Como lidar com a água do caldeirão ficando vermelha

O pH da água de condensação é 5,5; às vezes, sua cor fica ligeiramente avermelhada

Agora foi adotada a medida de adicionar carbonato de sódio no tanque de recuperação de água condensada para aumentar seu valor de pH; não se sabe se isso será eficaz.

Temos muitos casos assim por aqui; como não são adotadas medidas para remover os íons de ferro da água de condensação, ela acaba contendo esses íons, o que faz com que a água do caldeirão fique vermelha e forme ferrugem. Você pode entrar em contato comigo para que eu ajude a remover isso. Telefone: 18861090609

A água de condensação do vapor é muito semelhante à água destilada; porém, possui baixa capacidade de amortecimento. Geralmente, seu valor de pH é baixo, o que a torna ácida. A corrosão causada pelo pH baixo e pelo oxigênio faz com que a concentração de íons de ferro na água de condensação fique acima do normal. Essa água, sem ser tratada, é reutilizada diretamente nos caldeiros. Os íons de ferro de valência dois, que não são coloridos, sofrem oxidação quando aquecidos no interior do caldeiro, transformando-se em íons de ferro de valência três. À medida que a água do caldeiro se concentra, a concentração de íons de ferro aumenta, fazendo com que a água fique amarela ou vermelha. Os íons de ferro formam incrustações de óxido de ferro nas superfícies aquecidas do caldeiro, além de causar corrosão sob essas incrustações. Consulte os exemplos abaixo para saber mais: Existem 3 soluções para o problema de a água de condensação do vapor ter cor vermelha. A origem da acidez da água de condensação do vapor: A água de condensação do vapor é semelhante à água destilada; seu valor de pH geralmente fica perto de 7, o que indica que ela é neutra. Nos caldeiras que utilizam água desalinizada como meio de aquecimento, costuma-se adicionar amônia para elevar o valor de pH da água desalinizada. A amônia entra no caldeira junto com a água de reabastecimento; ao ser aquecida, ela evapora e, juntamente com o vapor, chega ao trocador de calor. Lá, a amônia se condensa e se dissolve na água de condensação, permitindo que o valor de pH dessa água seja elevado para 8 ou mais. Em geral, porém, o valor de pH da água de condensação fica entre 5,5 e 6,5, sendo geralmente inferior a 7, o que indica que a água é ácida. ▲Em 2 de julho de 2022, a água resultante da condensação do vapor ácido em uma determinada unidade tinha cor vermelha. A principal razão para o valor de pH baixo e ácido dessa água foi a presença de CO2 dissolvido nela. O CO2, ao se dissolver na água, forma ácido carbônico fraco. Como a água resultante da condensação do vapor é muito pura, seu poder de amortecimento é baixo. Testes mostraram que, a 25°C, a adição de 1 miligrama de dióxido de carbono a 1 litro de água pura faz com que o valor de pH da água caia de 7,0 para 5,5. ▲Em 2 de julho de 2022, a água resultante da condensação do vapor ácido em uma determinada unidade tinha cor vermelha, com um valor de pH de 6. Existem duas fontes de dióxido de carbono nessa água: uma delas é a dissolução do gás no ar. O ar contém 0,03% de dióxido de carbono, que se dissolve na água através dos sistemas de recuperação de água ou de condensação de vapor. Isso faz com que o valor de pH da água diminua, tornando-a ácida. A segunda fonte de dióxido de carbono na água condensada pelo vapor vem dos grandes quantidades de íons carbonato ou bicarbonato presentes na água de alimentação da caldeira. Após a troca de íons sódio para amaciar a água, restam no líquido carbonatos e bicarbonatos (como carbonato de sódio e bicarbonato de sódio). Carbonatos e bicarbonatos entram na caldeira juntamente com a água de reabastecimento, onde são aquecidos e concentrados. Sob o efeito do calor, os íons carbonato e bicarbonato se decompondem, e o CO2 é liberado, entrando no sistema de vapor. Nesse processo, forma-se hidróxido de sódio na água da caldeira, fazendo com que ela se torne alcalina. E, com a diminuição da temperatura e da pressão, o CO2 se dissolve na água de condensação, formando carbonato. Isso faz com que o valor de pH tanto no vapor quanto na água de condensação diminua, tornando-os ácidos. NSO3- → CO2↑ + H2O + SO32-; SO32- + H2O → CO2↑ + ON-. Os perigos da água condensada de vapor ácido, bem como as razões para a coloração vermelha dessa água. O CO2 se dissolve na água condensada, formando carbonato, o que faz com que o pH da água diminua, tornando-a ácida e gerando íons H+. Nesse caso, se o sistema de caldeira não possuir sistema de desoxigenação ou se o eficiência do desoxidador for baixa, ou ainda se o sistema de recuperação da água condensada for aberto, o oxigênio presente no ar (21%) pode se dissolver nela. Os íons H+ e o oxigênio dissolvido atuam como agentes de despolarização do cátodo nas células de corrosão, acelerando assim a corrosão dos metais dos equipamentos e tubulações do sistema de vapor e água condensada. A água de condensação de vapor ácido a altas temperaturas pode causar corrosão rápida nos equipamentos e nas redes do sistema de vapor e água de condensação. Portanto, a água de condensação de vapor ácido não pode ser reutilizada diretamente nas caldeiras se não for tratada primeiro. Devido à corrosão, a concentração de íons de ferro na água de condensação do vapor fica acima do normal. Os íons de ferro de valência dois, que não são coloridos, são oxidados para íons de ferro de valência três. À medida que a concentração de íons de ferro de valência três aumenta, a água de condensação passa por mudanças de cor: amarela, rosa, laranja, vermelha, vermelho-escuro e cor semelhante à do molho de soja. É por isso que as redes de tubulações de vapor e condensação de algumas caldeiras recém-instaladas sofrem corrosão, perfurações e vazamentos já após 4 a 5 anos de uso. De acordo com as exigências da norma nacional GB1576-200 “Qualidade da água para caldeiras industriais”, a água cujo teor de íons de ferro excede 0,3 mg/L não pode ser utilizada em caldeiras. A água de condensação do vapor, que parece pura e transparente à primeira vista, contém níveis elevados de íons de ferro divalente. Se essa água for reutilizada diretamente no caldeirão sem ser tratada, os íons de ferro divalente entram no caldeirão, são concentrados pelo calor e oxidados, transformando-se em íons de ferro trivalente, que dão cor à água do caldeirão. Nos casos em que observei a coloração vermelha da água do caldeirão em usuários de caldeiras a vapor, mais de 85% dos casos se deviam ao fato de que a água de condensação continha níveis excessivos de ferro, sem ter sido tratada antes de ser reutilizada no caldeirão. Os íons de ferro trivalente são catalisadores da corrosão por oxigênio dentro das caldeiras. Eles não só aceleram o processo de corrosão, mas também causam a formação de incrustações de óxido de ferro. Além disso, essas incrustações provocam corrosão sob elas. As incrustações de óxido de ferro reduzem significativamente a eficiência de transferência de calor nos tubos da caldeira. Essa redução na eficiência leva ao desperdício excessivo de combustível, além de aumentar a temperatura dos gases de escape ； A incrustação de óxido de ferro não apenas encurta a vida útil da caldeira, mas também, ao se acumular em grande quantidade dentro dos tubos da caldeira, pode causar seu sobreaquecimento e deformação, o que representa um risco de explosão. Isso representa um grande perigo para o funcionamento seguro da caldeira. ▲Em 11 de julho de 2022, uma empresa conseguiu resolver o problema relacionado à cor e à pureza da água resultante da condensação do vapor ácido. O valor de pH dessa água ficou em 8. A água resultante da condensação do vapor ácido tinha cor vermelha. Existem três soluções para esse problema. Uma delas é adicionar amônia à água de alimentação do caldeirão. A amônia é um agente alcalino fraco; quando aquecida no caldeirão, ela se libera junto com o vapor, que entra no sistema de vaporização. O vapor contendo amônia passa por trocadores de calor, onde sua temperatura e pressão diminuem, fazendo com que ele se condense em água. A amônia se dissolve na água resultante da condensação, fazendo com que o valor de pH aumente e a água se torne alcalina. Quando o valor de pH ultrapassa 8, a amônia consegue neutralizar completamente o dióxido de carbono presente na água, formando NH4HCO3. NH3 + H2O → NH4OH (reversível)
NH4OH + CO2 → NH4HCO3 (reversível)
NH4OH + NH4HCO3 → (NH4)2CO3 + H2O (reversível)

A adição de amônia à água de alimentação das caldeiras tem como vantagem a capacidade de evitar que a água condensada, resultante do vapor ácido, fique com cor vermelha. A amônia é um agente regulador de pH barato e amplamente utilizado. Quando adicionada à água de alimentação das caldeiras, ela se dissolve na água, tornando-a ligeiramente alcalina, o que permite aumentar o valor de pH da água da caldeira. Quando a amônia é aquecida na água da caldeira, ela evapora e entra nos equipamentos de troca de calor. Com a diminuição da temperatura e da pressão, a amônia se dissolve novamente na água condensada. A adição de amônia à água de alimentação das caldeiras permite aumentar o valor de pH da água da caldeira, do vapor e da água condensada, neutralizando assim a corrosão causada pelo CO2 presente no vapor ácido e na água condensada nos equipamentos e tubulações do sistema. Além disso, isso reduz a concentração de íons de ferro na água condensada. A adição de amônia à água de alimentação da caldeira resolve o problema da cor vermelha da água de condensação do vapor ácido. No entanto, ao adicionar amônia, é preciso ter em conta os seguintes pontos: 1. A adição de amônia só consegue controlar a corrosão causada pelo CO2, que gera um pH ligeiramente ácido; ela não consegue controlar a corrosão causada pelo oxigênio. Nos sistemas de caldeiras que utilizam amônia para adicionar água, são frequentes problemas como corrosão nas tubulações de vapor, corrosão nos trocadores de calor, corrosão nas tubulações de água de condensação do vapor, além de uma coloração vermelha na água de condensação, devido ao excesso de íons de ferro ； Ao adicionar amônia à água de alimentação da caldeira para resolver o problema da cor vermelha da água condensada do vapor ácido, é preciso prestar atenção em alguns pontos: 2. A solução de amônia tem um certo poder corrosivo, além disso, o amônia gasoso tende a se evaporar facilmente. O armazenamento e uso de amônia líquida representam uma fonte de risco ； Ao adicionar amônia à água de alimentação da caldeira para resolver o problema da cor vermelha da água condensada de vapor ácido, é preciso prestar atenção em 3 pontos: 3. O ajuste do pH com amônia não dura muito tempo, e a quantidade de amônia necessária é relativamente grande. O amônia é volátil e instável quando aquecido. Nas fases gasosa e líquida presente nas caldeiras a vapor, há uma maior quantidade de gás em comparação com a quantidade de líquido. Para manter o valor de pH da água retornada após a condensação do vapor, evitando assim a corrosão das tubulações e níveis excessivos de ferro, é necessário adicionar grandes quantidades de amônia. É por isso que, às vezes, percebe-se um cheiro de amônia na água retornada após a condensação do vapor ； Problemas a serem considerados ao adicionar amônia à água de alimentação da caldeira para resolver a coloração vermelha da água condensada de vapor ácido: 4. Quando é adicionada uma quantidade excessiva de amônia à água, e com a presença de oxigênio dissolvido, ocorre uma corrosão mais intensa no cobre. Isso faz com que trocadores de calor feitos de cobre, tubulações de cobre e outros equipamentos relacionados sejam facilmente corroídos ； Adição de amônia à água de alimentação da caldeira para resolver o problema da cor vermelha da água condensada de vapor ácido: 5. A adição prolongada de grandes quantidades de amônia é prejudicial ao funcionamento da caldeira, pois isso pode causar corrosão. A água amoniacal é alcalina e acelera a precipitação de cálcio, magnésio e outros elementos, causando incrustações nos caldeiras e corrosão sob essas incrustações ； O uso prolongado pode causar corrosão em válvulas, tubulações e outros componentes. Portanto, a quantidade adicionada deve ser controlada com rigor. Além disso, é necessário fazer ajustes adequados durante a adição contínua ； Questões a serem consideradas ao adicionar amônia à água de alimentação da caldeira para resolver o problema da cor vermelha da água de condensação do vapor ácido: 6. A afirmação de que a adição de amônia controla os níveis excessivos de íons de ferro na água de retorno do condensado do vapor é uma falsidade. A adição de amônia só consegue controlar a corrosão de natureza levemente ácida causada pelo CO2; ela não consegue controlar a corrosão causada pelo oxigênio. Além disso, como o amônia é volátil quando aquecido, há uma grande quantidade dele no estado gasoso e pouca quantidade no estado líquido. Também não é possível adicioná-lo em altas doses por um longo período de tempo. Portanto, a adição de amônia só consegue aliviar parcialmente a corrosão no sistema a vapor, reduzindo de maneira limitada a concentração de íons de ferro na água resultante da condensação do vapor. Colegas, já houve situações em suas unidades, com as caldeiras a vapor, em que o valor de pH da água de condensação ficou baixo, tornando-a ácida? Já ocorreu alguma vez a coloração vermelha ou amarelada da água de condensação do vapor, ou níveis excessivos de ferro nessa água? Como vocês resolveram? Quais métodos vocês utilizam para a prevenção e remoção de incrustações em caldeiras, bem como para a proteção contra corrosão? Quanto a problemas como ajuste do pH da água de alimentação da caldeira, coloração vermelha da água dentro da caldeira, dureza da água de retorno, corrosão e acúmulo de incrustações na caldeira, corrosão no sistema de vapor, níveis elevados de ferro na água de condensação do vapor, cor vermelha da água de condensação ácida, além de testes e tratamento da qualidade da água da caldeira, a Universidade Química de Pequim, por meio de Yan Hui, no telefone 186OO475386, está sempre disposta a receber colegas do setor para discutir esses problemas e trocar experiências. Também estamos abertos para que os estudantes compartilhem informações sobre novas tecnologias relacionadas a caldeiras, bem como para que todos possam compartilhar suas experiências na gestão e uso de equipamentos de caldeiras. Estamos sempre prontos para ajudar aqueles que trabalham com caldeiras a resolver diversos problemas práticos. 3 soluções para a água de condensação de vapor ácido ter cor vermelha. Segunda solução para o problema da cor vermelha da água de condensação de vapor ácido – Filtração por equipamentos especializados para remover ferro da água de condensação de vapor a alta temperatura. Esses equipamentos eliminam os íons de ferro em excesso na água de condensação, fazendo com que sua cor volte ao normal. Dessa forma, a água pode ser reutilizada de maneira segura nos caldeiros. Desvantagens dos equipamentos para remoção de ferro da água de condensação do vapor a alta temperatura: alto investimento inicial nos equipamentos ； Os equipamentos para remoção de ferro da água de condensação do vapor a alta temperatura ocupam muito espaço. Além disso, os custos de operação e manutenção desses equipamentos não são compensadores ； O material de filtragem dos equipamentos para remoção de ferro da água condensada por vapor a alta temperatura precisa ser substituído a cada 2 a 3 anos. O custo de substituição do material de filtragem corresponde a cerca de um terço do custo total do equipamento ； Os equipamentos de remoção de ferro da água de condensação de vapor a alta temperatura não conseguem aumentar o valor de pH dessa água ； Os equipamentos de remoção de ferro da água de condensação do vapor a alta temperatura não conseguem resolver o problema da corrosão causada pelo vapor ácido e pela água de condensação nos equipamentos e tubulações do sistema de vapor da caldeira e no sistema de recuperação de água de condensação. A corrosão no sistema continua existindo, pois as fontes de íons de ferro também permanecem presentes. Portanto, a filtragem do ferro por meio desses equipamentos é uma solução temporária, e não uma solução definitiva. ▲Amostras de água utilizadas no tratamento da cor vermelha da água de condensação de vapor ácido, em julho de 2022. Terceira solução para resolver o problema da cor vermelha da água de condensação de vapor ácido: adição do agente protetor BF-31T para sistemas de condensação de vapor. Para combater a corrosão causada pelo vapor ácido e pela água de condensação nos equipamentos e tubulações dos sistemas de vapor e recuperação de água das caldeiras, geralmente se utiliza a tecnologia de proteção de sistemas de condensação BF-31T. Nesse caso, é utilizado o produto desenvolvido pela Universidade Química de Pequim, o agente protetor BF-31T, para evitar a ocorrência de corrosão. O agente de proteção do sistema de água de condensação BF-31T é a tecnologia central do projeto financiado pelo Ministério da Ciência e Tecnologia, intitulado “Tecnologia de geração de vapor sem emissões”. O produto protetor para o sistema de água de condensação BF-31T foi aprovado em 2003 no âmbito do projeto de “Registro pela Associação Chinesa de Tratamento de Água para Caldeiras”. O agente de proteção contra a água de condensação de vapor BF-31T oferece vantagens técnicas para resolver o problema da coloração vermelha da água de condensação de vapor ácido. O agente BF-31T é um líquido emulsificado alcalino e volátil. Ao ser adicionado à água de alimentação do caldeirão, o BF-31T se dissolve na água, tornando-a ligeiramente alcalina. Quando aquecido na água do caldeirão, o BF-31T evapora e entra nos equipamentos de troca de calor. Com a diminuição da temperatura e da pressão, o BF-31T volta a se dissolver na água de condensação. O mecanismo de ação do agente protetor contra a condensação de vapor BF-31T consiste em formar uma camada protetora em todo o sistema da caldeira, isolando assim o O2 e o CO2. Além disso, ele aumenta os valores de pH da água da caldeira, do vapor e da água de retorno. Dessa forma, é possível resolver completamente os problemas de corrosão causados pelo oxigênio e por ácidos fracos na água de condensação. O agente também elimina a fonte de íons de ferro presente na água de condensação, resolvendo assim definitivamente o problema da coloração vermelha dessa água. Esse mecanismo de proteção combate tanto a causa quanto os sintomas do excesso de ferro na água de condensação. Não só se garante que os níveis de ferro estejam dentro dos limites aceitáveis, mas também se protege completamente todos os equipamentos e tubulações da caldeira, evitando assim corrosão, perfurações e vazamentos. Isso, por sua vez, prolonga a vida útil dos equipamentos do sistema. O agente protetor contra água de condensação a vapor BF-31T oferece vantagens técnicas, pois resolve o problema da coloração vermelha da água de condensação ácida. Além disso, o agente protetor para sistemas de água de condensação BF-31T exige condições de uso simples; não há exigências quanto à temperatura da água de condensação ou ao teor de ferro. No entanto, alguns equipamentos que removem ferro têm requisitos específicos em relação à temperatura da água de condensação e ao seu teor de ferro. O agente protetor contra a água de condensação de vapor BF-31T resolve o problema da coloração vermelha da água de condensação de vapor ácido. Uma vantagem técnica do BF-31T é que ele não é afetado pelas flutuações na carga de produção, possuindo uma excelente capacidade de amortecimento, sem prejudicar os indicadores de qualidade da água. O agente protetor contra a água de condensação de vapor BF-31T oferece vantagens técnicas, como a capacidade de evitar que a água de condensação ácida fique com cor vermelha. Além disso, o custo do BF-31T diminui à medida que sua utilização no sistema aumenta. Não há também problemas relacionados à emissão de águas residuais decorrentes de processos de lavagem ou limpeza. O agente protetor contra água de condensação de vapor BF-31T oferece vantagens técnicas ao resolver o problema da coloração vermelha da água de condensação de vapor ácido. Em comparação com o uso de amônia, o BF-31T consegue elevar o valor de pH da água do forno e do vapor, o que ajuda a evitar a corrosão causada por umidade ligeiramente ácida. O amônia é volátil, com maior presença no estado gasoso do que no líquido. Sua utilização em grandes quantidades não resolve o problema da corrosão por oxigênio. A técnica de controle do valor de pH por meio da adição do agente protetor contra condensação de vapor BF-31T à água de alimentação das caldeiras possui todas as vantagens do processo de adição de amônia: preço acessível ； Isso não aumentará o teor de sal na água do caldeirão ； É volátil e consegue proteger todo o equipamento e as tubulações do sistema de vapor da caldeira. O agente de proteção contra água de condensação BF-31T tem como componentes principais agentes neutralizantes, formadores de filme e outros aditivos. Ele possui função de neutralização e formação de filme, além de boa estabilidade. Além disso, possui uma proporção adequada entre as fases gasosa e líquida, o que permite controlar rapidamente a corrosão no sistema. As aminas de neutralização atuam para neutralizar e elevar o pH da água de alimentação do caldeirão, da água do forno, do vapor e da água de condensação. Elas também neutralizam a corrosão causada pelos ácidos fracos formados pelo dióxido de carbono presente na água ； Os agentes formadores de filme criam, na superfície do metal, uma camada protetora de moléculas únicas que têm propriedades hidrofóbicas. Os espaços entre as moléculas dessa camada são menores do que o diâmetro das moléculas de dióxido de carbono e oxigênio. Isso impede que as moléculas de gases corrosivos, como O2 e CO2, entrem em contato com o metal, evitando assim a corrosão do mesmo ； Uma razoável relação de distribuição entre as fases gasosa e líquida permite que o agente químico seja distribuído de forma eficaz nas fases gasosa e líquida presentes nos tubos metálicos. Isso ajuda a resolver o problema da corrosão dos metais em sistemas com presença simultânea de ambas as fases. É especialmente adequado para a proteção e prevenção da corrosão em equipamentos que utilizam vapor de forma intermitente. O agente protetor para água de condensação de vapor BF-31T oferece vantagens técnicas para resolver o problema da coloração vermelha da água de condensação de vapor ácido. Além disso, o BF-31T permite uma rápida formação de camada protetora sobre a água de condensação. Em 72 horas, os níveis de íons de ferro na água atingem os padrões desejados. A água de condensação de vapor ácido, que tinha cor vermelha, volta ao estado normal em 72 horas, ficando pura e transparente. Isso facilita os testes com esse produto. Pode substituir completamente os desoxidadores e aditivos desoxidantes. O agente de proteção do sistema de água de condensação BF‑31T, em comparação com os processos convencionais de remoção de ferro e outras medidas utilizadas no mercado, não exige grandes investimentos em equipamentos fixos, nem custos de operação e manutenção. Além disso, não há necessidade de substituir frequentemente os materiais filtrantes (com duração de aproximadamente 3 anos, e custo total de 20-30%). Ele não só protege os equipamentos e tubulações do sistema, prolongando assim a vida útil do sistema de caldeiras, mas também elimina completamente as fontes de íons de ferro. Isso resolve definitivamente o problema da coloração vermelha da água de condensação resultante do vapor ácido, permitindo que a água de condensação pura e a alta temperatura seja reutilizada nas caldeiras, garantindo assim uma remoção eficaz do ferro da água de condensação. 3 soluções para a água de condensação de vapor ácido ter cor vermelha (Yan Hui)