Inhibiteurs de tartre et contrôle des dépôts de refroidissement

Produits chimiques inhibiteurs de tartre pour les systèmes d’eau de refroidissement

Les restrictions environnementales sur les décharges, l’augmentation des coûts de l’eau et la rareté de l’eau poussent de nombreuses entreprises à conserver plus d’eau dans les tours de refroidissement à recirculation.

Les installations industrielles renforcent leurs systèmes pour exécuter des cycles de concentration élevés avec un minimum ou pas de vidange sous pression. De nombreux sites utilisent des eaux grises contenant des niveaux d’impuretés plus élevés.

Au fur et à mesure que l’eau s’évapore à travers la tour de refroidissement, de la vapeur d’eau pure est perdue et les minéraux dissous et autres impuretés sont concentrés dans l’eau restante. Si les cycles de concentration sont trop augmentés, les solubilités de divers minéraux dépassent leur saturation et forment des dépôts, souvent dans le remplissage de la tour de refroidissement et dans les zones plus chaudes comme les échangeurs de chaleur.

Les dangers du dépôt indésirable

Une cause majeure des pannes des systèmes d’eau industriels est le dépôt de matériaux indésirables sur les surfaces des équipements. Les dépôts peuvent entraîner une réduction des performances du système et des arrêts imprévus, des opérations de nettoyage difficiles pour l’environnement et les coûts associés.

Les dépôts se composent de six types généraux :

• Écailles minérales cristallines ou amorphes (par exemple, carbonate de calcium, sulfate de calcium, phosphate de calcium, silice amorphe et silicates métalliques)
• Encrassement causé par des solides en suspension (p. ex. Boue et limon dans l’eau d’appoint et poussière en suspension dans l’air)
• Produits de corrosion transitoire tels que les oxydes et hydroxydes de fer
• Dépôts microbiologiques
• Contamination du processus telle que fuites d’hydrocarbures
• Encrassement lié aux inhibiteurs de corrosion tels que le phosphate de calcium, le phosphate de zinc et l’hydroxyde de zinc

Tartes courants du système de refroidissement

• Carbonate de calcium (CaCO₃)
• Sulfate de calcium (CaSO₄)
• Phosphate de calcium (Ca₃(PO₄)₂)
• Silicate de magnésium (MgSiO₃)
• Silicate d’aluminium (Al₂O₃·SiO₃)
• Phosphate de zinc (Zn₃(PO₄)₂)
• Phosphate de fer (FePO₄)
• Silicate de calcium et de magnésium (CaO·MgO·2SiO₂)
• Silice (SiO₂)

Utilisation des inhibiteurs de tartre de la tour de refroidissement pour prévenir les dépôts

Les inhibiteurs de tartre dispersants ou antisalissures peuvent aider à prévenir l’agglomération des solides et leur accumulation sur les surfaces critiques. Les matériaux qui manipulent ces dépôts potentiels ont été appelés dans l’industrie des dispersants, des agents de contrôle des dépôts ou des inhibiteurs de tartre. Le contrôle des dépôts appartient à l’une des trois catégories suivantes : inhibition, distorsion et dispersant. ChemTreat dispose d’une gamme complète d’inhibiteurs de tartre pour contrôler les dépôts et l’encrassement, y compris les polyphosphates, les phosphates organiques, les polymères, les polyélectrolytes et les surfactants.

Polyphosphates

Les polyphosphates contiennent plusieurs atomes de phosphore reliés les uns aux autres par un pont oxygène. Le polymère de phosphate inorganique contient généralement de 3 à 15 unités. Les polyphosphates contiennent des atomes d’oxygène chargés négativement qui attirent les cations chargés positivement tels que le calcium, le fer, etc. Cette attraction peut efficacement séquestrer (se combiner) avec les cations, formant un complexe qui interfère avec la formation des dépôts. Une concentration seuil doit être atteinte avant que les polyphosphates puissent empêcher l’entartrage du carbonate de calcium à des concentrations avec de faibles niveaux de sursaturation. De la même manière, le polyphosphate se combine avec le fer et le manganèse pour éviter les taches rouges et noires, respectivement. L’efficacité des polyphosphates est limitée par la réversion en orthophosphate dans certaines conditions de fonctionnement.

Organophosphate

Les inhibiteurs du tartre de phosphonate agissent en étant adsorbés sur les sites de croissance de particules actives, où ils retardent la nucléation et le taux de croissance des cristaux. Les phosphonates sont des séquestrants qui forment un complexe avec divers cations et maintiennent les solutions aqueuses stables même aux points de sursaturation relativement élevée. Voici quelques exemples d’inhibiteurs du tartre des organophosphates couramment utilisés dans les systèmes de refroidissement :

• Acide 1-hydroxyéthylidène 1,1-diphosphonique (HEDP)
• Acide 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylique (PBTC)

Les inhibiteurs du tartre des phosphonates comprennent :

• Diéthylènetriamine penta (acide méthylène phosphonique) (DETPMP)
• Acide aminé triméthylène phosphonique (ATMP)

Polymères

La recherche sur les polymères montre que certains groupes fonctionnels comme le carboxylate et le sulfonate sont capables d’inhiber la formation de tartre. Ces types de polymères peuvent être efficaces pour contrôler divers types de tartes, en fonction des types de monomères présents dans le polymère. Les polymères interfèrent avec la croissance du réseau cristallin dans les formations de tartre à échelle minérale et empêchent ou inversent la croissance de dépôts minéraux denses et adhérents.

Voici quelques exemples de polymères :

• Polymères d’acide polyacrylique
• Polymères d’acide polymaléique
• Co-polymères et multi-polymères contenant divers groupes fonctionnels tels que l’acide acrylique, l’acrylate d’hydroxypropyle (HPA), l’acide 2-acrylamido-2-méthylpropane sulfonique (AMPS), l’acrylate de ter-butyle (TBA), le styrène sulfoné (SS), etc.
• Polymères avancés tels que ChemTreat Quadrasperse^® et FlexSperse^®
• Polymères marqués tels que QuadDetect^™

Les polymères fonctionnent également en modifiant ou en déformant les cristaux de tartre nouvellement formés. Ces cristaux déformés se dissolvent à nouveau dans l’eau et ne forment pas de tarte sur les équipements critiques. Comme illustré ci-dessous, les cristaux déformés ne présentent aucun des cristaux semblables à une aiguille ou à face plate montrés sans inhibiteurs de tartre polymériques, et la structure est beaucoup plus fragile, friable et ne forme pas de gros grains de cristal.

Utilisation d’agents tensioactifs (agents tensioactifs) pour contrôler les dépôts et l’encrassement

Un facteur d’élimination ou de contrôle du dépôt ou de l’encrassement peut être l’incapacité des polymères à pénétrer dans le dépôt. Cela est particulièrement vrai pour tous les produits organiques, huiles et graisses qui pénètrent dans le système. Ces matériaux peuvent lier les dépôts entre eux, les empêchant de se disperser. Le biofilm est un liant fort particulièrement problématique.

Pour éliminer ces matériaux, l’eau peut avoir besoin de l’aide d’agents tensioactifs ou d’agents tensioactifs. Les tensioactifs sont classés comme anioniques, cationiques et non ioniques. Les tensioactifs non ioniques sont généralement utilisés pour éliminer les dépôts d’huile et de graisse. Les tensioactifs non ioniques sont également préférés en raison de leur faible interaction avec les dispersants et coagulants chargés, ainsi que leur tendance à mousser généralement faible et leurs effets aquatiques.

Le personnel technique expert de ChemTreat travaille avec nos spécialistes expérimentés du traitement de l’eau pour résoudre les problèmes de traitement de l’eau de nos clients. Contactez-nous aujourd’hui pour planifier une consultation.

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