Par Brad Buecker, Publiciste technique principal
La première partie de cette série a entamé une discussion sur les problèmes de traitement de l’eau d’appoint pour les chaudières basse pression qui existent dans des milliers d’usines industrielles à travers le monde. Cette partie continue cette discussion, avec des articles futurs axés sur les bonnes pratiques pour minimiser la corrosion et l'entartrage dans les chaudières, et les systèmes de retour d’eau d’alimentation et de condensat retourné qui les alimentent.
Comme indiqué dans la partie 1, l’adoucissement du sodium a servi de noyau de nombreux systèmes de traitement de l’eau d’appoint. Cependant, la technologie n’élimine pas d’autres ions de l’eau, y compris l’alcalinité, les chlorures, les sulfates et la silice, pour n’en nommer que les plus importants. Plusieurs méthodes sont disponibles pour améliorer la pureté de l’eau d’appoint au-delà de l’adoucissement basique du sodium. Certaines des technologies les plus anciennes et établies sont :
- Distributions de flux fractionnés
- Adoucissant à la chaux chaude
- Déminéralisation par échange d’ions
Dans une large mesure, ces méthodes sont d’une époque révolue, en particulier les deux premières. Le développement et la maturation des technologies de membranes, et en particulier l’osmose inverse (OI), ont modifié le paysage. L’OI en un seul passage, et en particulier en deux passes, peut produire de l’eau d’appoint avec de très faibles concentrations de solides dissous.
Figure 1. Vue en coupe d’une membrane OI
Cette photo prise par un auteur inconnu est sous licence de CC BY-NC
Lorsque la pression est appliquée à l’alimentation en eau d’appoint des membranes OI (généralement plusieurs séries de membranes encastrées dans des récipients à pression individuels), les membranes rejettent la plupart des solides dissous (jusqu’à 99 % ou plus pour les membranes modernes), pour produire un effluent considérablement purifié (perméat) comme appoint pour le générateur de vapeur.
Les clés du bon fonctionnement des unités OI sont le prétraitement pour éliminer les solides en suspension avant les membranes OI et un traitement chimique optimisé pour minimiser la formation de tartre sur les membranes. Une analyse minutieuse de l’eau d’alimentation OI est essentielle pour un équipement de prétraitement et une sélection de produits chimiques appropriés. La consultation de fournisseurs et de consultants OI de bonne réputation est également nécessaire pour sélectionner la conception appropriée.
L’utilisation d’une eau d’appoint plus pure comme alimentation de chaudière peut souvent réduire la complexité du traitement d’eau de chaudière.
Une préoccupation majeure avec les systèmes dont la composition est traitée principalement par des adoucissants au sodium seuls est l’accumulation de silice dans la chaudière. La chimie de la silice et ses réactions avec d’autres éléments, notamment le magnésium et le calcium, sont plutôt complexes. Si une alcalinité d’hydroxyde insuffisante est présente dans l’eau de chaudière adoucie au sodium et que la dureté se dégage de l’adoucisseur, des écailles de silicate tenaces peuvent se former dans le générateur de vapeur. Ces dépôts isolants réduisent le transfert de chaleur et l’efficacité de la chaudière, et peuvent également entraîner des pannes de tube en raison d’une surchauffe. La protection contre une telle formation de tartre est offerte par un pH élevé contre l’alcalinité de l’hydroxyde, mais cela augmente le potentiel de corrosion caustique sous-dépôt et les pannes potentielles de tube dues à ce mécanisme. La minimisation du transport de la silice vers la chaudière permet de modérer les exigences d’alcalinité de l’hydroxyde.
Une autre préoccupation, comme cela a été mentionné précédemment, est la présence d’alcalinité au bicarbonate (HCO3–) dans l’eau de chaudière des systèmes d’appoint avec uniquement des adoucisseurs de sodium. Une partie de cette alcalinité revient au dioxyde de carbone (CO2) aux températures de la chaudière, où le CO2 s’éclaire ensuite avec de la vapeur. Le dioxyde de carbone peut alors se dissoudre à nouveau dans les systèmes de condensat retourné.
L’acide carbonique (H2CO3) qui en résulte abaisse le pH du condensat, qui à son tour peut initier une corrosion générale de l’acier au carbone.
Le résultat de cette discussion est que des techniques plus modernes sont possibles pour la préparation de l’eau d’appoint pour les chaudières basse pression. Comme toutes les autres technologies, une diligence raisonnable est nécessaire pour déterminer la faisabilité de l’utilisation de ces méthodes. Veuillez consulter tous les manuels et guides de l’équipement et, si vous avez des questions, contactez notre personnel technique.
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