Ugalj{0}}hemijsko preduzeće koristi različite izmjenjivače topline-uključujući fiksne-ljuske-i-tipove cijevi i tipove ploča-izrađene od materijala kao što su ugljični čelik i nehrđajući čelik SS304, koji dijele isti izvor vode za hlađenje. Međutim, tokom održavanja i rastavljanja sistema, uočeni su različiti problemi: neki izmjenjivači topline su pretrpjeli zaprljanje i ljuštenje na cijevnim pločama, dok su drugi iskusili koroziju udubljenja i curenje na pločama. Zašto je isti izvor rashladne vode dao tako različite rezultate za različite izmjenjivače topline? Analiza podataka o anionima i kationima u vodi otkriva da problem proizlazi iz neravnoteže u odnosu ovih jona. Ova neravnoteža uzrokuje različite fluktuacije u pH i tvrdoći, što dovodi do toga da specifični izmjenjivači topline dožive ili koroziju ili kamenac/prljanje. Razlika leži u specifičnom omjeru anjona i kationa; svaki od ovih jona ima različite uloge i poseduju jedinstvene hemijske karakteristike. Utvrđivanje je li voda korozivna ili stvara kamenac- zahtijeva procjenu specifičnih svojstava ovih jona i njihovih relativnih proporcija.
1. Anioni igraju dvostruku ulogu
Uobičajeni anioni u vodi uključuju Cl⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻. Među njima, HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻ se obično kombinuju sa katjonima kao što su K⁺, Na⁺, Mg²⁺ i Ca²⁺ da bi se odredila alkalnost i tvrdoća vode. Promjene u koncentraciji ovih jona utiču na pH vode, služeći kao indikator da li je voda korozivna ili stvara kamenac. Shodno tome, oni su primarni joni koji utiču na hemijsku prirodu vode.
2. Sulfatni joni potiču i koroziju i stvaranje kamenca
SO₄²⁻ je uobičajen korozivni anion u vodi; povećava električnu provodljivost i može se kombinovati sa Ca²⁺ katjonima da formira CaSO₄ (kalcijum sulfat) precipitate, što dovodi do stvaranja kamenca. Nadalje, sulfati služe kao izvor hranjivih tvari za bakterije koje reduciraju sulfate-prisutne u vodi. 3. Kationi igraju višestruke uloge
Primarni katjoni u vodi uključuju K⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe³⁺ i Mn²⁺. Među njima, K⁺ i Na⁺ povećavaju električnu provodljivost i povećavaju sklonost vode ka nestabilnosti; Ca²⁺ i Mg²⁺ povećavaju rizik od kamenca i smanjuju efikasnost prenosa toplote; a Fe³⁺ i Mn⁺ formiraju koloidni mulj, što dovodi do korozije ispod{1}}nanosa.
Ukratko: analizirajte nivoe HCO₃⁻, CO₃²⁻ i OH⁻ za procjenu kiselosti/alkalnosti vode; analizirati nivoe Cl⁻ za procjenu otpornosti na koroziju nehrđajućeg čelika SS304; i analizirati nivoe Ca²⁺ i Mg²⁺ kako bi se procijenio rizik od kamenca izmjenjivača topline.
