Naatriumkarbonaadi või naatriumhüdroksiidi kasutamise eeliste ja puuduste võrdlus katla toitevee pH väärtuse reguleerimiseks

1, katla toitevesi pH väärtuse reguleerimiseks põhjuse järgi

Tänapäeval kasutab enamik Hiina katlaid pöördosmoosi teel demineraliseeritud vett või naatriumioonvaiguvahetusega pehmendatud vett. Pöördosmoosi teel demineraliseeritud vee või naatriumioonvaiguvahetusega pehmendatud vee pH väärtus on enamasti madal ja happeline. Pöördosmoosi teel demineraliseeritud vee pH väärtus on üldiselt 5–6 ja naatriumioonvaiguvahetusega pehmendatud vee pH väärtus on üldiselt 5,5–7,5. See aitab lahendada katelde ja torude happelise veevarustuse korrosiooniprobleeme. Riikliku standardi BG/T1576-2008 kohaselt on tööstusliku katlavee pH väärtus vahemikus 7–9 ja demineraliseeritud vee pH väärtus vahemikus 8–9,5, seega tuleb katlaveevarustuse pH väärtust reguleerida.

2, naatriumkarbonaadi lisamise põhiprintsiip katla toiteveele pH väärtuse reguleerimiseks

Naatriumkarbonaat on üldtuntud kui sooda, sooda, soodatuhk, pesuleelis, mida liigitatakse soolaks, mitte leeliseks, keemilise valemiga Na2CO3, tavatingimustes on see valge pulber või peen sool. Naatriumkarbonaadi lisamise põhiprintsiip katla toitevette pH väärtuse reguleerimiseks on naatriumkarbonaadi lahustamine vees ja aluselise reaktsiooni saavutamine, mis neutraliseerib happelise toitevee süsinikdioksiidi ja lahendab happelise pehmendatud vee või soolase vee korrosiooni katlas ja torustikus. Naatriumkarbonaat on nõrk elektrolüüt, mis lahustatakse vees, moodustades naatriumkarbonaadi ja naatriumvesinikkarbonaadi puhverlahuse. Lahuses on elektrolüütiline tasakaal. Elektrolüüthüdroksiidi tarbimisega liigub tasakaal jätkuvalt paremale, mistõttu reaktsioonis olev pH oluliselt ei muutu.

Naatriumkarbonaadi esmane hüdrolüüsiprotsess:

Na2CO3 naatriumkarbonaat +H2O vesi = NaHCO3 naatriumvesinikkarbonaat +NaOH naatriumhüdroksiid

Naatriumkarbonaadi sekundaarne hüdrolüüsiprotsess:

NaHCO3 naatriumvesinikkarbonaat +H2O vesi =H2CO3 süsihape +NaOH naatriumhüdroksiid

Naatriumkarbonaadi primaarse hüdrolüüsitud iooni võrrand:

(CO3) 2-süsihape +H2O vesi =HCO3-vesinikkarbonaat +OH-hüdroksiid

Naatriumkarbonaadi sekundaarse hüdrolüüsitud iooni võrrand:

HCO3- vesinikkarbonaat +H2O vesi =H2CO3 süsihape +OH- hüdroksiid

3, naatriumhüdroksiidi lisamise põhiprintsiip katlavette pH väärtuse reguleerimiseks

Naatriumhüdroksiidi nimetatakse ka seebikiviks, naatriumhüdroksiidiks, kaustlikuks soodaks, seebikiviks, tavaliselt valgeks helbeks, keemiline valem NaOH, naatriumhüdroksiidil on tugev leeliseline ja äärmiselt söövitav toime.

Naatriumhüdroksiidi ionisatsioonivõrrand: NaOH=Na++OH-

Naatriumhüdroksiidi lisamine katla vette võib stabiliseerida metalli pinnal olevat kaitsekile, parandada katla toitevee ja ahju vee pH-väärtust, et lahendada happega pehmendatud vee või demineraliseeritud vee korrosiooni katlal ja torustikus ning kaitsta metalliseadmeid korrosiooni eest.

4. Võrreldakse naatriumkarbonaadi või naatriumhüdroksiidi kasutamise eeliseid ja puudusi katla toitevee pH väärtuse reguleerimiseks.

4.1 Katla toitevee pH väärtuse tõstmise kiirus naatriumkarbonaadi ja naatriumhüdroksiidiga ning kasutusefekti säilimise aeg on erinevad

Naatriumkarbonaadi lisamine katlavee pH väärtuse tõstmiseks on aeglasem kui naatriumhüdroksiidi lisamine. Kuna naatriumkarbonaat tekitab puhverlahuse, on selle pH kõikumine väike ning see on suhteliselt stabiilne ja hõlpsasti reguleeritav. pH reguleerimise vahemik on aga piiratud. Sama pH väärtuse reguleerimisel on naatriumkarbonaadi kogus suurem kui naatriumhüdroksiidil. Kasutusmõju püsib pikka aega ja vee pH-d ei ole kerge langetada.

Naatriumhüdroksiid on tugev alus ja tugev elektrolüüt. Naatriumhüdroksiidi lenduvus pH väärtuse reguleerimiseks on suur. Pärast vee lisamist on naatriumhüdroksiidi pH-d lihtne tõsta, pH väärtust saab kiiremini ja otsesemalt reguleerida, kuid seda on ka lihtne ümber lükata. Liiga palju lisades ei saa naatriumkarbonaati saavutada pH-indeksi nõudeid. See tähendab, et kuigi naatriumhüdroksiidi pH väärtus suureneb, ei ole lisatud naatriumhüdroksiidi kogus siiski suur. See tähendab, et vee võime hüdroksiidrühma hapet neutraliseerida ei suurene palju ja pH langeb kiiresti.

4.2 Katla toitevee pH väärtuse tõstmiseks naatriumkarbonaadi ja naatriumhüdroksiidi liigse lisamise põhjustatud kahju on erinev

Liiga suure naatriumkarbonaadi lisamine katlavette pH väärtuse reguleerimiseks suurendab katlavee soolasisaldust ja juhtivust; katlavees on rohkem vesinikkarbonaatioone ja vesinikkarbonaatioonid lagunevad kuumutamisel kergesti süsinikdioksiidiks. CO2 siseneb auruga soojusvahetisse ja kondensaadivette. Naatriumkarbonaat mitte ainult ei suuda reguleerida auru ja aurukondensaadi tagasivooluvee pH väärtust, vaid vähendab ka auru ja kondensaadi pH väärtust, põhjustades soojusvaheti ja kondensaadi torustiku korrodeerumist. Põhjus, miks aurukondensaadi tagasivooluvees olevad rauaioonid ületavad standardset kollast või punast värvi.

Liiga suure naatriumhüdroksiidi lisamine ahjuvette pH väärtuse reguleerimiseks põhjustab potivee liiga kõrge leeliselisuse ning vee ja sooda ilmumist. Naatriumhüdroksiidi kogust ei ole kerge kontrollida ning liigne vaba NaOH põhjustab suurt suhtelist leeliselisust ja leeliseline haprus põhjustab seadmete korrosiooni. Autor on näinud kasutaja asukohas klaaskiuga tugevdatud plastist prahipaaki, mis oli prahi pH väärtuse reguleerimiseks naatriumhüdroksiidi kasutamise tõttu korrodeerunud ja auklik. Naatriumhüdroksiid ei suuda reguleerida auru ja auru kondenseerumise tagastusvee pH väärtust ega kontrollida auru ja auru kondenseerumise tagastusvee süsteemi seadmete ja torustiku korrosiooni.

4.3 Katla toitevees pH väärtuse tõstmiseks kasutatava naatriumkarbonaadi ja naatriumhüdroksiidi ohutus on erinev

Naatriumkarbonaat on suhteliselt mahe, kuulub toidukvaliteediga materjalide hulka, kergelt ärritav ja kergelt korrosioonile allub, on tavaliselt käsitsi puudutatav ja pikaajalisel kasutamisel on vaja kanda kindaid.

Naatriumhüdroksiid on ohtlik ja söövitav materjal ning selle lahuse või tolmu pritsimine nahale, eriti limaskestale, võib tekitada pehmeid koorikuid ja tungida sügavale kudedesse. Põletus jätab armi. Silma pritsimine kahjustab mitte ainult sarvkesta, vaid ka silma sügavaid kudesid. Seetõttu peaks operaator nahale kandma neutraalset ja hüdrofoobset salvi ning kandma tööriideid, maske, kaitseprille, kummikindaid, kummipõlle, pikki kummikuid ja muid töökaitsevahendeid, et tagada isikukaitse.

On kasutus- ja katsejuhtumeid, mis näitavad: naatriumhüdroksiidi ja naatriumkarbonaadi vaheldumisi või segatult kasutamisel on nende ökonoomsus ja mõju parem kui ainult teatud pH-regulaatori kasutamisel. Kui katla toitevee pH väärtus on liiga madal, saab pH väärtuse kiireks tõstmiseks lisada naatriumhüdroksiidi. Pärast naatriumhüdroksiidi täielikku lahustumist saab vee karbonaadi taseme tõstmiseks lisada naatriumkarbonaati. See võib leevendada toitevee pH väärtuse langust; kuna naatriumkarbonaadi kogus on suurem, on karbonaatide vees hoidmise võime parem, seega saab tavaliselt veevarustuse ja potivee pH väärtuse säilitamiseks kasutada naatriumkarbonaati. Ainult siis, kui vee pH väärtus on liiga madal, soovitab autor pH väärtuse kiireks tõstmiseks kasutada naatriumhüdroksiidi, et neid kahte vaheldumisi segada, mis on nii ökonoomne kui ka hea efektiga.