CÁU CẶN VÀ CÁCH XỬ LÝ CÁU CẶN TRONG CÔNG NGHIỆP

Ngày đăng: 24/11/2024 02:21 PM

Trong quá trình hoạt động, các thiết bị như: lò hơi, hệ thống cooling tower, chiller,... thường xuất hiện các cáu cặn bám vào làm giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, tổn thất về mặt năng lượng cũng như nhiều nguy hại khác. Trong bài viết này, Greensol xin gửi tới các bạn một số thông tin về cáu cặn và cách xử lý chúng trong nghiệp.

1. Cáu cặn là gì?

Cáu cặn là lớp mảng cứng bám trên thành hoặc đáy của các thiết bị như: lò hơi, tháp giải nhiệt, chiller, thiết bị trao đổi nhiệt,...Các loại cáu cặn này thường được tạo thành từ kết tủa của ion Ca2+, Mg2+, ngoài ra có thể có kết tủa của silic, sắt,...Lớp cặn này thường rất cứng và khó loại bỏ bằng phương pháp cơ học. Đây cũng chính là nguyên nhân dẫn đến tổn thất năng lượng trong sản xuất do hệ số truyền nhiệt của CaCO3, MgCO3 nhỏ.

2. Cáu cặn sinh ra từ đâu?

Nguyên nhân phổ biến nhất sinh ra cáu cặn canxi thường là độ cứng của nước. Khi các thiết bị hoạt động, môi trường nhiệt sẽ làm tăng tốc độ hình thành cáu cặn do làm tăng quá trình phản ứng giữa các ion có trong nước cứng. Để giảm bớt lượng cáu cặn hình thành, người ta thường xử lý để làm mềm nước trước khi đưa vào trong thiết bị.

Ngoài ra, trong nước cũng tồn tại các tạp chất khác như: nhôm, sắt, silic,..Các tạp chất này sinh ra và bám vào thành, đáy thiết bị trong quá trình làm việc của thiết bị. Cáu cặn gây nên bởi cặn của silic bám chắc và khó xử lý hơn cáu cặn canxi.

Nếu chất lượng nước vào thiết bị không được đảm bảo, có xuất hiện các tạp chất lơ lửng. Khi ở trong thiết bị, các tạp này bám vào thành hay lắng xuống đáy gây nên cáu cặn.

Các vị trí hay xuất hiện cáu cặn:

Đáy và thành của thiết bị, thành ống. Bề dày của lớp cặn phụ thuộc vào việc xả đáy và vận tốc tuần hoàn của nước trong hệ thống.
Vị trí các phần ranh giới của các đoạn ống, ranh giới giữa các phần của thiết bị.

Điều kiện hình thành cáu cặn:

- Cáu cặn được hình thành khi tốc độ tạo thành lớn hơn tốc độ hoà tan kết tủa.

- Độ hòa tan của một muối trong nước được đánh giá bằng tích số tan của muối đó. Tích số tan được ký hiệu Là T. Mỗi một hợp chất đều có tích số tan xác định.

T = [ Cation+].[Anion-]

- Gọi C là tích số nồng độ của ion dương và âm trong dung dịch.

C > T: dung dịch quá bão hoà => xuất hiện kết tủa.
C= T: dung dịch bão hoà.
C < T: dung dịch chưa bão hoà => không xuất hiện kết tủa.

3. Tác hại của cáu cặn đối với các thiết bị công nghiệp

Tiêu thụ nhiên liệu tăng do hiệu quả truyền nhiệt kém: Lớp cáu cặn dẫn nhiệt kém, có vai trò như một lớp cách nhiệt. Hệ số truyền nhiệt của thiết bị lúc này bị giảm đi. Điều này dẫn đến sự tổn thất rất lớn về mặt năng lượng trong quá trình hoạt động của thiết bị.
Nứt gãy đường ống do quá nhiệt: Sự quá nhiệt trong thành ống do hiện tượng cáu cặn có thể dẫn đến sự nứt, gãy, rò rỉ của ống. Khi đường ống cũng như thiết bị phải làm việc ở một nhiệt độ cao hơn so với ngưỡng cho phép sẽ làm phồng, nứt gãy, hư hại cho thiết bị.
Tăng chi phí sửa lò, bảo trì lò: Cáu cặn sinh ra trong ống là vật cản gây khó khăn trong quá trình vận chuyển lưu chất (nước, hơi nước) ở không gian làm việc của thiết bị. Vì vậy, làm tăng chi phí vận hành do tăng thời gian chết cho sửa chữa, bảo trì thiết bị.
Giảm tuổi thọ lò hơi: Hơn nữa, lớp cáu cặn để lâu ngày cũng gây nên nguy hiểm cho thiết bị vì có thể xảy ra hiện tượng ăn mòn thành thiết bị ở dưới lớp cáu cặn.
Nguy hiểm đến tính mạng con người do hiện tượng nổ lò: Đây là hệ quả của một thời gian dài không vệ sinh thiết bị, dẫn tới cáu cặn sinh ra và tích tụ lại quá nhiều, chúng sẽ bịt kín đường ống. Lưu chất (nước, hơi nước) bị kẹt lại dẫn đến áp suất bên trong thiết bị tăng cao hơn giới hạn chịu đựng của thiết bị. Điều này rất dễ gây nên nổ đường ống nước.

4. Cách xử lý cáu cặn

Cáu cặn có thể xử lý theo hai phương pháp: Xử lý ngoài lò và xử lý trong lò.

Xử lý ngoài lò

Đây là phương pháp tốt nhất để ngăn ngừa cáu cặn canxi sinh ra. Trong phương pháp này, các ion như: Ca2+; Mg2+ và các chất gây lắng đọng khác được xử lý và loại bỏ trước khi đưa vào thiết bị làm việc. Quá trình loại bỏ có thể được xử lý theo phương pháp hoá học hay phương pháp cơ học.

Đó thường là các biện pháp:

Lắng trong
Lọc trong
Làm mềm
Khử khoáng

Xử lý trong lò

Các tạp chất có thể được loại bỏ bằng các hoá chất thích hợp như : chất tạo phức, chất phân tán,... và được loại bỏ trong chu kỳ xả đáy của thiết bị.

Ngoài ra, để ngăn ngừa và làm chậm quá trình hình thành cáu cặn, lắng đọng kết tủa, người ta sử dụng chất ức chế cáu cặn. Hợp chất này được thêm vào nước chứa trong thiết bị. Hợp chất này thường là tổ hợp của các chất với 4 chức năng như sau:

Các chất ức chế ngưỡng: có vai trò làm giảm xu hướng kết tủa các hợp chất của Canxi, Sắt và Mangan.
Các chất phân tán: có vai trò ngăn ngừa sự co cụm của các chất lơ lửng, ngăn ngừa chúng khỏi kết tụ và lắng xuống đáy, duy trì trạng thái lơ lửng trong nước.
Chất hoạt động bề mặt: có tác dụng làm “mềm hóa” các chất rắn và giữ cho chúng luôn luân chuyển cùng với dòng nước.
Chất biến đổi cấu trúc tinh thể: có tác dụng biến đổi kết tủa từ cấu trúc tinh thể rắn, đặc và cứng sang những cấu trúc mềm, xốp hơn , dễ dàng được đưa ra ngoài nhờ chu kỳ xả đáy.

Sử dụng nguồn nước sạch giúp chúng ta tránh được những rủi ro về bệnh tật và máy lọc nước là sản phẩm không thể thiếu. Là một trong những nhà thầu uy tín hàng đầu trong lĩnh vực xử lý nước, GREENSOL chuyên tư vấn, thiết kế, thi công và lắp đặt hệ thống lọc nước RO cho nhiều lĩnh vực như:

Với đội ngũ kỹ thuật có tay nghề cao chuyên thực hiện nhiều dự án xử lý nước cấp, GREENSOL luôn đồng hành cùng Quý khách hàng và kịp thời giải quyết những vướng mắc, sự cố kỹ thuật trong suốt quá trình thực hiện

CÔNG TY TNHH GREENSOL - XỬ LÝ NƯỚC CHUYÊN NGHIỆP

930/3/3, Quốc Lộ 1A, Phường Bình Trị Đông A, Quận Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh.

Ms.Phượng: 0938272949

Email: sales@greensol.com.vn