Bỏ qua điều hướng
Bản dịch máy —
Gia Hoàng Nhập khẩu hóa chất & Giải pháp môi trường
Yêu cầu báo giá
Lò hơi, tháp giải nhiệt & thiết bị định lượng

Vỏ cáu cặn ống trao đổi nhiệt: nhận biết, tẩy hóa chất và phòng từ nước cấp

Nhận biết vỏ cáu cặn lò hơi và vì sao ống trao đổi nhiệt đóng cặn

Sáng ra kiểm tra lò, anh em bảo trì hay gặp một kiểu rất quen. Bơm vẫn chạy mà chênh áp cao hơn hôm qua, nhiệt độ khói thải nhích lên, áp lên chậm, lưu lượng trao đổi nhiệt tụt hẳn. Mở nắp kiểm tra thấy đáy tháp giải nhiệtTrang thông tin, hình ảnh, video về tháp giải nhiệt.
Các bài viết, tin tức, thảo luận liên quan đến tháp giải nhiệt.
có mảng bám trắng dày, mặt ống sinh hơi sần sùi như vảy. Đó gần như chắc chắn là vỏ cáu cặn trên ống trao đổi nhiệt, không phải chuyện thiếu nước hay nghẹt lọc thông thường.

Cặn đã kết tinh thành lớp vỏ cứng bám vào kim loại. Càng để càng dày, càng dày càng tốn nhiên liệu và càng dễ sự cố ống. Bài này viết cho anh em kỹ sư bảo trì và vận hành lò hơi, hệ lạnh, tháp giải nhiệt. Đi một mạch ba việc: nhận biết đúng dạng cặn đang bám và hiểu vì sao nó đóng, khi ống đã đóng thì xử lý bằng hóa chất thế nào cho đúng và an toàn, rồi chặn từ gốc bằng làm mềm nước cấp với vôi và soda trước khi nước vào lò và hệ lạnh. Tẩy sạch là việc tình thế, làm nước đầu vào mới là việc lâu dài. Nắm được mạch này thì lần tẩy sau sẽ nhẹ hơn lần trước rất nhiều.

30 giây ngoài hiện trường: nhìn màu sắc và độ cứng trong bảng dưới, thử nhanh tính tan bằng acid loãng, định hướng nhóm cặn trong đầu. Bảng chỉ để định hướng nhanh. Chốt hóa chất luôn phải dựa vào phân tích mẫu và vật liệu ống.
Dạng cặnNhìn bằng mắt, sờ bằng tayThử nhanh tính tanHướng xử lý đúng
CarbonateMàu trắng tới ngà, mềm, xốp, dễ cạoSủi bọt CO2 mạnh với acid loãngCơ học kết hợp dung dịch pH thấp có ức chế ăn mòn, thử trên mẫu trước khi pha số lượng lớn
SulfateMàu xám, cứng, bám chắc, khó tanHầu như không sủi bọt với acid thông thườngKhông tẩy bừa bằng acid thường, cần hóa chất chuyên biệt theo mẫu cặn, thường ngâm mềm bằng kiềm nóng trước
Silica và silicatMàu đỏ gạch tới men sứ, cứng như sứ, nằm ở vùng chịu nhiệt cao nhấtTrơ với HClPhòng từ nước cấp là chính, khi đã đóng phải có phụ gia đặc thù và đánh giá an toàn riêng
Oxit sắt lẫn cặnMàu nâu, nâu đỏ tới đenTùy thành phần, cần phân tích mẫuDùng nhóm chelant như EDTA sau khi thử mẫu, chú ý vật liệu nhạy cảm như inox và hợp kim đồng

Bảng trên trả lời nhanh câu hỏi ngoài hiện trường: đang nhìn thấy cái gì và nên đi hướng nào. Cách phân loại bốn dạng dựa trên tài liệu tổng quan của Generowicz và cộng sự cùng bản tổng quan về fouling của Alfa Laval. Bảng chỉ để định hướng nhanh trong 30 giây. Chốt hóa chất luôn phải dựa vào phân tích mẫu và vật liệu ống. Chi tiết dồn vào ba mục lớn bên dưới.

Bảng nhận diện 4 dạng vỏ cáu cặn trên ống trao đổi nhiệt theo màu sắc và độ cứng
Minh họa AI các lớp cặn trong ống; màu sắc chỉ gợi ý ban đầu, không thay thế phân tích thành phần và thử tính tan của mẫu thực tế.

Cáu cặn ít khi báo bằng một sự cố đột ngột. Nó báo bằng những dấu hiệu mòn mỏi ngày này qua ngày khác. Chênh áp qua bơm tăng dần trong khi lưu lượng không tăng. Nhiệt độ khói thải cao hơn bình thường dù tải không đổi. Lò ăn nhiên liệu hơn, áp lên chậm, hơi ra yếu. Trên hệ lạnh và tháp giải nhiệtTrang thông tin, hình ảnh, video về tháp giải nhiệt.
Các bài viết, tin tức, thảo luận liên quan đến tháp giải nhiệt.
thì thấy mảng bám trắng ở đáy tháp, bề mặt tấm trao đổi nhiệt dạng tấm bị mờ, nghẹt cục bộ, hiệu quả giải nhiệt giảm.

Cần phân biệt ba thứ hay bị gọi chung là cặn. cáu cặnTrang thông tin, hình ảnh, video về cáu cặn.
Các bài viết, tin tức, thảo luận liên quan đến cáu cặn.
là lớp bám cứng, dính chắc vào bề mặt kim loại, xả đáy không trôi. Bùn lắng là lớp mềm, bở, có thể xả đáy cuốn đi được nếu kiểm soát xả đáy tốt. Sản phẩm ăn mòn là lớp gỉ, rỗ, bong tróc do kim loại bị ăn mòn chứ không phải do muối kết tinh. Phân biệt này quan trọng vì mỗi thứ một cách xử lý khác nhau. Cứ thấy trắng là bơm acid vào thì có ngày thủng ống mà cặn vẫn còn nguyên.

Trên ống chùm dạng shell and tube, cặn thường đóng ở mặt nước của ống sinh hơi, chỗ màng nước sát vách ống có nhiệt cục bộ cao nhất. Trên thiết bị dạng tấm, cặn hay kẹt ở khe hẹp giữa các tấm, gây nghẹt dòng và chênh áp tăng rất nhanh dù lớp cặn chưa dày. Vì vậy khi lấy mẫu phải lấy đúng chỗ xung yếu: ống chùm chịu nhiệt cao, đáy bao hơi, tấm phía nóng và khe hẹp hay nghẹt của thiết bị dạng tấm. Lấy mẫu chỗ dễ cạo mà bỏ qua chỗ nóng nhất là mẫu sai, dẫn tới chọn sai hóa chất.

Bốn dạng cặn thường gặp và cách phân biệt nhanh bằng mắt và tính tan

Anh em ngoài hiện trường có thể dùng mắt và phép thử đơn giản để định hướng ban đầu, rồi vẫn phải phân tích mẫu trong phòng trước khi chốt hóa chất. Tài liệu tổng quan bình duyệt của Generowicz và cộng sự là căn cứ chính cho phần phân loại này.

  • Cặn carbonate chiếm tỷ trọng lớn trong nhiều lò, có tài liệu ghi tới khoảng một nửa là calcium carbonate, màu trắng tới ngà, mềm và xốp. Dấu hiệu rõ nhất là sủi bọt khí CO2 mạnh khi nhỏ acid loãng lên mẫu. Dạng lẫn kết tủa sắt thì ngả nâu. Đây là dạng dễ xử lý nhất trong bốn dạng nếu chọn đúng dung dịch pH thấp có ức chế và thử trên mẫu trước.
  • Cặn sulfate màu xám, cứng, bám chắc, khó tan hơn hẳn, dẫn nhiệt kém hơn, thử acid thường gần như không sủi. Dạng này không tẩy bừa bằng acid thường được. Phải có hóa chất chuyên biệt theo mẫu cặn, thường phải ngâm mềm bằng kiềm nóng trước rồi mới tới bước acid. Ai quen tay thấy cặn nào cũng bơm một loại acid thì gặp sulfate là thất bại ngay: ngâm lâu chỉ tổ ăn ống mà cặn gần như còn nguyên.
  • Cặn silica và silicat màu đỏ gạch tới men sứ, nằm ở vùng chịu nhiệt cao nhất, cứng như sứ, không tan trong HCl. Silica có nhiều dạng tồn tại nên xử lý phức tạp. Với dạng này, phòng từ nước cấp là chính. Khi đã đóng dày thì phải có phụ gia đặc thù và đánh giá an toàn riêng, không tự ý tăng nồng độ acid theo kinh nghiệm.
  • Cặn oxit sắt lẫn cặn màu nâu tới nâu đỏ hoặc đen, hay gặp khi hệ vừa đóng cặn vừa có ăn mòn. Hướng đi là nhóm chelant như EDTA sau khi thử mẫu. Phải chú ý vật liệu nhạy cảm như inox và hợp kim đồng vì có những hóa chất tẩy được cặn nhưng cũng ăn luôn vật liệu nếu không có chất ức chế phù hợp và không kiểm soát nhiệt.

Về hóa chất tẩy, tài liệu tổng quan nêu các nhóm: acid vô cơ gồm HCl có ức chế, acid phosphoric, HF, acid nitric, acid hữu cơ như citric, nhóm chelant như EDTA. Hóa chất và chất ức chế phải phù hợp với mẫu cặn, vật liệu và quy trình đã thẩm định; không tự thêm HF khi gặp silicat. Với cặn lẫn oxit sắt, có thể đánh giá nhóm chelant sau khi thử mẫu và kiểm tra tương thích vật liệu. Điểm anh em nhớ kỹ: không bao giờ tẩy bằng acid trần không có chất ức chế ăn mòn. Acid trần ăn cặn thì ít mà ăn ống thì nhanh.

Vì sao lớp cặn mỏng vẫn tốn nhiên liệu và gây sự cố ống

Nước cấp tưởng trong mà vẫn mang độ cứng. Cơ chế gốc được tài liệu kỹ thuật của hiệp hội CEA mô tả khá rõ: nước mưa hòa CO2 thành acid carbonic, acid này hòa tan đá vôi thành calcium bicarbonate tan trong nước. Khi đun nóng, phản ứng chạy ngược lại thành cặn và CO2 theo hơi. Có thể viết gọn một phương trình đại diện cho hiện tượng kết tinh bám dính tại màng nước sát vách ống nơi nhiệt cục bộ cao nhất: Ca(HCO3)2 thành CaCO3 cộng H2O cộng CO2. Phần cứng phi carbonate như sulfate, chloride, nitrate thì kết tủa khi vượt độ tan, mà độ tan của CaSO4 lại giảm khi nhiệt tăng nên càng chỗ nóng càng dễ đóng.

Nhóm muối hòa tan nghịch gồm CaSO4, CaCO3, Na2SO4, MgSiO3 càng nóng càng ít tan nên kết tinh ngay trên bề mặt nóng. Quá bão hòa có thể đến từ bay hơi dung môi, thay đổi nhiệt độ và pH, hoặc trộn dòng, Nghiên cứu của Berce và cộng sự. Nói theo tiếng hiện trường: chỗ nào nóng nhất, bay hơi mạnh nhất, pH lệch nhất thì chỗ đó đóng cặn đầu tiên. Đó là lý do cặn luôn dày nhất ở đúng chỗ truyền nhiệt quan trọng nhất.

Lớp cặn mỏng nhưng hại lớn vì nó cách nhiệt. Tài liệu của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ cho biết cặn dẫn nhiệt kém hơn thép khoảng một bậc độ lớn và nhiên liệu có thể tăng tới 5 phần trăm ở nồi hơi ống lửa vì cặn. Mức độ tổn thất còn phụ thuộc thành phần, chiều dày cặn và điều kiện truyền nhiệt; không lấy một ví dụ nghiên cứu làm mức dự báo cho mọi thiết bị. Thành ống bị cách nhiệt phía trong, ngoài thì lửa vẫn đốt, bảo sao ống phồng, nứt, rỗ. Lớp cặn càng dày thì thành ống càng nóng, thành ống càng nóng thì cặn càng bám chắc, thành một vòng quẩn.

Nhiệt độ khói thải tăng là dấu hiệu sớm và đáng tin: nhiệt không vào được nước thì nó đi ra ống khói. Có sổ theo dõi chênh áp, nhiệt độ khói và TDS thì nhìn đường xu hướng là thấy ngay.

Ống đã đóng cặn: tẩy cáu cặn lò hơi bằng hóa chất đúng ba pha an toàn

Ống đã đóng thì phải tẩy. Vấn đề không phải tẩy hay không mà là tẩy đúng hay tẩy ẩu. Tẩy đúng thì ống sạch, bề mặt được bảo vệ, chạy lại ổn định. Tẩy ẩu thì cặn chưa hết mà ống đã mỏng, bề mặt rỗ, lần sau cặn bám còn chắc hơn. Mục này đi đúng trình tự chuẩn: khảo sát và phân tích mẫu, chọn nhóm hóa chất, tuần hoàn và gia nhiệt, trung hòa, thụ động hóa và an toàn.

Nguyên tắc bắt buộc trước khi tẩy: khảo sát, phân tích mẫu cặn, xác định vật liệu ống

Quy trình tẩy chuẩn được hướng dẫn kỹ thuật của BLRBAC nêu rõ trình tự: khảo sát và phân tích mẫu cặn, chọn hóa chất theo thành phần cặn và vật liệu, tuần hoàn kết hợp gia nhiệt có kiểm soát, rồi trung hòa và xả rửa kết hợp thụ động hóa, tẩy theo độ dày cặn đo được. Nghe thì dài nhưng bỏ bước đầu là bước sau trật hết.

  • Khảo sát hiện trạng lò: độ dày cặn ở đâu dày nhất, vật liệu ống là thép carbon, inox hay có đoạn dùng hợp kim đồng, hệ có chỗ kẹt dòng không, van xả đáy còn làm việc không. Với thiết bị ống chùm thì chú ý ống chịu nhiệt cao và đáy bao hơi. Với thiết bị dạng tấm thì chú ý tấm phía nóng và khe hẹp hay nghẹt.
  • Lấy mẫu đúng chỗ xung yếu: ống chịu nhiệt cao, đáy bao hơi, tấm phía nóng và khe hẹp hay nghẹt của thiết bị dạng tấm. Làm phép thử độ tan trên mẫu thử trước khi pha số lượng lớn. Mẫu sủi mạnh với acid loãng thì đi hướng carbonate, mẫu trơ cứng xám thì nghĩ tới sulfate, mẫu đỏ gạch cứng như sứ và trơ với HCl thì nghĩ tới silica, mẫu nâu đen lẫn gỉ thì nghĩ tới oxit sắt.
  • Chốt cả hai vế cặn và vật liệu: mỗi hướng cặn một nhóm hóa chất khác nhau, chọn sai từ đây thì càng ngâm càng hỏng. Có những hóa chất tẩy được cặn nhưng cũng ăn luôn vật liệu nhạy cảm nếu không có chất ức chế phù hợp và không kiểm soát nhiệt. Ca nào cũng phải thử trên mẫu cặn thực tế rồi mới quyết số lượng lớn.

Các nhóm hóa chất tẩy và khi nào dùng nhóm nào

Nói gọn theo tài liệu đã dẫn: acid vô cơ, acid hữu cơ, chelant. Mỗi nhóm một việc riêng, không thay nhau hoàn toàn. Nhóm acid vô cơ có ức chế gồm HCl có ức chế, acid phosphoric, HF, acid nitric. Không có một nồng độ HCl dùng chung cho mọi hệ. Khi mẫu có silicat, cần đánh giá phương án chuyên biệt; HF đặc biệt nguy hiểm và không được tự thêm theo kinh nghiệm truyền miệng. Nhóm acid hữu cơ như citric nhẹ nhàng hơn, hợp những hệ cần kiểm soát ăn mòn chặt. Nhóm chelant như EDTA hợp với oxit sắt, cặn lẫn sắt. Tất cả đều phải thử trên mẫu cặn thực tế rồi mới quyết.

Có hai lỗi anh em hay mắc. Một là thấy cặn nào cũng bơm một loại acid quen tay, sulfate hay silica mà bơm acid thường thì gần như không tan, ngâm lâu chỉ tổ ăn ống. Hai là tẩy bằng acid trần không có chất ức chế ăn mòn để cho nhanh sạch. Sạch đâu chưa thấy, chỉ thấy ống mỏng đi và lần sau cặn bám còn chắc hơn vì bề mặt đã rỗ.

Với thiết bị ống chùm và thiết bị dạng tấm, cách đi hóa chất cũng khác nhau ở khâu tuần hoàn. Ống chùm chịu được lưu lượng tuần hoàn mạnh hơn, dễ xả cặn bong ra. Dạng tấm khe hẹp, dễ kẹt mảnh cặn bong, phải kiểm soát tốc độ tuần hoàn và xả rửa kỹ hơn, tránh dồn mảnh vụn về một phía gây nghẹt. Khi viết quy trình cho nhà máy mình, nên ghi rõ biến thể cho từng loại thiết bị ngay trong câu dẫn để anh em vận hành không áp một công thức cho cả hai. Cùng một bồn hóa chất nhưng cách bơm, tốc độ vòng và cách xả của hai loại thiết bị này khác nhau.

Tuần hoàn hóa chất tẩy cáu cặn lò hơi kết hợp kiểm soát pH và nhiệt độ
Tuần hoàn hóa chất tẩy cáu cặn kết hợp gia nhiệt có kiểm soát, theo dõi pH tới khi phản ứng bão hòa rồi mới trung hòa và thụ động hóa.

Trình tự tẩy: tuần hoàn và gia nhiệt, trung hòa, thụ động hóa và an toàn hóa chất

Trình tự tẩy phải bắt đầu bằng dừng lò, hạ áp, kiểm tra cặn và xác định vật liệu ống. Sau đó chọn hóa chất, chất ức chế, cách tuần hoàn, nhiệt độ, nồng độ và điểm kết thúc theo quy trình đã thẩm định cho đúng hệ. Trong suốt quá trình phải theo dõi nồng độ hóa chất, pH và dấu hiệu hòa tan theo hướng dẫn kỹ thuật; không xả sớm khi phản ứng chưa đạt điểm kết thúc, cũng không kéo dài tiếp xúc khi nguy cơ ăn mòn nền kim loại tăng.

  1. Pha một, hòa tan cặn: acid có ức chế ăn mòn để hòa tan cặn theo đúng nhóm đã chọn từ mẫu thử.
  2. Pha hai, trung hòa: sau khi xả dung dịch tẩy và rửa chuyển tiếp, dùng dung dịch trung hòa phù hợp để xử lý acid còn lại trong khe và lỗ xốp. Nồng độ, thời gian tiếp xúc, điểm kết thúc và cách kiểm pH phải theo quy trình đã thẩm định cho hóa chất, vật liệu ống và thiết bị cụ thể; không lấy ví dụ của một hệ làm công thức chung.
  3. Pha ba, thụ động hóa: tạo màng gamma Fe2O3 hoặc màng phosphate bảo vệ bề mặt thép trước khi chạy lại.

Pha hai chính là ranh giới giữa sạch ống và hỏng ống. Sau khi xả sạch acid và cặn bong tróc, phải bơm ngay dung dịch kiềm để trung hòa. Nhiều đội làm ẩu ở chỗ này: xả chưa sạch đã trung hòa, hoặc trung hòa qua loa rồi rửa luôn, acid còn kẹt trong khe vẫn tiếp tục ăn sau khi lò chạy lại. Bỏ pha hai là rỉ sét tức thì, dân trong nghề gọi là hiện tượng rỉ chớp nhoáng (flash rust), bề mặt vừa sạch xong đã gỉ vàng, rồi rỗ ống. Làm kỹ pha này thì ống sạch và mặt kim loại được nâng pH về vùng an toàn trước khi sang thụ động hóa. Đây cũng là điểm khác lớn so với nhiều bài chỉ kể quy trình bơm hóa chất mà bỏ qua pha trung hòa. Để nối mạch phòng từ nước cấp sau khi tẩy, tham khảo thêm Hóa chất xử lý nước lò hơi, tháp giải nhiệt: chống cáu cặn từ gốc và Xử lý nước tháp giải nhiệt: chống cáu cặn và rong rêu.

Khối an toàn hóa chất cần đọc kỹ trước khi pha và tuần hoàn
  • Hóa chất tẩy thuộc nhóm ăn mòn kim loại, thuộc định nghĩa Corrosive, Base và Acid cùng yêu cầu trang bị bảo hộ cá nhân theo chuẩn OSHA 29 CFR 1910, câu cảnh báo theo hệ thống GHS khi lưu trữ hóa chất ăn mòn kim loại, tra theo nguồn ILPI.
  • Ngoài hiện trường cần thông gió cưỡng bức chống ngạt và tích tụ khí H2 sinh ra khi acid gặp kim loại, bố trí trạm rửa mắt khẩn cấp, mang đầy đủ bảo hộ mắt, tay, đường thở.
  • Pha hóa chất theo đúng trình tự, không đổ nước vào acid đặc, không trộn lẫn khi chưa rõ phản ứng. Bài này không ghi tên acid cụ thể cho từng ca, không ghi tỷ lệ pha hay thời gian ngâm ngoài các con số đã có nguồn nêu trên. Ca cụ thể nào cũng phải thử mẫu và theo chỉ định kỹ thuật riêng.

Phòng từ đầu: làm mềm nước cấp bằng vôi và soda cho lò hơi, tháp giải nhiệt

Tẩy acid là việc tình thế. Ống đóng rồi thì phải tẩy, nhưng tẩy xong mà nước cấp vẫn cứng thì vài tháng sau lại đóng lớp mới. Làm mềm bằng vôi và soda ở khâu tiền xử lý mới là cách sửa bền vững, nối một mạch nhận biết tới xử lý tới phòng cho cả nồi hơi lẫn hệ lạnh. Nói theo tiếng hiện trường: tẩy chỉ là dọn rác, chặn từ bể tiền xử lý mới là gốc.

Tiêu chíTẩy cặn khi đã đóngPhòng bằng làm mềm từ đầu
Xử lý phần nàoXử lý phần đã đóng trên ốngXử lý phần sắp đóng, chặn độ cứng trước khi vào lò
Chi phí dừng máyTốn thời gian dừng lò, tốn hóa chất tẩyTốn bể lắng lọc và kiểm soát vận hành hằng ngày
Rủi roRủi ro ăn mòn nếu làm ẩu, bỏ pha trung hòaGiữ ống sạch lâu, giảm số lần phải tẩy
Hướng dồn công sứcLàm khi bắt buộc, càng ít càng tốtDồn về đây, giữ lịch xả đáy đều và theo dõi pH, TDS

Nhà máy nào cũng phải làm cả hai, nhưng tỷ trọng công sức nên dồn về phòng. Giữ lịch xả đáy đều, theo dõi pH và tổng chất rắn hòa tan, ghi chép đầy đủ thì lần tẩy sau nhẹ hơn lần trước, đó là dấu hiệu hệ đang đi đúng hướng.

Bể làm mềm nước cấp bằng vôi và soda trước khi vào lò hơi và hệ lạnh
Bể làm mềm vôi soda ở khâu tiền xử lý, chặn độ cứng trước khi nước vào lò hơi và hệ lạnh.

Vì sao tẩy chỉ là dọn rác, chặn từ bể tiền xử lý mới là gốc

Nhiều nhà máy rơi vào vòng lặp tẩy rồi đóng, đóng rồi tẩy. Nguyên nhân không nằm ở hóa chất tẩy yếu mà nằm ở nước đầu vào không đổi. Nước cấp còn cứng thì mỗi ngày vận hành là mỗi ngày một lớp cặn mới kết tinh lên ống. Tẩy sạch đợt này, đợt sau lớp mới đã bắt đầu bám. Càng tẩy nhiều thì ống càng chịu nhiều chu kỳ acid, tuổi ống giảm mà cặn vẫn quay lại.

Chặn từ bể tiền xử lý nghĩa là đưa độ cứng về mức hệ chịu được trước khi nước vào lò và hệ lạnh, kết hợp xử lý nội lò và xả đáy để giữ ổn định. Làm được việc này thì tốc độ đóng cặn chậm lại rõ rệt, chu kỳ tẩy giãn ra, mỗi lần tẩy nhẹ hơn vì lớp cặn mỏng và xốp hơn. Về lâu dài, tiền hóa chất tẩy và tiền dừng lò giảm, rủi ro sự cố ống cũng giảm theo.

  • Giữ pH đúng vùng để giữ silica ở dạng tan và tránh kết tủa mới.
  • Xả đáy blowdown để khống chế tổng chất rắn hòa tan trong nước lò.
  • Xử lý nội lò để đưa phần cứng còn sót về dạng bùn xả được thay vì để nó thành vỏ cứng trên ống.

Thiếu một trong ba thì làm mềm ngoài bể cũng không giữ được ống sạch lâu. Giữ xả đáy đều tay nhiều khi hiệu quả hơn đổi hóa chất đắt tiền.

Cơ chế vôi và soda xử lý cứng tạm thời và cứng vĩnh cửu

Phương pháp lime soda, trong nước hay gọi là làm mềm bằng vôi soda hay quy trình Clark, được tài liệu nền tảng về quy trình lime soda mô tả nguyên lý rất gọn: vôi ngậm nước trung hòa CO2 tự do và bicarbonate của calci và magie, soda ash xử lý cứng phi carbonate thành carbonate không tan và muối natri tan. Có hai kiểu bể là gián đoạn và liên tục; điều kiện gia nhiệt của quy trình hot process phải theo thiết kế hệ và tài liệu kỹ thuật áp dụng.

Viết gọn vài phản ứng đại diện bằng chữ thường để anh em hình dung, không bê cả loạt phương trình vào bài. CO2 cộng Ca(OH)2 tạo CaCO3 cộng H2O. Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 + 2H2O. CaSO4 cộng Na2CO3 tạo CaCO3 cộng Na2SO4. Phần magie đi theo hướng tạo Mg(OH)2 ít tan rồi tách qua lắng lọc.

  • Điều kiện pH: pH ảnh hưởng đến kết tủa calci và magie, nhưng vùng vận hành phải xác định qua phân tích nước, thử nghiệm và thiết kế hệ. Đặc tính của sodium carbonate có thể tra trong hướng dẫn về hóa chất xử lý nước của Úc; không suy trực tiếp thành liều châm cho một nhà máy.
  • Kiểm soát kết tủa: chọn điều kiện để tách calci và magie ở khâu tiền xử lý, đồng thời kiểm soát nguy cơ cáu cặn và ăn mòn trong lò theo chương trình xử lý nước. Tài liệu lưu trữ của thư viện đại học bang Oregon là nguồn tham khảo theo bối cảnh của tài liệu, không phải bộ điểm đặt dùng chung.
  • Dải nước phù hợp: làm mềm kết tủa có thể phù hợp với nguồn nước cứng, nhưng phải đánh giá cả độ kiềm, thành phần nước, lưu lượng và chất lượng đầu ra cần đạt. Quy trình nguội, ấm và nóng có điều kiện khác nhau; cần chọn theo thiết kế và kiểm chứng hiệu quả lắng lọc, không chỉ dựa vào một con số độ cứng.

Phải nói thẳng giới hạn để anh em không kỳ vọng sai. Lime soda không cho nước hết cứng hoàn toàn vì vẫn còn độ tan dư của các chất kết tủa. Sau làm mềm ngoài lò vẫn cần xử lý nội lò và xả đáy theo thiết kế, chứ không phải làm mềm xong là nước tinh khiết. Trung thực ở chỗ này giúp anh em thiết kế hệ đúng: làm mềm đưa độ cứng về mức xử lý được, nội lò và blowdown giữ ổn định phần còn lại.

Để định vị vôi soda giữa các lựa chọn, có thể so sánh bốn hướng làm mềm: đun sôi, kết tủa bằng vôi soda, trao đổi ion và màng RO. Không phân tuyến lựa chọn chỉ theo công suất; cần đối chiếu phân tích nước, áp suất, thiết kế và yêu cầu của nhà chế tạo. Mỗi cách một phân khúc, không có cách nào thay hết các cách còn lại. Nhà máy công suất lớn, nước cứng cao thì vôi soda phát huy, lò vừa và nhỏ cần nước mềm sâu thì trao đổi ion lên ngôi, lò áp cao đòi hỏi khắt khe thì phải tới màng. Chọn sai phân khúc thì tốn tiền mà ống vẫn đóng.

Chọn kiềm đúng chỗ và kiểm soát vận hành pH, blowdown, xử lý nội lò

Đây là góc ít bài trong nước đề cập nhưng rất đáng tiền: soda ash rẻ cho làm mềm ngoài lò nhưng nếu dùng làm kiềm chính bên trong lò thì lại sinh chuyện. Soda ash trong lò phân hủy thành caustic và CO2 theo hơi gây ăn mòn acid tuyến ngưng, dùng caustic trực tiếp thì tránh sinh CO2, theo tài liệu lưu trữ của thư viện đại học bang Oregon. Có thể viết gọn cảnh báo thủy phân: Na2CO3 + H2O → 2NaOH + CO2, CO2 theo hơi tạo acid carbonic ăn mòn rãnh đường ống hơi và nước ngưng.

Nói dễ hiểu theo tiếng hiện trường: soda để ngoài bể làm mềm thì tốt, đưa vào trong lò làm kiềm chính thì CO2 đi theo hơi, gặp nước ngưng thành acid, ăn mòn đường ống hồi. Muốn giữ pH trong lò thì dùng caustic trực tiếp, muốn chống cặn calci thì dùng phosphate để đưa cặn về dạng bùn xả được, muốn khử oxy thì dùng sodium sulfite. Mỗi hóa chất một việc, không dùng một thứ cho mọi chỗ. Dọn cặn chỗ này mà gây ăn mòn chỗ khác thì không gọi là xử lý xong. Ở khâu tiền xử lý, vôi và soda dùng cho làm mềm nước cấp gồm Vôi bột CaO 85 phần trăm 30kg trên bao, Soda Ash Light Na2CO3 99.2 phần trăm và Soda Solvay Light.

  • Nhóm phosphate kết tủa calci thành bùn xả được qua blowdown.
  • Nhóm kiềm kiểm soát pH theo chương trình xử lý nước, đồng thời xem xét silica, nguy cơ ăn mòn và yêu cầu của nhà chế tạo.
  • Nhóm sodium sulfite khử oxy.
  • Blowdown khống chế tổng chất rắn theo áp suất, thiết kế lò, yêu cầu của nhà chế tạo và chương trình xử lý nước; không dùng một ngưỡng cố định cho mọi lò.

Phối hợp xả đáy định kỳ ở đáy và xả liên tục ở mặt để giữ tổng chất rắn và kiềm ổn định, chống sôi bồng cuốn nước lẫn hơi. Nhiều nhà máy xả đáy theo cảm tính, lúc nhớ thì xả nhiều, lúc quên thì không xả, pH và tổng chất rắn trồi sụt thất thường, cặn đóng nhanh hơn hẳn. Giữ xả đáy đều tay nhiều khi hiệu quả hơn đổi hóa chất đắt tiền.

Nhìn đúng dạng cặn thì chọn đúng cách tẩy và đi đủ ba pha acid có ức chế, trung hòa và thụ động hóa. Tẩy xong mà nước cấp vẫn cứng thì cặn sẽ quay lại, chặn từ bể tiền xử lý bằng vôi và soda mới bền. Chọn kiềm đúng chỗ, soda để ngoài lò, caustic và phosphate để trong lò, để không dọn cặn chỗ này lại gây ăn mòn chỗ khác.

Ống sạch không phải nhờ một lần tẩy mạnh tay mà nhờ nước đầu vào ổn định ngày này qua ngày khác. Giữ lịch xả đáy đều, theo dõi pH và tổng chất rắn hòa tan, ghi chép đầy đủ để lần tẩy sau nhẹ hơn lần trước.
Dùng trong bài

sản phẩm liên quan

Bài viết liên quan

Muốn có mức giá tốt nhất?

Nhận giải pháp cho đơn vị của quý khách trong ngành xử lý nước

Gửi thông tin hệ thống và nhu cầu hóa chất — Gia Hoàng đề xuất phương án kỹ thuật kèm báo giá theo khối lượng.

Báo giá