Kazántáp- és pótvíz kezelés

A víz olyan nagy hőkapacitású anyag, mely több hőt nyel el adott hőmérsékletre melegítve, mint más szokásos szervetlen anyag. Gőzképződése során 1600-szorosára expandál atmoszférikus nyomáson. Ezek a tulajdonságai teszik a vizet egyedi nyersanyaggá a hőképzésben és az energiatermelésben.

A kazántápvíz kezelése és kondicionálása 3 fő szempont miatt fontos: a folyamatos hőcsere, a korrózióvédelem és a jó minőségű gőztermelés miatt.

A tápvíz tisztasága a benne oldott szennyezők mennyiségétől és minőségétől is függ, így olyan szennyezők, mint a keménység, vas vagy szilícium több odafigyelést igényel, mint pl. a nátrium sók. A tisztasági követelmények ugyanígy függnek az adott kazán működésétől. Egy kisnyomású, tűzcsöves kazán jobban tolerálja a nagy vízkeménységet, ezzel szemben a modern, nagynyomású kazánok tápvizeiből szinte minden komponenst el kell távolítani. Ez jól szemlélteti, hogy a tápvíz minősége milyen széles körben változik. Cégünk segítséget nyújt a víz előkezelés megtervezésében és kivitelezésében egyaránt.

A természetes vizek változó mennyiségű oldott és lebegő anyagot valamint oldott gázokat tartalmaznak. Az oldott anyagok mennyisége a néhány mg/l-nyi mennyiségtől egészen a 30 g/l-ig terjed. Mivel ezek az anyagok a kazán meghibásodását okozzák, gondosan megtervezett előkezelési sor szükséges a hőképzés előtt. A kazántápvíz minőségénél számolni kell azzal, hogy a szennyezők a kazánban sokszorosára koncentrálódhatnak, ezért szükséges az összes előírt szennyező eltávolítása.

Külső vízkezelésnek nevezzük, mikor a kazánon kívül lévő vízből távolítják el a szennyező anyagokat. Általában a külső kezelést akkor alkalmazzák, ha egy vagy több szennyező határértéke meghaladja az előírt értéket. Külső kezelésnek számít pl. a vízlágyítás, fordított ozmózis, desztillálás, gáztalanítás, membrán kontaktoros kezelés, EDI (elektro deionizáció), melyek alkalmazása az adott vízminőségre tervezhető. Belső kezelésnek számít a kazán rendszerén belül a szennyezések vegyszeres kondicionálása. A belső kezelések célja, hogy az adalékanyagok lágyítsák a vizet, csökkentsék a víz lúgosságát, az oldott szilícium tartalmat, az oldott oxigént, eltávolítsák a lebegő anyagokat és a turbiditást, valamint megakadályozzák a habzást, szabályozzák a pH-t. A belső kezelések külön is és a külső kezelésekkel együtt is alkalmazhatók.

A hozzáadott vegyszerek:

  • reagálnak a tápvíz keménységével és megakadályozzák a kiválást a kazán belső felületén (diszpergálószerek, komplexképzők);
  • kondicionálják a lebegő anyagokat (pl. a kivált kálcium-, magnézium iszapot, a vas-oxidot), következésképp nem tapadnak hozzá a kazán felületéhez;
  • megakadályozzák a felhabzást, így megengedhető olyan mennyiségű oldott és lebegő anyag a kazánban, melynek áthordása nem következik be habzás miatt;
  • eltávolítja az oxigént a vízből és magas pH-n megakadályozza a kazán korrózióját.

A tápvíz főbb, lerakódást okozó szennyezői a kálcium, magnézium, vas, alumínium és szilícium. A kiválás olyan sók esetében történik, melyek oldhatósága vízben korlátozott, de nem teljesen oldhatatlanok. A sókiválások a csővezetékek, hőcserélő csövek részleges vagy teljes eltömődését okozzák, a lerakódott réteg alatt pedig korróziót idézhetnek elő. A lerakódások általában a kazán működési hatásfokát csökkentik, kazánkárokat okoznak, nem tervezett leállásokkal, tisztítási igényekkel növelik az üzemeltetési költségeket.

Az lerakódás elsődleges megelőzése érdekében jó minőségű, lágyított vizet vezetünk a kazánba. Egy hosszútávon jól működő előkezelő lépcsőben a keménységet okozó ionokat lecseréljük más, keménységet nem okozó ionokra (Na+ vagy H+), vagy visszatartjuk őket membrántechnológiás eljárással.

Az oldott sók teljes eltávolítása hatékonyan végezhető ioncserével. Ha a kationokat hidrogén-ionnal (H+), az anionokat pedig hidroxid-ionokkal (OH) helyettesítjük, akkor ezek vízzé állnak össze. Ehhez a kationcserélő gyantát H+ ionokkal, az anioncserélőt OH ionokkal kell regenerálni, vagyis valamilyen erős savval és lúggal. Ebben az esetben az oldott sók szinte nyomtalanul eltávolíthatók a vízből. Az ionmentes víz előállításához kation- és anioncserés kezelés is szükséges. A regeneráláshoz szükséges vegyszerköltséget úgy lehet csökkenteni, hogy az ioncsere előtt fordított ozmózissal kezeljük a vizet, így több mint 90%-kal csökken a víz sótartalma. A kation és anioncserélők után plusz egy kevertágyas ioncserélő lépéssel csökkenthető tovább a vezetőképesség. A kevertágy helyettesítésére alkalmazható az elektrodeionizáció is.

A fordított ozmózis (Reverse Osmosis – RO) az elérhető szűrési technikák legfinomabb lépcsője. Az RO membránok fizikai-kémiai gátat jelentenek az oldott sók és a kb. 100 g molekulatömegű szerves molekulák számára, viszont a vízmolekulák a membránon átjutva képezik a tisztított vízáramot. A membrán az oldott sókat körülbelül 95-99%-ban tartja vissza. A fordított ozmózis jelensége akkor történik, mikor a víz a nagyobb koncentrációjú oldalról a kisebb felé, a koncentrációkiegyenlítődés ellenében jut keresztül a membránon. Ez abban az esetben jön létre, ha a koncentrált oldalra gyakorolt mesterséges nyomás nagyobb, mint a természetes ozmózisnyomás, ekkor a természetes folyamat megfordul. Az ozmózis jelensége a tiszta vizet kényszeríti át a membránon a koncentráltabb oldalra.

A gázmentesítést a kémiai megoldáson kívül különféle fizikai módszerekkel végzik, mint pl. membrán kontaktorokkal, melyeket egyre gyakrabban alkalmaznak e célra. A membránkontaktorokban mikropórusos hidrofób membránokat alkalmaznak. A membrán szerepe az, hogy a gázt és a folyadékot kapcsolatba hozza anélkül, hogy keverednének egymással. Ezek a berendezések úgy működnek, hogy a gáz nyomását lecsökkentik, mely elég hajtóerőt biztosít a gázoknak, hogy azok a membránon átjutva távozzanak a folyadékból. Az oldott oxigén és a szén-dioxid tartalom szabályozása megvédi a kazánt a korróziótól. A membránkontaktorok alkalmazásával a vegyszeres kezelés kiváltható, így a kisebb vegyszerfelhasználás miatt a rendszer üzemelési költségei is csökkennek.

Az elektrodeionizációt az előkezelt víz további finomítására alkalmazzák a kevertágyas, utótisztító ioncsere helyett. Az elektrodeionizáció olyan folyamat, mely eltávolítja a vízből az ionizálható szennyezőket. Ehhez elektromosan aktív közeget és elektromos feszültséget alkalmaz, mellyel ionvándorlást idéz elő. Lényegében két jól ismert szeparációs eljárás, az ioncsere és az elektrodialízis házasítása. Az eljárás olyan folyamatos üzemű kevertágyas ioncserélés, mely nem igényel vegyszeres regenerálást. A hagyományos ioncserélőknél előforduló áttörés nem lép fel, így a termékvíz minősége állandó. Az EDI berendezések kihozatala (a termékvíz százalékos mennyisége a nyersvízhez képest) 80-95%. Az EDI modulból távozó koncentrátum sótartalma olyan alacsony, hogy az RO berendezés nyersvizéhez keverhető, javítva annak minőségét. Így a teljes technológiát tekintve az EDI vízveszteség nélkül üzemel.

Vízminőségtől függően a helyi igényeknek megfelelően cégünk segítséget nyújt az optimális technológia megtervezésében és kivitelezésében.