Вуглекислотна корозія - НВО "Нафтохімекологія" - Системи водопідготовки для котелень, топочних и промислових об'ектів - UNREGISTERED VERSION

Перейти к контенту

Главное меню:

Вуглекислотна корозія

Хімічна деаерація

ДО ПИТАННЯ ЗВ'ЯЗКУ КАТАЛІТИЧНОГО
REDOX-К-ФІЛЬТРА
І ВУГЛЕКИСЛОТНОЇ
КОРОЗ
ІЇ МЕТАЛУ


  Сульфіт натрію Na2SO3 застосовують для знекиснення живильної води котлів низького і середнього тиску, що працюють на органічному паливі. При взаємодії з розчиненим у воді киснем сульфіт натрію окислюється до добре розчинного сульфату натрію:

2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4.

  У цій реакції в якості відновника виступає чотирьохвалентна сірка S4 +, яка віддає електрони кисню, окислюючись до S6 +. Електродні реакції для даного процесу записуються у вигляді:

2S4 + - 4e- → 2S6 +;
O2 + 4e- → 2O2-.

  Застосування сульфіту натрію для знекиснення води, як у вигляді монорозчинів, так і модифікованих розчинів має деякі недоліки.
В першу чергу, це недостатня швидкість реакції окислення його моно
розчинів киснем, розчиненим у воді при знижених температурах. Таким чином, певна частина непрореагованого сульфіту натрію потрапляє в область високих температур і тиску.
  Ця речовина розкладається при високому тиску і температурі вказані з утворенням сірководню або сірчистого ангідриду, що в свою чергу впливає на посилення корозійних процесів з одного боку і, проявлення утворення мінеральних відкладень на внутрішній поверхні трубопроводів в формі важкорозчинних сульфідів, з іншого.
  Застосування в практиці видалення корозійного ефекту від розчиненого у воді кисню, зернистого каталітичного матеріалу, в структуру якого вбудовані активні центри перехідних металів D-підгрупи, повністю усуває недоліки монорозчину сульфіту натрію за рахунок каталітичної дії цих центрів.
  Хімічна реакція окислення сульфіту натрію киснем миттєво закінчується при контакті з поверхнею каталізатора, і свою роль по нейтралізації кисневої корозії даний реагент повністю виконує. Наступний позитивний момент застосування сульфіту натрію в області водопідготовки, це усунення вуглекислотної корозії.
  Розглянемо на прикладі прояв вуглекислотної корозії металевих поверхонь. Природні води, як правило мають нейтральну реакцію середовища (рН близько 7) і містять у своєму складі певну кількість добре розчинного гідрокарбонату кальцію Са (НСО3)2.
  У процесі підготовки води для котельного обладнання - пом'якшення, катіони жорсткості (Са, Мg) заміщуються іонами натрію (Na) і в складі води збільшується концентрація гідрокарбонатів натрію NaНСО3.
  Потрапляючи в область підвищених температур (більше 60 ºС), гідрокарбонати розкладаються з виділенням вуглекислого газу:

2НСО3- → Н2О + СО2 ↑ + СО32-.

  Вуглекислий газ, що виділився, за ​​своєю природою є оксидом кислотного характеру і, з'єднуючись з водою, утворює слабку кислоту:

СО2 + Н2О → Н2СО3.

В процесі дисоціації Н2СО3 виділяється протон водню, який і зменшує рН розчину, збільшуючи швидкість корозійних процесів:

Н2СО3 → Н + + НСО 3.

  Робочий розчин сульфіту натрію (Na2SO3) має лужну реакцію середовища - рН більше 10.5. Дана обставина прекрасно пояснюється хімічною природою цієї солі, утвореної сильною основою і слабкою кислотою. В результаті гідролітичної дисоціації сульфіту натрію у водному розчині накопичується висока кількість гідроксил-іонів, які і визначають реакцію середовища:

Na2SO3 + 2H2O → 2NaOH + H2SO3.

   На відміну від сильної основи (NaOH) гідроксиду натрію, утворююча по реакції слабка сірчиста кислота (H2SO3) є двохосновною і в водному розчині дисоціює переважно по першій ступені (Рк1 = 1,85; РК2 = 7,2).
  Сульфіт натрію при взаємодії з розчиненим киснем перетворюється в сульфат натрію - речовина утворена сильною кислотою і сильною основою, тобто, не схильною до гідролізу. Саме тому лужне середовище утворюється в підживлювальній воді тільки при надлишку сульфіту.
Таким чином, кінцевими продуктами в підготовленій воді для потреб котельного обладнання стають добре розчинні сульфати (Na2SO4) і карбонати (Na2CO3) натрію. Утворені в воді карбонати, потрапляючи в тракт трубопроводів котельного устаткування, під дією температури та надлишкового тиску не здатні розкладатися з виділенням вільної вуглекислоти (СО2). Навпаки, в таких умовах накопичуються в надлишку лужні компоненти. Прикладом може служити вимірюваний показник котельної води парових котлів - відносна лужність.
  В окремих випадках, коли вихідна вода, що надходить на водопідготовку, має реакцію середовища, зрушену в кислотну сторону (рН в інтервалі 5-6), стає необхідним примусове внесення в розчин відновника (Na2SO3) лужного реагенту, наприклад каустичної соди - NaOH.
Таким чином, можна заявити, що при застосуванні технології каталітичної деаерації Redox-k
вуглекислотна корозія металу відсутня.

 
Назад к содержимому | Назад к главному меню Flag Counter