7.3. Предотвращение накипеобразования в испарительных установках химическими, конструктивными и технологическими методами

Химические методы. Стабилизацию подкислением применяют для предупреждения образования накипи карбоната кальция и гидроксида магния на теплопередающих поверхностях.

Физико-химические методы. В основе рассматриваемых методов лежит применение химических реагентов – поверхностно-активных веществ, вводимых в испаряемую воду в настолько малом количестве (1–20 мг/дм³), что реакция их с примесями воды не играет существенной роли. Эффективность таких присадок обусловлена тем, что вследствие их большой поверхностной активности кристаллизация накипеобразователей на поверхности нагрева резко снижается. Поверхностно-активные вещества адсорбируются в виде мономолекулярной пленки на поверхности зародышевых кристаллов, либо препятствуя росту кристаллов, либо затрудняя адгезию их на поверхности.

Сильными стабилизирующими пептизирующими свойствами, способными предотвращать коагуляцию частиц в широком диапазоне содержания твердой фазы, характеризуются некоторые вещества – антинакипины, образующие сетчатую гелеобразную структуру и присутствующие в растворе обычно в виде мицелл и микромолекул (полиметакриловые кислоты, лигнины и др.).

Помимо перечисленных реагентов, являющихся главным образом стабилизаторами, используются также некоторые комплексообразователи, например гексаметафосфат натрия (NаРО₃)₆ и некоторые другие полифосфаты, и для стабилизационной обработки пресной охлаждающей воды. После успешных испытаний гексаметафосфата натрия в вакуумных испарителях при температуре 50–55 °С он был рекомендован в качестве компонента комплексной противонакипной присадки в смеси с дубильным экстрактом. Антинакипины должны обладать устойчивостью в условиях длительного кипячения испаряемой воды, а так как полифосфаты характеризуются невысокой термической устойчивостью, то их обычно применяют при температуре до 55 °С.

При высокой температуре (до 120 °С) и большой жесткости воды хороший эффект дало применение антинакипных реагентов, содержащих в различных соотношениях такие компоненты, как производные лигнин-сульфоновой кислоты, полиакриловую кислоту, соли ЭДТК (трилон Б), танины, сульфанол, вещества ОП-10 и ОС-20 и др. Для широкого внедрения присадок такого типа необходима дальнейшая работа по выявлению оптимальных антинакипинов и организация их производства.

Применение рассмотренных методов по предотвращению образования накипи в испарительных установках не позволяет обходиться без удаления (очистки) накипи с поверхностей аппаратов. К основным методам очистки относится самоочищение – частичное отделение накипи с поверхностей нагрева вследствие разности коэффициентов линейного расширения нагревательных элементов и слоя накипи при резком изменении температуры, создаваемом закачкой холодной воды в аппарат и прекращением подачи пара в нагреватель; химическая очистка с применением реагентов, которые широко используются в теплоэнергетике, а именно соляной кислоты, органических кислот (лимонной, уксусной и др.), комплексо-образующих реагентов типа ЭДТК и композиций на их основе; механическая или ручная очистка.