با توجه به هزینه بالای دیگ های بخار و همچنین نقش کلیدی که در صنعت ایفا می کنند، نگه داری و جلوگیری از آسیب دیدن دیگ بخار امری حیاتی است. آسیب های وارده به دیگ بخار می تواند خطرات مالی و جانی جبران ناپذیری را به مصرف کننده وارد نماید. یکی از مواردی که می تواند به تشدید این خسارات بیانجامد رسوب گرفتن دیگ بخار توسط سختی موجود در آب است. سختی گیری آب تغذیه دیگ بخار علاوه بر جلوگیری از صدمات وارده به سیستم می تواند به افزایش راندمان سیستم نیز کمک نماید.

سختی آب به حالتی اتلاق می شود که یون های مختلفی مانند کلسیم و منیزیم در آب موجود باشد. این یون ها می توانند تشکیل رسوب داده و باعث ایجاد خسارات بزرگی به سیستم شوند. این سختی ها را می توان با دستگاه های کمکی در کنار دیگ بخار از بین برده و با هزینه بسیار پایین از خسارات بسیار بزرگ جلوگیری نمود. از این رو شناخت سختی آب، روش های سختی گیری آب  از اهمیت بالایی برخوردار است. در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

رسوب موجود در لوله دیگ بخار بر اثر سختی آب

سختی آب چیست؟

آب سخت به آبی گفته می شود که در آن یون هایی مانند کلسیم و منیزیم در آب وجود داشته باشد. این یون ها معمولا در خاک موجود می باشند و با نفوذ آب در زمین سبب ایجاد سختی آب های زیرزمینی می شوند. شاید معروف ترین نمونه از سختی آب را بتوان به جرم تشکیل شده در کتری ها اتلاق نمود. این جرم در اثر سختی آب پدید آمده و می تواند باعث ایجاد مشکلاتی شود.

عامل ایجا سختی در آب توسط نفوذ آب در زمین است

یکی از نشونه های اصلی وجود سختی در آب، جلوگیری از ایجاد کف است. کف توسط سورفکتانت ها (صابون و مواد شوینده) ایجاد می شود. این یون ها خاصیت دو طرفه بودن آن ها را از بین می برند. از این رو می توان جهت تشخیص سختی آب بصورت عمومی از این روش استفاده نمود.

تشخیص تفاوت آب نرم و سخت با استفاده از کف

چرا باید سختی آب را بر طرف نمود؟

سختی موجود در آب می تواند مشکلات فراوانی را برای سیستم ایجاد نماید. اولین مشکلی که سختی آب می توان بوجود آورد کف نکردن آب در سیستم است. در دیگ بخار این سختی می تواند باعث کاهش راندمان و حتی خطراتی مانند انفجار شود. آب سخت در دیگ بخار می تواند باعث رسوب گرفتن لوله ها و بدنه دیگ بخار  شود. این رسوبات به دلیل ایجاد مقاومت حرارتی، انتقال حرارت را کاهش داده و باعث کاهش راندمان سیستم می شوند.

همچنین رسوب گرفتن وسایل ایمنی در دیگ بخار می تواند خسارات جبران ناپذیری در سیستم ایجاد نماید. به عنوان مثال با رسوب گرفتن شیر اطمینان، این شیر به صورت درست عمل نمی کند و در صورت بالا رفتن بیش از حد فشار نمی تواند فشار را به حالت اول برگرداند. از این رو سبب انفجار دیگ بخار می شود. همچنین مواردی مانند ایجاد کثیفی در سیستم نیز از دیگر عوامل سختی گیری آب است. همچنین با توجه به انسدادی که در لوله ها ایجاد می نمایند، بر روی دبی آب نیز تاثیر گذاشته و ظرفیت انتقال آب را کاهش می دهند.

گرفتگی لوله به دلیل وجود سختی در آب

انواع سختی

سختی ها بر اساس روش های رفع آن دو دسته تقسیم بندی می شوند.

  1. سختی موقت
  2. سختی دائم

سختی موقت شامل بی کربنات منیزیم و بی کربنات کلسیم است. این سختی ها به راحتی با حرارت از بین می روند.

سختی دائمی شامل کلرور نیترات کلسیم و منیزیم است. این سختی از همان سختی کف کتری می باشد و معمولا توسط روش های دستگاهی یا شیمیایی از بین می رود.

در حالت کلی به مجموع سختی موقت و دائم در سیستم سختی کل می گویند. با توجه به پیچیدگی بیشتری که برای از بین بردن سختی دائم وجود دارد، باقی موارد را بر اساس از بین بردن سختی دائم بررسی می شوند.

راه های از بین بردن سختی آب

همانطور که گفته شد سختی گیری آب بر اساس نوع سختی تعیین می شود. در حالت سختی دائم باید از دستگاه های گوناگون جهت انجام این فرآیند استفاده نمود. پیش از بررسی آن ها می توان به این نکته اشاره نمود که سختی گیری به دو صورت از بین بردن سختی و یا معلق نمودن آن اشاره نمود. در روش معلق نمودن فقط از تشکیل رسوب جلوگیری شده و ذرات بصورت معلق در آب باقی می مانند.

این دستگاه یا روش ها شامل موارد زیر است:

  • سختی گیر های رزینی
  • سختی گیر های اسمز معکوس
  • سختی گیر های کربنی
  • رسوب زدا مغناطیسی
  • رسوب زدا التراسونیک
  • رسوب زدا الکترونیکی

سختی-گير-رزینی

سختی گير رزینی

سختی گیر اسمز معکوس

سختی گیر اسمز معکوس

سختی گیر کربنی

سختی گیر کربنی

رسوب زدا مغناطیسی

رسوب زدا مغناطیسی

رسوب زدا التراسونیک

رسوب زدا التراسونیک

رسوب زدا الکترونیکی

رسوب زدا الکترونیکی

در دیگ های بخار و موارد صنعتی معمولا از سختی گیر های رزینی استفاده می شود. این روش به دلیل راندمان بالا  همچنین سرعت مطلوب از محبوبیت بالایی برخوردار است.

سختی گیر های رزینی

سختی گیر رزینی

سختی گیر های رزینی دارای دو نوع کاتیونی و آنیونی می باشند. در دیگ بخار معمولا از سختی گیر های کاتیونی برای جداسازی یون های کلسیم و منیزیم استفاده میشود. از این رو به این سختی گیر ها، سختی گیر های تبادل کاتیونی (در حالت کلی سختی گیر های تبادل یونی) می گویند.

سختی گیرهای کاتیونی از رزین هایی با یون مثبت (سدیم) تشکیل شده است. یون های کلسیم و منیزیم در هنگام مواجه شدن با این رزین ها جای خود را با سدیم عوض کرده و بر روی رزین قرار میگیرند. از این رو از جریان آب جدا شده و آب بدون آن ها به مسیر خود ادامه می دهد.

مکانیزم عملکرد سختی گیر های رزینی

علی رغم عملکرد خوب این رزین ها، این سیستم دارای معایبی است. یکی از این معایب اشباع شدن این رزین ها است. جهت احیا آن ها باید رزین ها را با آب نمک شست شو داده تا یون های سدیم دوباره به محل خود بازگردند. از این رو معملا از دو تانک در این سیستم ها استفاده می شود. یکی از تانک ها در جریان آب قرار داشته و تانک دیگر مشغول احیا می شود. در صورت گرفتگی تانک اول، تانک دوم در سیستم قرار گرفته و تانک اول بک واش می شود.

نمودار حرکت جریان در سختی گیری آب

سختی گیر رزینی، تانکر سمت چپ و راست جهت استافده و شست شو، مخزن وسط دارای آب نمک جهت شست شو رزین ها
سختی گیر رزینی در زمان های مختلف کارکرد

رزین های مختلف در طول زمان

در شکل زیر نیز قسمت های مختلف یک سختی گیر رزینی نشان داده شده است.

اجزا مختلف سختی گیر رزینی

گردآوری: پدیده نوین بخار

5 پاسخ

تعقیب

  1. […] وسیله از طول عمر مناسبی برخوردار است. این عوامل شامل کنترل میزان کیفیت آب، تعمیر نگه داشت دیگ بخار، جلوگیری از خوردگی می شود. […]

  2. […] رسوب گرفتگی و فرسایش به دلیل استفاده از روغن در […]

  3. […] سوی دیگر با توجه وجود رسوب گرفتگی و موارد دیگر می تواند خوردگی در سیستم ایجاد شده که سبب […]

  4. […] دیگ های بخار ضروری است. این دستگاه ها شامل دی ایریتور، سختی گیر ها و … می […]

  5. […] سختی گیر های یونی جهت جداسازی یون های موجود در آب شامل ک… […]

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *