Inhibiteurs pour dépôts de tartre de chaudière

Les programmes de traitement au phosphate précipitent la dureté du calcium et du magnésium de l’eau d’alimentation de la chaudière sous forme d’hydroxyapatite et de serpentine. Ces composés forment des boues qui, lorsqu’elles sont correctement conditionnées avec des polymères, sont éliminées de la chaudière par vidange sous pression. Lorsqu’un excès significatif d’orthophosphate soluble et d’alcalinité d’hydroxyde libre (caustique) est maintenu dans l’eau de chaudière, la formation de carbonate de calcium peut être pratiquement éliminée. Des dispersants polymères ou des conditionneurs de boue sont ajoutés avec le phosphate pour conditionner la boue pour une meilleure élimination de la chaudière.

Les inhibiteurs de tartre phosphate de ChemTreat comprennent toujours des polymères mélangés dans la solution ou comme suppléments pour empêcher la formation de dépôts de tartre sur les surfaces de transfert de chaleur. Les programmes de traitement au phosphate sont recommandés pour les dépôts de tartre dans les conditions suivantes :

• Attention peu fréquente de l’opérateur et test
• Désaération de l’eau d’alimentation médiocre ou inexistante
• Des adoucisseurs d’eau sont utilisés, mais le contrôle est loin d’être idéal
• De faibles coûts de traitement sont souhaitables
• La conception de la chaudière, la pression d’opération et les taux de production de vapeur sont compatibles avec les produits chimiques de précipitation

Des précautions doivent être prises chaque fois que des inhibiteurs de tartre de phosphate sont utilisés dans les conditions de fonctionnement suivantes :

• Niveaux élevés de fer (> 0,5 ppm) dans l’eau d’alimentation
• Dureté de l’eau d’alimentation supérieure aux recommandations ASME (> 1,0 ppm)
• Économiseurs d’eau d’alimentation présents
• Une propreté interne exceptionnelle de la chaudière est requise

Les polyélectrolytes, communément appelés polymères, sont utilisés dans pratiquement tous les programmes de traitement de l’eau de chaudière industrielle, seuls ou en combinaison avec d’autres composants tels que les phosphates ou les chélateurs. Au cours des 30 dernières années, l’utilisation de chimies internes de l’eau de chaudière entièrement en polymère a évolué pour les chaudières à pression faible à intermédiaire. Cela a été motivé par le développement de polymères thermiquement stables à l’hydrolyse, des poids moléculaires optimaux, des fonctionnalités spécifiques à la séquestration de dureté et à la dispersion d’oxyde / hydroxyde de fer, et la capacité de tester avec précision les résidus de polymères actifs. Les perfectionnements de la chimie des polymères, associés à des technologies améliorées pour la production d’eau d’appoint de chaudière de haute qualité et de qualité constante, ont permis une large mise en œuvre du traitement entièrement polymère. L’approche entièrement polymère, bien qu’elle ne soit pas applicable à tous les systèmes de chaudières, présente des avantages par rapport aux programmes de phosphate et d’agents déminéralisants lorsqu’elle est appliquée correctement.

Les polymères de l’eau de chaudière fonctionnent comme des dispersants et des séquestrants faibles. La chimie des phosphates agit en précipitant le calcium sous forme de l’un de plusieurs composés de phosphate de calcium insolubles. Ce matériau peut se déposer sur les surfaces des tubes et des barils et son accumulation peut empêcher le transfert de chaleur sur les tubes générateurs et provoquer des défaillances des tubes. Les polymères peuvent être utilisés en conjonction avec des programmes de phosphate pour conditionner les composés précipités, empêcher leur accumulation et faciliter leur retrait de la chaudière.

Malheureusement, il n’est pas possible de purger tout le matériau insoluble de la chaudière via une quantité limitée de vidange sous pression. Ainsi, on trouve généralement divers degrés de dépôt dans les chaudières traitées au phosphate où une incursion de dureté s’est produite. De nombreuses usines trouvent que la matière insoluble générée par les programmes de traitement au phosphate n’est pas souhaitable. Les agents déminéralisants forment des composés solubles avec le calcium et le magnésium pendant les excursions de dureté à condition qu’il y ait suffisamment d’agent déminéralisant libre présent. Des problèmes surviennent avec les chimies de chélation en raison de la mauvaise stabilité hydrolytique thermique de l’EDTA libre, l’agent déminéralisant d’eau de chaudière le plus couramment utilisé. L’incapacité de maintenir un résidu libre peut entraîner la formation de tartre de dureté pendant les perturbations. Les agents déminéralisants peuvent être très agressifs pour le métal de la chaudière s’ils sont introduits au mauvais endroit ou suralimentés.

La chimie de tous les polymères peut surmonter les inconvénients des programmes de phosphate et d’agents déminéralisants. Les polymères séquestrent la dureté et forment des composés solubles. Certains polymères disponibles dans le commerce deviennent insolubles lorsqu’ils sont exposés à des conditions de dureté calcique élevée. Les polymères dispersent également les matières insolubles. (Les séquestrants faibles ne sont pas agressifs pour la métallurgie des chaudières, et les résidus libres peuvent être maintenus et testés.)

La gamme de produits d’eau de chaudière ChemTreat comprend des produits phosphates/polymères, agents déminéralisants/polymères, phosphatés/polymères et de véritables produits entièrement polymères. Les polymères utilisés dans ces produits sont optimisés pour le poids moléculaire, la stabilité hydrolytique thermique et la fonctionnalité spécifique à la dispersion et à la séquestration. La plupart des produits contiennent un mélange de deux polymères, ce qui nous permet d’incorporer les meilleures fonctionnalités de polymère dans un produit spécifique. Les applications de polymère sont limitées aux pressions de fonctionnement de la chaudière inférieures à 900 psig. La pression/température de fonctionnement, la qualité de l’eau d’alimentation et la propreté de la chaudière dictent les exigences de dosage.

La chélation dépend de la séquestration, par laquelle les chimies se lient à des ions comme le calcium, le magnésium et le fer et les maintiennent dans un état soluble. Des chaudières plus propres peuvent être obtenues plus souvent avec des agents déminéralisants qu’avec toute forme de traitement précipitant. Cependant, les agents déminéralisants sont généralement plus chers que les programmes de phosphate car ils réagissent sur une base mole à mole. En outre, les exigences de contrôle et de test ultérieur pour la chélation sont plus strictes et exigeantes que pour les phosphates. Les programmes de traitement par chélation ont généralement les conditions suivantes :

• Niveaux d’oxygène dissous inférieurs à 25 ppb.
• Élimination du calcium et du magnésium à moins de 0,5 ppm sous forme de carbonate de calcium.
• Élimination de la silice ou de l’alcalinité de l’eau d’appoint.
• La production de vapeur de l’usine et les exigences d’exploitation empêchent l’utilisation d’un programme de précipitation.
• La conception de la chaudière empêche l’utilisation du traitement au phosphate.

Comme la chélation complète n’est théoriquement jamais atteinte, ChemTreat intègre des dispersants polymériques dans tous les programmes à base de chélateur pour aider à prévenir les dépôts de tartre de fer et de chaudière minérale. Étant donné que les réactions de chélation prédominantes ont lieu dans l’eau d’alimentation de la chaudière et non dans l’eau de la chaudière, un soin considérable doit être apporté au choix des points d’alimentation en produits chimiques appropriés. Les représentants sur le terrain de ChemTreat sont des experts dans l’application des technologies chelant à tous les types de systèmes de chaudière.