Teknik

Kazan Besi Sularının Hazırlanması/Arıtılması

Reşit Palabıyıkoğlu
Arokem Su Arıtma ve Kimya Sanayi




Ocak 2015 / Sayı: 78

Kazanlar, belirli bir basınç ve sıcaklıkta sıcak su ve buhar üreten ekipmanlardır. Bu işlevi yapabilmek için arıtılmış su kullanırlar.

Kazanı besleyen su tarafından kazana verilen tuzlar, kazanların çözelti kısmında kalır ve burada  kalan suyun içinde tuz konsantrasyonu zamanla artış gösterir. Bunun önlenmesi için kazan suyunun zaman zaman dren (blöf) edilmesi gerekir ve dren miktarı kadar arıtılmış suyun tekrar beslenmesi gerekir.

Kazanların taş bağlaması ve dolayısıyla tıkanmasının nedeni, suyun ihtiva ettiği kimyasalların sıcaklık ortamında gerekli birleşimleri yapmaları ve çökelek oluşturmalarıdır.

Kazanlara ham su beslemesi yapılmadan önce, daha önce de bahsettiğimiz gibi suyun analizi yapılmalı ve kazanın basıncına, tipine ve üreteceği buhar basıncına göre ham su arıtılmalı ve o şekilde kazana sevk edilmelidir.

Kazana zarar verecek veya taşlaşma/tıkanma/korozyona neden olacak iyonları; toplam sertlik (calsiyum + magnezyum), oksijen, karbondioksit, karbonat, bikarbonat, demir, silis, fosfat tuzları olarak sıralayabiliriz.
Bu iyonların kazan ortamında belli bir sıcaklıkta ve konsantrasyonda kazana zarar verecek miktarlara ulaşması, çözünürlükleri ile orantılıdır. Bunun önlenmesi için, analiz sonuçları ve kazandaki sıcaklık-basınç dikkate alınarak ham suyun arıtılması gerekir.

Taşlaşma/tıkanma; enerji-yakıt sarfiyatının yükselmesi, aşırı ısınma, işletme maliyetlerinin artması, kazanların sık sık bakıma alınması, plaka çatlakların artması gibi sonuçlara neden olur. Yapılacak olan doğru bir seçim ve uygun bir sistem bu giderleri ortadan kaldıracaktır. İlk yatırım maliyeti yüksek olabilir ancak uzun vadede ekonomik olduğu görülecektir. Ne yazık ki ülkemizde önce fiyata bakılmaktadır; kalite, uygunluk, kalıcılık çok da dikkate alınmamaktadır.

Kazanlarda korozyona neden olan parametreler, oksijen ve karbondioksit parametreleridir. En önemlisi oksijen iyonudur. Sıcaklığa bağlı olarak çok hızlı bir şekilde kazana zarar verir. Karbondioksit ise kazan içinde  suyun ph’ının düşmesine ve suyun asidik ortama geçmesine neden olur. 

Silisin de yüksek basınçlı kazanlarda uzaklaştırılması gerekir. Suda erimiş olan silis zan ortamında veya türbin pervanelerinde çökelmeye uğrayacağından kesinlikle suyun içinden alınmalıdır.

Kazan sularının arıtılması, ham suyun içinde bulunan zararlı olan iyonların kısmen veya tamamen alınması ya da ham suyun ön arıtması yapılarak (filtrasyon + yumuşatma) gerekli kimyasal maddelerin ilavesiyle fiziksel ve kimyasal olarak suyun hazırlanması şeklinde yapılabilir. Ancak bu düşük basınçlı kazanlar için geçerlidir.
Kazan besi sularının arıtılma veya hazırlama sistemleri; kimyasal arıtma, su yumuşatma, demineralize ve oksijen alma olarak sıralanabilir. 

Kimyasal Arıtma: Suyun içinde bulunan istenmeyen metal iyonların ve organik iyonların alınması işlevini yapacaktır.

Su Yumuşatma: Yalnızca suyun içinde bulunan toplam sertliğin alınması işlevini yapacaktır. 
Kireç ile Yumuşatma: Suyun toplam sertliğinin 35 fr üzerinde olması halinde, sertliği 25 fr’ın altına indirmek için tercih edilen bir prosesdir. Bu proses seçildiği zaman mutlak surette filtrasyon  işlemi uygulanmalı sonra yumuşatma ünitesi kullanılmalıdır.

Demineralize: Suyun tüm iyonlarının alınması, iletkenliğin minimize edilmesini sağlayan katyonik ve anyonik reçineden oluşan bir sistemdir. İstenilen kullanım parametrelerine göre tasarımı yapılabilmektedir. Son zamanlarda yerini revers osmos ünitelerine terk etmiştir.

Oksijen Alma: Suyun içinde bulunan ve korozyonun en büyük nedeni olan erimiş oksijenin alınması için termik degazör kullanılmaktadır. Düşük basınç, yüksek sıcaklıkta (102°-105 °C) çalıştırılmalıdır.
Kazanları korumak için arıtmanın yanında suyun şartlandırılmasının yapılması da gerekecektir. Bunun için kazanın kullanım şekli önemlidir.

Ph Ayarlanması, Korozyonu Önleyici Kimyasallar
Kostik kullanımı: ph için,
Soda kullanımı: sülfat giderimi için,
Sodyum ortafosfat kullanımı: kazanın ph durumuna (üç hali) uygun olanı korozyon için,
Tanen kullanımı: dağıtıcı, indirgeme ve film tabakası oluşumu sağlamak için,
Sodyum Sülfit kullanımı: oksijenin indirgenmesi için,
Hidrazin kullanımı: oksijenin indirgenmesi için kullanılır.

Düşük Basınçlı Kazanlarda Ham Suyun Şartları
Toplam sertlik 0-7 fr sertlikte olmalı. Fazla olması halinde oluşacak çökelti miktarı artacağından dren/blöf miktarı da artar, bu da işletme masrafını artırır. Blöf miktarı kazanda kullanılan suyun kalitesiyle bağlantılıdır.
Kalitesiz su kullanma aşırı blöf ve aşırı kimyasal madde harcama demektir. Blöf miktarının azalması demek enerji tasarrufu demektir.
Yine su yumuşatma ünitesi kullanılır. Ancak yumuşatma öncesi suyun içindeki karbonat iyonlarının alınması gerekir. Şayet kalsiyum kaçağı varsa, çökeltiye sebebiyet vermemek için tanen/fosfat kullanılması gerekir.
Orta basınçlı kazanlarda ham suyun arıtılmasına gereken özen gösterilmelidir.

Kazan basıncı 20-25 atü’yü geçmesi halinde kazana verilecek suyun kalitesi:
Ph: 8-9,2
Korozyon için ph degeri: 9,5-9,6
Toplam sertlik: 0-1 fr
Oksijen miktarı: 0,05- 0,1 mgr/lt
Toplam karbondioksit: 0-15 mgr/lt
Silis: 0-5 mgr/lt olmalı. Her ihtimale karşı hidrazin dozajı da düşünülmelidir.

Kazanlarda dren/blöf yapıldığında kazana kimyasal beslemelerin yapıldığı varsayımıyla kazanın durumunun kontrolü için blöf suyunun kontrolünde şu parametrelere bakılmalı bu değerler aşağıdaki gibi olmalıdır:
Toplam sertlik: 0 fr
İletkenlik: 4600-6000 mc/cm,
Ph: 9,5-10,5
Silis: 90-140 mgr/lt
Toplam demir: 5-8 mgr/lt
Klorür: 0-5 mgr/lt
Oksijen: 0-0,1 mgr/lt 

Geri