệm có thể đo lường được.

 

Kim loại: Axit đậm đặc và dung dịch xút vốn đã ăn mòn kim loại. Ngoài ra, các ion canxi và magiê có thể bám vào các bức tường kim loại, dẫn đến sự co giãn. Kim loại không được khuyến khích để trao đổi ion.

 

Thép lót cao su: Thép lót cao su là một lựa chọn hiệu quả để hạn chế các mối quan tâm ăn mòn và quy mô. Cao su trơ vào một loạt các giải pháp, và thép cung cấp sức mạnh cần thiết để đáp ứng nhu cầu nhiệt và áp suất. Tuy nhiên, thép lót cao su có xu hướng tốn kém hơn so với các lựa chọn vật liệu khác.

 

PVC: Polyvinyl Clorua (PVC) trơ với nhiều giải pháp được sử dụng trong suốt quá trình khử khoáng, nhưng thường không thể thỏa mãn điều kiện áp suất hoặc nhiệt độ cao, đặc biệt là trong quá trình tái sinh nhựa trao đổi anion.

 

CPVC: Clorua polyvinyl clo hóa (CPVC), cụ thể là ống Corzan® SCH 80 CPVC, cung cấp một giải pháp lý tưởng. Nó vốn đã trơ với axit, bazơ và muối loại bỏ mối lo ăn mòn, và không thu hút các ion kim loại gây ra sự co giãn.

 

CPVC cũng được đánh giá áp suất vượt quá nhu cầu về nhiệt độ và áp suất của hầu hết các hệ thống khử khoáng nước cấp điện. Cuối cùng, nó cung cấp một trong những chi phí lắp đặt thấp nhất của bất kỳ vật liệu nào từ góc độ đường ống.

 

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về lựa chọn vật liệu cho quy trình khử khoáng nước cấp nồi hơi của bạn, đội ngũ chuyên gia kỹ thuật và sản phẩm của chúng tôi TCG luôn sẵn sàng

Bài viết liên quan