PL63659B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.IX.1971 63659 KI. 85 b, 1/30 MKP C 02 b, 1/82 Twórca wynalazku: Jan Mankowski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Chemii Fizyczne), Warszawa (Polska) Sposób obnizania stezenia soli wytracajacych sie w warunkach alkalizacji w inhibitowanych wodach przemyslowych Przedmiotem wynalazku jest sposób obnizania .stezenia soli wytracajacych sie w warunkach al¬ kalizacji w inhibitowanych wodach przemyslo¬ wych.Sposród inhibitorów korozji metali stosowanych w prawie obojetnych srodowiskach wodnych, sto¬ sunkowo czesto stosuje sie inhibitory, które moz¬ na zaliczyc do inhibitorów katodowych typu kry¬ jacego. Przykladem tego typu inhibitorów jest uklad zlozony z jonów Ca2+ i HP042— w neutral¬ nym napowietrzonym roztworze wodnym.Stosowanie tego typu inhibitorów korozji w pewnych przypadkach moze prowadzic do niepo¬ zadanego tworzenia w masie srodowiska korozyj¬ nego i na powierzchni metalu osadów, pod który¬ mi moga powstawac wzery korozyjne. W sklad lych osadów moga wchodzic sole stanowiace na¬ turalna twardosc wody lub trudno rozpuszczalne zwiazki powstajace w wyniku zbyt wysokiego ste¬ zenia stosowanych inhibitorów korozji. Niebezpie¬ czenstwo tworzenia osadów jest mniejsze w przy¬ padku ukladów otwartych z jednorazowym prze¬ plywem wody, natomiast jest bardziej wyrazne w przypadku ukladów zamknietych, na przyklad urzadzen cyrkulacyjnych lub zbiorników, zwlasz¬ cza jesli te uklady nie sa zabezpieczone przed pa¬ rowaniem wody.Podczas dlugotrwalej pracy urzadzen wodnych, na przyklad ukladów chlodzenia woda, straty wo¬ dy musza byc kompensowane przez okresowe lub 10 15 20 30 ciagle dodawanie swiezej wody, zwanej dalej wo¬ da dodatkowa. W przypadku malych urzadzen, gdy straty wskutek parowania, rozbryzgiwania lub przecieków wody sa niewielkie, jako wode do¬ datkowa wprowadza sie wode zdemineralizowana.Oczywiscie w takiej sytuacji na ogól nie ma pro¬ blemów z niepozadanym tworzeniem sie osadów w srodowisku wypelniajacym urzadzenie. Jednak nawet w przypadku stosowania wody destylowa¬ nej jako wody dodatkowej pojawia sie niebezpie¬ czenstwo powstawania osadów w srodowisku koro¬ zyjnym, jesli wybrana metoda inhibicji wymaga obecnosci jonów takich, jak Ca2+, Mg2+, Zn2+, jak to ma miejsce na przyklad w przypadku sto¬ sowania inhibitorów polifosforanowych. Polifosfo¬ rany ulegajac stopniowemu rozkladowi przechodza w ortofosforany, które tworza z wyzej wymienio¬ nymi kationami trudno rozpuszczalne zwiazki. Po¬ lifosforany sa bardziej skuteczne jako inhibitory w porównaniu z ortofosforanami, dlatego w miare rozkladu polifosforanów nalezy stopniowo doda¬ wac do wody nowe porcje polifosforanu, co jed¬ nak jest ograniczone ze wzgledu na wypadanie osadów soli fosforanowych.Znacznie wieksze niebezpieczenstwo powstawa¬ nia osadów w przypadku stosowania omawianego tu typu inhibitorów pojawia sie wówczas, gdy ja¬ ko wode dodatkowa stosuje sie wode zmineralizo- wana, a zwlaszcza gdy woda ta mimo duzej mi¬ neralizacji nie jest wstepnie uzdatniona. W takiej 6365963659 8 sytuacji nastepuje stopniowy wzrost stezenia soli w wodzie, co z kolei wymaga stosowania wyz¬ szych stezen inhibitora. Jednak dopuszczalne zwiekszenie stezenia inhibitorów omawianego tu typu jest ograniczone ze wzgledu na tworzenie sie~ 5 osadów w srodowisku korozyjnym.Sposób wprowadzania inhibitorów przy pomocy wymieniaczy jonowych w przypadku stosowania go w ukladach zamknietych, zabezpiecza co praw¬ da przed wzrostem stezenia jonów nie posiadaja- 10 cych wlasnosci inhibicyjnych, ale daje stopniowy wzrost stezenia inhibitora w miare dodawania zmineralizowanej wody dodatkowej, co znowu gro¬ zi tworzeniem osadów mw srodowisku korozyjnym.W praktyce "jest stosjowanych kilka sposobów 15 zmniej^ania intensywnosci tworzenia niepozada¬ nychi osadów w przemyslowych ukladach wodnych, w których jako wode dodatkowa stosuje sie wode zmineralizowana: Najczesciej stosuje sie tzw. od- mulanie* wody, które polega na okresowej czescio- 20 wej wymianie wody z instalacji na swieza wode dodatkowa. Jest to najprostsza metoda, ale w przypadku duzych instalacji wymaga znacznych ilosci wody dodatkowej, która bardzo czesto w naszych warunkach jest materialem deficytowym. 25 Im wyzsza jest mineralizacja wody dodatkowej, tym czestsze musi byc odmulanie ukladów wod¬ nych. Inny sposób zabezpieczenia przed wytraca¬ niem zwiazków wapniowych w wodach przemy¬ slowych polega na stosowaniu zwiazków utrudnia- 30 jacych ten proces przez tworzenie dobrze rozpusz¬ czalnych zwiazków kompleksowych z jonami wap¬ niowymi (np. humusany, wersenian, polifosforany).Ten sposób jednak nie zabezpiecza przed stopnio¬ wym wzrostem mineralizacji wody i wynikajacym 35 stad wzrostem zagrozenia korozyjnego. Pewne zmniejszenie wydzielania osadów mozna uzyskac na drodze obnizenia pH srodowiska korozyjnego, z tym jednak zastrzezeniem, aby nie wywolac ko¬ rozji kwasowej instalacji. 40 W niektórych przypadkach znacznie obniza sie stezenie inhibitorów omawianego tu typu stosujac je lacznie z chromianami, które nie daja trudno rozpuszczalnych zwiazków wapniowych. Jednakze stosowanie inhibitorów chromianowych czesto jest 45 ograniczone ich toksycznoscia.Aby ulatwic stosowanie inhibitorów katodowych typu kryjacego w ukladach zamknietych, zasila¬ nych zmineralizowana woda dodatkowa i aby za¬ bezpieczyc te uklady przed nadmiernym wytraca- 50 niem osadów trudno rozpuszczalnych zwiazków, zaistniala koniecznosc opracowania odpowiedniego sposobu obróbki wód przemyslowych. Cel ten spel¬ nia sposób wedlug wynalazku, wedlug którego wybrana strefe ukladu wodnego alkalizuje sie za 55 pomoca elektrolizy pradem stalym o gestosci nie wiekszej od tej, która powoduje energiczne wy¬ dzielanie sie wodoru na katodzie, która umieszcza sie w komorze filtracyjnej. Gestosc pradu elek¬ trolizy zalezy od rodzaju elektrody, zasolenia wo¬ dy, jej twardosci, zawartosci rozpuszczonego tlenu oraz od pH i wynosi zwykle nie wiecej niz 100 mA/cm2.Alkalizacja strefy przykatodowej jest wynikiem procesu elektrochemicznej redukcji tlenu rozpusz¬ czonego w srodowisku korozyjnym, która to re¬ dukcja nastepuje w czasie polaryzacji katody. Wy¬ dzielajacy sie osad usuwa sie okresowo lub w spo¬ sób ciagly z powierzchni elektrody i odprowadza do odstojnika.Przykladowo, w przypadku inhibitowania wody przy pomocy ukladu Ca2+ + HPO42— w strefie* przykatodowej bedzie sie wytracal osad fosfora¬ nu wapniowego w mysl sumarycznej reakcji: 2HP04a- + 3Ca2+ + 20H- Ca3(P04)2 + 2H20. Gdy stezenie jonów Ca2+ i HPO42— odpowiednio zmale¬ je uklad polaryzujacy wylacza sie. Uklad polary¬ zujacy moze pracowac jako uklad typu galwano- statycznego lub potencjostatycznego.Istnieje praktyczna mozliwosc regeneracji osa¬ dów zebranych z powierzchni elektrody. Na przy¬ klad, w przypadku inhibitowania przy pomocy ukladu Ca2+ + HPO42—, osad soli wapniowych po rozpuszczeniu w kwasie moze byc wykorzystany do regeneracji zloza jonitowego, przy pomocy któ¬ rego skladniki inhibitora wprowadza sie do sro¬ dowiska korozyjnego.Zastosowanie sposobu wedlug wynalazku usuwa¬ nia nadmiaru soli wytracajacych sie w warunkach alkalizacji roztworu, jest szczególnie celowe w przypadku wprowadzania skladników inhibitora na zasadzie wymiany jonowej miedzy jonami za¬ wartymi w wodzie dodatkowej i jonami inhibito¬ ra obsadzonymi na wymieniaczach jonowych. W ta¬ kich warunkach srodowisko korozyjne staje sie stopniowo rozcienczonym roztworem odpowiednie¬ go inhibitora, np. CaHP04.W praktycznych warunkach stosowania wyna¬ lazku w zamknietych ukladach wodnych wlacza¬ nie ukladu polaryzujacego jest wymagane tylko w okresie nastepujacym bezposrednio po wprowa¬ dzeniu nowych ilosci wody dodatkowej, kiedy jo¬ ny stanowiace o mineralizacji wody dodatkowej sa wymieniane na jony ukladu inhibitorowego. Sto¬ sowanie ukladu polaryzujacego moze byc zauto¬ matyzowane, przy czym impuls wlaczajacy uklad polaryzujacy moze np. pochodzic od konduktome- tru mierzacego przewodnictwo wody. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób obnizania stezenia soli wytracajacych sie w warunkach alkalizacji w inhibitowanych wodach przemyslowych, znamienny tym, ze uklad wodny poddaje sie alkalizacji w wybranej strefie za pomoca elektrolizy pradem stalym o gestosci nie wiekszej od tej, która powoduje energiczne wydzielanie sie wodoru na katodzie, umieszczonej w komorze filtracyjnej. FZG w Pab., zam. 1159-71, nakl. 270 egz. PL PL