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

Nước nồi hơi có nguồn gốc tự nhiên, chứa nhiều tạp chất, bao gồm các khí hòa tan (tức là oxy và carbon dioxide) và các khoáng chất (ví dụ canxi và magie) 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 phân tích cách đạt được quá trình khử khoáng thông qua trao đổi ion và đưa ra lời khuyên về vật liệu bình, thùng chứa và đường ống phù hợp nhất cho quy trình này.

Trao đổi ion đạt được quá trình khử khoáng như thế nào

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 đã qua xử lý sẽ đi vào bình trao đổi cation trước tiên. Nước vào chứa các muối vô cơ hòa tan, chẳng hạn như natri clorua, magie clorua và canxi clorua. Sau khi hòa tan, các muối này sẽ phân ly, để lại các ion canxi và magie tự do trong nước.

Bình trao đổi cation chứa nhựa cation axit mạnh. Loại 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 magie liên kết với nhau, loại bỏ khả năng chúng lắng đọng tại một điểm nào đó trong hệ thống. Thay vào đó, thứ còn lại là axit tương ứng của khoáng chất.

2. Trao đổi anion
Vì nước cấp cho nồi hơi phải duy trì độ pH cụ thể nên axit từ bình cation phải được trung hòa.

Bình trao đổi anion chứa một lớp nhựa anion bazơ mạnh. Nhựa gốc này trung hòa axit khi nước chảy qua, cân bằng độ pH của nước.

Nước đã khử khoáng, cân bằng độ pH giờ đây có thể tự do chảy vào bước tiếp theo của hệ thống lò hơi mà không có khả năng đóng cặn trong các ống lò hơi.

Tái tạo giường nhựa khử khoáng ion

Theo thời gian, những loại nhựa này trở nên kém hiệu quả hơn trong việc loại bỏ các ion khoáng hoặc trung hòa độ axit của chất lỏng. Hầu hết người vận hành nồi hơi đều theo dõi dòng chất lỏng để biết các dấu hiệu 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 thải ra tăng mạnh và mức độ dẫn điện giảm trong giây lát rồi sau đó cũng tăng mạnh.

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

Tái sinh nhựa trao đổi cation
Mặc dù bất kỳ loại axit khoáng nào (ví dụ: axit clohydric) đều có tác dụng nhưng axit sulfuric thường được sử dụng cho nhựa vì nó ít tốn kém 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 phục hồi được.

Axit sulfuric khôi phục các vị trí trao đổi về dạng hydro, cho phép quá trình trao đổi ion diễn ra trở lại.

Tái sinh nhựa trao đổi Anion
Để tái tạo nhựa trao đổi anion, người ta sử dụng dung dịch xút 4% natri hydroxit. Giải pháp này thường được áp dụng ở nhiệt độ 120°F (48,9°C) để nâng cao hiệu quả của quy trình.

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

Tùy chọn vật liệu trao đổi ion khử khoáng

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

Kim loại: Axit đậm đặc và dung dịch ăn da vốn có tính ăn mòn kim loại. Ngoài ra, các ion canxi và magie có thể bám vào thành kim loại, dẫn đến đóng cặn. Kim loại không được khuyến khích để trao đổi ion.

Thép lót cao su: Thép lót cao su là sự lựa chọn hiệu quả để hạn chế các mối lo ngại về ăn mòn và cặn. Cao su trơ trước nhiều giải pháp và thép cung cấp độ bền cần thiết để đáp ứng nhu cầu về nhiệt và áp suất. Tuy nhiên, thép lót cao su có xu hướng đắt hơn các lựa chọn vật liệu khác.

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

CPVC: Clorua Polyvinyl Clorua (CPVC), cụ thể là ống Corzan ® SCH 80 CPVC, mang đến một giải pháp lý tưởng. Nó vốn có tính trơ đối với axit, bazơ và muối giúp loại bỏ mối lo ngại về ăn mòn và không thu hút các ion kim loại gây đóng cặn.

CPVC cũng được định mức áp suất vượt quá nhu cầu về nhiệt độ và áp suất của hầu hết các hệ thống khử khoáng nước cấp sản xuất điện. Cuối cùng, nó mang lại một trong những chi phí lắp đặt thấp nhất so với bất kỳ vật liệu nào xét từ góc độ đường ống.

Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào về việc lựa chọn vật liệu cho quy trình khử khoáng nước cấp lò hơi, đội ngũ chuyên gia kỹ thuật và sản phẩm của chúng tôi luôn sẵn sàng. Đặt lịch tư vấn miễn phí.

Corzan ® CPVC có thể chịu được các hóa chất khắc nghiệt trong nhà máy của bạn không?

Xem Bảng kháng hóa chất Corzan để biết khả năng tương thích của CPVC với hơn 400 hóa chất.

https://www.corzan.com/blog/comparing-vessel-and-piping-materials-for-demineralization-ion-exchange-systems