Porovnání výhod a nevýhod použití uhličitanu sodného nebo hydroxidu sodného k úpravě hodnoty pH napájecí vody kotle
1, napájecí voda kotle pro úpravu hodnoty pH z důvodu
V dnešní době většina kotlů v Číně používá demineralizovanou vodu s reverzní osmózou nebo vodu změkčenou sodnou iontovou pryskyřicí. Hodnota pH demineralizované vody s reverzní osmózou nebo změkčené vody s výměnnou pryskyřicí s ionty sodíku je většinou nízká a kyselá. Hodnota pH demineralizované vody s reverzní osmózou je obvykle 5-6 a hodnota pH změkčené vody s výměnnou pryskyřicí s ionty sodíku je obvykle 5,5-7,5, aby se vyřešila koroze kyselé vody dodávané do kotlů a potrubí. Podle ustanovení národní normy BG/T1576-2008 je hodnota pH průmyslové kotlové vody mezi 7-9 a hodnota pH demineralizované vody mezi 8-9,5, takže je třeba hodnotu pH přívodu kotlové vody upravit.
2, základní princip přidání uhličitanu sodného do napájecí vody kotle pro úpravu hodnoty pH
Uhličitan sodný je běžně známý jako soda, soda, promývací alkálie, klasifikovaný jako sůl, nikoli alkálie, chemický vzorec Na2CO3, za normálních okolností bílý prášek nebo jemná sůl. Základním principem přidávání uhličitanu sodného do napájecí vody kotle za účelem úpravy hodnoty pH je použití uhličitanu sodného, který se rozpustí ve vodě a působí zásaditě, což může neutralizovat oxid uhličitý v kyselé napájecí vodě a vyřešit korozi kotle a potrubí způsobenou kyselou změkčenou nebo slanou vodou. Uhličitan sodný je slabý elektrolyt, který se rozpustí ve vodě za vzniku pufrovacího roztoku uhličitanu sodného a hydrogenuhličitanu sodného. V roztoku dochází k elektrolytické rovnováze a spotřebou elektrolytického hydroxidu se rovnováha dále posouvá doprava, takže pH přítomné v reakci se příliš nemění.
Proces primární hydrolýzy uhličitanu sodného:
Na2CO3 Uhličitan sodný + H2O voda = NaHCO3 hydrogenuhličitan sodný + NaOH hydroxid sodný
Proces sekundární hydrolýzy uhličitanu sodného:
NaHCO3 hydrogenuhličitan sodný + H2O voda = H2CO3 kyselina uhličitá + NaOH hydroxid sodný
Rovnice primárního hydrolyzovaného iontu uhličitanu sodného:
(CO3) 2-kyselina uhličitá + H2O voda = HCO3- hydrogenuhličitan + OH- hydroxid
Rovnice sekundárně hydrolyzovaného iontu uhličitanu sodného:
HCO3- hydrogenuhličitan + H2O voda = H2CO3 kyselina uhličitá + OH- hydroxid
3, základní princip přidání hydroxidu sodného do kotlové vody pro úpravu hodnoty pH
Hydroxid sodný se také nazývá louh sodný, louh sodný, louh sodný, obvykle bílé vločky, chemický vzorec NaOH. Hydroxid sodný má silné alkalické a extrémně korozivní účinky.
Ionizační rovnice pro hydroxid sodný: NaOH=Na++OH-
Přidání hydroxidu sodného do vody v kotli může stabilizovat ochranný film na povrchu kovu, zlepšit hodnotu pH napájecí vody do kotle a vody v peci, čímž se vyřeší koroze kotle a potrubí způsobená kyselou změkčenou nebo demineralizovanou vodou a ochrání kovové zařízení před korozí.
4. Jsou porovnány výhody a nevýhody použití uhličitanu sodného nebo hydroxidu sodného k úpravě hodnoty pH napájecí vody do kotle.
4.1 Rychlost zvyšování hodnoty pH pomocí uhličitanu sodného a hydroxidu sodného pro napájecí vodu do kotle a doba udržení účinku se liší
Rychlost přidávání uhličitanu sodného do kotlové vody pro zvýšení hodnoty pH je pomalejší než u hydroxidu sodného. Protože uhličitan sodný vytváří pufrovací roztok, má malé výkyvy a je relativně stabilní a snadno se upravuje. Rozsah úpravy pH je však omezený. Při úpravě stejné hodnoty pH bude množství uhličitanu sodného větší než množství hydroxidu sodného. Účinek se udrží po dlouhou dobu a pH vody se snadno nesníží.
Hydroxid sodný je silná báze a silný elektrolyt. Hydroxid sodný upravuje hodnotu pH s vysokou těkavostí. Po přidání vody lze pH hydroxidu sodného snadno zvýšit. Hodnota pH se upravuje rychleji a přímočařeji, ale také se snadno sráží, nelze ho přidat příliš mnoho. Ve srovnání s uhličitanem sodným lze dosáhnout požadovaného pH, pokud přidáte mnohem méně hydroxidu sodného. To znamená, že i když se hodnota pH hydroxidu sodného zvýší, přidané množství hydroxidu sodného není velké, což znamená, že schopnost vody neutralizovat kyselinu hydroxidové skupiny se příliš nezvýší a pH brzy klesne.
4.2 Škody způsobené nadměrným přidáním uhličitanu sodného a hydroxidu sodného za účelem zvýšení hodnoty pH napájecí vody do kotle jsou různé
Přidání příliš velkého množství uhličitanu sodného do kotlové vody za účelem úpravy hodnoty pH zvýší obsah soli ve vodě v kotli a vodivost. Ve vodě v kotli je více hydrogenuhličitanových iontů, které se při zahřívání snadno rozkládají na oxid uhličitý. CO2 se s párou dostává do výměníku tepla a kondenzátu. Uhličitan sodný nejenže nedokáže upravit hodnotu pH páry a vratné vody kondenzátu páry, ale také snižuje hodnotu pH páry a kondenzátu, což způsobuje korozi výměníku tepla a kondenzačního potrubí. Důvodem, proč ionty železa ve vratné vodě kondenzátu páry překračují standardní žlutou nebo červenou barvu.
Přidání příliš velkého množství hydroxidu sodného do vody v peci za účelem úpravy hodnoty pH způsobí, že alkalická voda v kotli bude příliš vysoká a dojde ke vzniku sody. Množství hydroxidu sodného není snadné regulovat a nadměrné množství volného NaOH způsobí vysokou relativní alkalitu a křehnutí alkálií také způsobí korozi zařízení. Autor viděl u uživatele nádrž na debrin z plastu vyztuženého skleněnými vlákny plnou záplat, která byla zkorodovaná a perforovaná v důsledku použití hydroxidu sodného k regulaci hodnoty pH debrin. Hydroxid sodný nemůže upravovat hodnotu pH páry a vratné vody z kondenzace páry a nemůže kontrolovat korozi zařízení a potrubní sítě systému páry a vratné vody z kondenzace páry.
4.3 Bezpečnost uhličitanu sodného a hydroxidu sodného používaných v napájecí vodě kotlů ke zvýšení hodnoty pH se liší
Uhličitan sodný je relativně mírný, patří do potravinářské třídy, má malé podráždění a mírnou korozi, je normální, že se ho lze dotýkat rukou, při dlouhodobém používání je nutné nosit rukavice.
Hydroxid sodný je nebezpečná, žíravá látka a jeho roztok nebo prach, který se dostane na kůži, zejména na sliznici, může vytvořit měkké strupy a proniknout do hlubokých tkání. Popálenina zanechává jizvu. Vniknutí do oka nejen poškozuje rohovku, ale také poškozuje hluboké tkáně oka. Obsluha by proto měla na kůži aplikovat neutrální a hydrofobní mast a pro zajištění dobré osobní ochrany by měla nosit pracovní oděv, masky, ochranné brýle, gumové rukavice, gumové zástěry, dlouhé gumové holínky a další pracovní ochranné pomůcky.
Existují případy použití a testů, které ukazují: Hydroxid sodný a uhličitan sodný se používají střídavě nebo v kombinaci, což je hospodárnější a účinnější než použití samotného regulátoru pH. Pokud je hodnota pH napájecí vody do kotle příliš nízká, lze vhodným způsobem přidat hydroxid sodný pro rychlé zvýšení hodnoty pH. Po úplném rozpuštění hydroxidu sodného lze přidat uhličitan sodný pro zvýšení obsahu uhličitanu ve vodě. To může zmírnit pokles hodnoty pH napájecí vody. Vzhledem k tomu, že lze přidat větší množství uhličitanu sodného, je schopnost udržet uhličitany ve vodě vyšší, takže uhličitan sodný se obvykle používá k udržení hodnoty pH přiváděné vody a vody v kotli. Pouze pokud je hodnota pH vody příliš nízká, autor doporučuje použití hydroxidu sodného k rychlému zvýšení hodnoty pH, aby se oba střídavě mísily, což má jak ekonomický, tak dobrý účinek.