De nombreuses installations industrielles disposent d’échangeurs de chaleur refroidis à l’eau qui servent à diverses fins. L’eau de refroidissement peut être à passage unique ou fournie par une tour de refroidissement.
Pourquoi le traitement du tartre est-il important?
Au fil du temps, les échangeurs peuvent accumuler du tartre qui réduit le transfert de chaleur. La dégradation du transfert de chaleur peut coûter de l’argent à une usine et peut influencer négativement la chimie du processus dans certaines situations. Il est donc prudent de mettre en place des procédures proactives pour surveiller les données importantes sur les échangeurs de chaleur et s’assurer que les programmes de traitement chimique sont efficaces.
Même en utilisant une chimie appropriée, un détartrage périodique est souvent nécessaire. Le choix de la solution de nettoyage appropriée est très important, mais il n’est souvent pas suffisamment pris en compte.
Le dépôt minéral le plus courant sur le côté eau des échangeurs de chaleur est le carbonate de calcium (CaCO3). La plupart des eaux brutes contiennent des concentrations dissoutes importantes d’ions calcium (Ca2+) et bicarbonate (HCO3–) qui, lorsqu’ils sont chauffés, précipitent comme le montre l’équation suivante :
C’est également le composé connu sous le nom de calcaire qui se forme dans les tuyauteries d’eau chaude, les robinets et les pommes de douche de nombreux systèmes de plomberie domestique.
Éliminer le tartre des échangeurs de chaleur
L’élimination du carbonate de calcium des échangeurs de chaleur est relativement simple. Le CaCO3 étant le sel d’un acide faible, toute solution ayant une acidité même modérée dissoudra le composé.
Mais c’est là que ceux qui ne sont pas familiers avec la chimie s’égarent souvent. Notre équipe a directement observé des situations où des opérateurs d’usine et du personnel technique ont choisi de l’acide muriatique en vente libre pour préparer des solutions de nettoyage. L’acide muriatique est le nom commercial de l’acide chlorhydrique (HCl). S’il élimine facilement le carbonate de calcium, l’ion chlorure peut provoquer de graves piqûres et des fissures dues à la corrosion sous contrainte de l’acier inoxydable.
Une suralimentation en HCl fait baisser le pH, ce qui peut endommager les tuyaux en acier au carbone et d’autres équipements. L’utilisation répétée de ce solvant peut entraîner des défaillances de l’échangeur de chaleur.
Les options de qualité supérieure telles que les acides sulfamiques et citriques peuvent être un bien meilleur choix (et pas exorbitant!). Ces composés élimineront non seulement le carbonate de calcium mais aussi les oxydes de fer accumulés, surtout si la solution peut être chauffée à environ 100°F.
Figure 1. Un chariot à roues avec un réservoir, un mélangeur de réservoir et un réchauffeur pour la préparation de solutions de nettoyage chimique des échangeurs de chaleur. Photo courtoisie de Brad Buecker.
Faire circuler l’acide pendant quelques heures (généralement pas plus d’un quart de huit heures) est souvent satisfaisant pour éliminer le CaCO3 et le fer.
Une mise en garde s’impose : lorsque le carbonate de calcium réagit avec l’acide, du dioxyde de carbone est libéré, ce qui peut provoquer la formation de mousse dans la solution. Il est recommandé de surveiller le fonctionnement de la pompe, en particulier au début du processus, pour s’assurer que la pompe conserve son amorçage.
Dans certaines applications, d’autres dépôts peuvent avoir lieu. Une possibilité est le sulfate de calcium (CaSO4). Ce composé est le sel d’un acide fort, et ne se dissout donc pas dans les acides comme le carbonate de calcium. L’une des méthodes permettant de résoudre ce genre de problèmes est la chimie qui s’attaque à la partie cationique du dépôt, dans ce cas, les ions calcium. Une préparation et une mise en œuvre soigneuses des procédures de nettoyage sont nécessaires pour minimiser la corrosion potentielle du métal de base.
L’importance d’une élimination appropriée
Dans tout processus de nettoyage, l’élimination de la solution usée provenant de l’échangeur de chaleur et de la tuyauterie ne doit pas être négligée. Le simple fait de déverser la matière dans un drain d’usine peut constituer une violation de votre permis de rejet. Si possible, nous vous recommandons de transporter la solution usagée jusqu’à votre installation de traitement des eaux usées pour un conditionnement approprié avant la décharge.
Veuillez contacter ChemTreat pour obtenir de l’aide pour le nettoyage de vos échangeurs de chaleur. Nous disposons de la chimie et de l’expertise nécessaires à la réussite d’un projet et pouvons également recommander des programmes de traitement chimique pour réduire de manière proactive la formation de tartre (et l’encrassement microbiologique) dans les systèmes d’eau de refroidissement.
Comme toutes les autres technologies, une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation des méthodes. Consultez toujours les manuels et guides de votre équipement!
