Sayfa BUHAR ÜRETMEK İÇİN KULLANILAN HAMMADDE, SU SU NEDEN EŞİ BULUNMAZ BİR KAYNAKTIR?

Transkript

1 Sayfa BUHAR ÜRETMEK İÇİN KULLANILAN HAMMADDE, SU SU NEDEN EŞİ BULUNMAZ BİR KAYNAKTIR? Su normal sıcaklıkta maddenin üç halinde (katı, sıvı ve gaz) bulunabilen tek maddedir. Aynı derecede ısıyı bilinen inorganik maddelerden daha etkin bir şekilde tutma özelliğine sahiptir. Su atmosferik basınçta buharlaştıkça 1600 kez genleşir ve bu buhar büyük miktarlarda ısı taşıyabilir. Suyun bu eşsiz özellikleri onu ısıtma ve enerji üretim proseslerinde ideal hammadde haline getirir. HER SU AYNI DEĞİLDİR Doğadaki tüm sular değişik miktarlarda çözünmüş madde, askıda katı madde ve çözünmüş gazlar ihtiva eder. Suda çözünmüş mineral miktarı deniz suyunda 36 ppm (mg/lt) den temiz suda 0.06 ppm e kadar değişir. Sudaki minerallerin çeşit ve miktarı kaynağına (göl, nehir, kuyu) ve ülkedeki konu ma (doğu, batı, güney) göre değişiklik gösterir. Buhar üretiminde kullanılacağı zaman sudaki minerallerin giderilme gerekliliği doğar. KAZAN BESİ SUYU NE KADAR SAF OLMALI? Yüksek basınçlı kazanların kullanımına eğilim arttıkça, ön şartlandırma enerji santrallerinin başarılı çalışmasında anahtar faktör haline gelmiştir. Kazan besi suyu kimyasal kompozisyonu öyle olmalı ki, kazan suyundaki mineraller kazan tasarım tolerans limitlerini aşmadan birçok kereler kazan içinde konsantre olabilsin. Eğer besi suyu bu değerleri taşımıyor ise, pisliklerden arındırmak için ön şartlandırmaya tabi tutulmalıdır. Tamamen giderilemeyen minerallerin kazan sisteminde depozit oluşumu, su yürümesi ve korozyona yol açmaması için kimyasal şartlandırmaya tabi tutulması gerekir. SU NEDEN EŞSİZDİR? SUYUN FİZİKSEL ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Su saf hali ile tatsız, kokusuz, renksiz bir sıvıdır. Yeryüzündeki doğal ısı koşullarında, maddenin üç halinde bulunabilen ( katı, sıvı, gaz) tek inorganik maddedir. Kolay erişilebilir bir ısıda buhara dönüşebilmesi sayesinde, enerji üretimi veya ısı iletiminde mükemmel bir kaynaktır.,

2 Sayfa SUYUN KİMYASAL BİLEŞİMİ NEDİR? Saf su basitçe Hidrojen ve Oksijen bileşimidir. Bilinen formül H 2 O dur. Bununla beraber su kaynaklarında bilinen bir çok melez formülü de bulunmaktadır. Su yaklaşık olarak 300 ppm oranında deuterium oksit ( D 2 O ) veya ağır su içerir. Bu durum susuzluk giderimi yada bitkilerin büyümesinde faydasızdır ama, nükleer reaktörlerin kontrol altında tutulmasında kullanılır. Suyun trityum oksit hali ise kozmik ışınlar ile radyoaktif hale getirilmiştir. Suyun sadece 1 dakika bu form altında bulunması bile su kaynağının yaşının ölçülmesi için yeterli olmaktadır. Her ne amaç için olursa olsun kazanlarda kullanmak için sadece saf su kabul edilmektedir. SU KAÇ DERECEDE KAYNAR? Suyun kaynama derecesi uygulanan basınca göre değişir. Atmosferik basınçta su 100 o C de kaynar. Basınç artıkça kaynama noktası da yükselir. 14 atü de su 198 derecede kaynar. Kritik basınç olan 218 bar da (suyun hiçbir kayba uğra madan buhara dönüşebildiği noktada) su 374 derecede kaynar. Basınç düştükçe suyun kaynama noktası da düşer. Yüksek vakumlama halinde su 1,5 o C gibi düşük sıcaklıklarda kaynayacaktır. ISI ENERJİSİ TAŞIMADA BUHAR NEDEN İDEALDİR? Kaynama noktasında 1 gr. Suyu buhara çevirmek için 538 kcal enerji gereklidir. Bu miktardaki buharlaşma ısısı buhar tarafından tutulmaktadır. Buhar yoğunlaştığında tuttuğu enerjiyi serbest bırakır. 1 gr suyun taşıyabileceği ısıyı bir düşünün. Eğer 1 gr su sıcaklığı başlangıçta 38 derece ise, ısıtmak için = 68 kcal. Ve buhara dönüştürmek için, 538 kcal. Enerji gerekir. Suya toplamda 606 kcal. Enerji yüklenmiş ve yoğunlaşıp 38 dereceye ulaştığında serbest bırakılmış olur. Isı transferi hiçbir zaman %100 etkili olmadığından, harcanan enerjinin bir bölümü kaybolur. Bu kayıba rağmen kullanılan yakıttan alınan ısının büyük bir bölümü kazan suyu tarafından absorbe edilir, buhar ile taşınır ve gerekli noktalarda serbest bırakılarak enerji olarak kullanılır. HER SU AYNI GEĞİLDİR. NEDEN BÜTÜN SULAR KAZAN KULLANIMINA UYGUN DEĞİLDİR? Tam anlamı ile saf su yoktur. Tüm doğal sular çeşitli miktar ve cinste mineraller içerirler. Sudaki mineraller kazan işletiminde probleme yol açacağından dolayı buhar üretiminde kullanılan suyun kalitesine özen göstermek gerekir.

3 Sayfa SU NE ÇEŞİT SAFSIZLIKLAR BARINDIRIR? Doğal sudaki safsızlıklar Çözünmüş katı maddeler Çözünmüş gazlar Askıda katı maddeler Olarak sınıflandırılabilir. Su, genel bir çözücüdür, temas ettiği kaya ve toprağı,havada yada toprakta bulunan organiklerden aldığı gazları çözer. Su topraktan askıda katı maddeleri sürükler ve aynı zamanda endüstriyel atıklar, yağlar ve proses atıkları ile temas eder. Genellikle sudaki atığın cinsi, ne ile temas ettiğine, atık miktarı ile temas süresine bağlıdır. DOĞADAKİ SULAR NE ÇEŞİT ÇÖZÜNMÜŞ MİNERALLER İHTİVA EDER? Su, kayalar ile teması sırasında başta kalsiyum karbonat (kireç ta şı), magnezyum karbonat (dolamit), kalsiyum sülfat (gypsum), magnezyum sülfat (epsom tuzu), silis (kum), sodyum klorit (sofra tuzu), hidre sodyum sülfat (glauber tuzu) ve az miktarda demir, manganez, florid,alüminyum olmak üzere birçok madde toplar. Bazı maden ve endüstriyel proses atıkları yüzey sularını çok asidik hale getirdikleri gibi; dünyadaki bir çok minerallerde yer altı sularını aşırı alkali hale getirir. Kanalizasyon atıklarına maruz kalan sularda ise nitrat ve fosfat a rastlanır. SU SERTLİĞİ NEDİR? Büyük miktarlarda kalsiyum ve magnezyum ihtiva eden su ile yıkamak zordur. Kalsiyum ve magnezyum bileşikleri suda köpürme meydana getirmek için sabunla reaksiyona girerler. Bu bileşenler su sertliği olarak adlandırılır. Doğal suyun sertliği birkaç ppm den 500 ppm e kadar çıkabilir. Kalsiyum ve magnezyum bileşenleri suda çözünemediğinden tortu, kışır ve depozit problemlerine yol açarlar. Su kaynağının sertliği suyun buhar üretimine uygun olup olmadığına karar vermek için uygun bir veridir. HANGİ GAZLAR DOĞAL SUDA ÇÖZÜNÜRLER? Su %21 i oksijen, %78 i nitrojen, %1 diğer ( %CO 2 Dahil ) gazlardan oluşan havayı belli miktarlarda çözer. Oksijen suda atmosferik basınç ve oda sıcaklığı altında 9 ppm e kadar çözünebilir. Suyun sıcaklığı arttıkça oksijenin çözünürlük oranı azalır, ama basınç altında alınan su büyük miktarda çözünmüş oksijen tutulabilir. Nitrojen doğal sularda çözülebilirse de, etkisiz bir gaz olduğundan kazan sularında bulunması bir problem yaratmaz. Su genelde havadan 10 ppm in üzerinde karbondioksit almaz. Karbondioksit suya genellikle topraktaki organizmalar ve bitki çürümeleri ile nüfuz eder. Her zaman olmamakla beraber sülfür ve metan da suda çözünebilir. Bu türden gazlar ancak kirletici konumda olduklarında problem yaratırlar.

4 Sayfa SUDA BULUNABİLECEK DİĞER KİRLETİCİ ETKENLER Doğal sular, petrol ve endüstriyel atıkların yanı sıra türbidite, renk kum ve tortu şeklinde mineraller de taşır. Renklenmenin sebebi çürümüş bitkilerdir. Sudaki çamurun ve bulanıklığın sebebi kil ve balçık olabileceği gibi, çok ince bölünmüş organik madde ve mikroorganizmalarda olabilir. Petrol, yağ,gres,lağım ve diğer atık türleri de doğal su kaynakları kirletilebilir. DENİZ SUYU İLE TATLI SU ARASINDA NE GİBİ FARKLILIKLAR VARDIR? Bu iki su arasındaki temel farklılık çözünmüş minerallerin miktarından kaynaklanılır.deniz suyu 1 litrede 36 gram mineral ihtiva ederken (genellikle tuz) tatlı sudaki mineral miktarı 1 litrede 0,06 ila 1,2 gram arasındadır. Kazan besi suyu olarak genelde tatlı su kullanılsa da günümüz ön şartlandırma metotları deniz suyu ve benzeri tuzlu suların da metotları deniz suyu ve benzeri tuzlu suların da kullanımını mümkün kılmaktadır. TATLI SU KAYNAKLARI NELERDİR VE BİRLEŞİMLERİ NEYE GÖRE DEĞİŞİR? Tatlı su kaynakları nehir, bent akıntıları gibi yer üstü,derin veya yüzey kuru olmak üzere yer altı suları olabilir.yeraltı suları genelde muhteviyat olarak birbirlerine eş olup,doğrudan yağmur,toprak erozyonunu ve endüstriyel atıklar ile etkilenen yüzey sularından daha az miktarlarda askıda katı madde ve tortu taşırlar. Bununla beraber yer altı suları oldukça serttir. Ortalama bir yüzey suyu 95 ppm toplam sertliğe sahip iken bu değer yer altı sularında ortalama 200 ppm e kadar çıkabilir Bazı maden bölgelerinde yer altı suları ve yer üstü sularının demir ve manganez ortalamasının üzerine çıkabilir. KAZAN SUYU NE KADAR SAF OLMALI? KAZAN BESİ SUYU NEDİR? Kazan a açık buhar kullanımı ve blöf ile olan kayıpları karşılamak amacı ile eklenen suya besi suyu adı verilir.kapalı devre buhar kullanımı çoğu zaman yoğunlaşır ve kazan besi suyunun parçası olarak geri döner. Kondens dönüşüne ekleme ihtiyacı duyulan suya ise katma su (make up)denir Katma su olarak şartlandırma prosesinden geçmiş kaynak suyu kullanılır, bu nedenle besi suyunun bileşimi katma su kalitesi ile kondens dönüşü miktarına bağlıdır. İÇMEDE YADA KAZAN BESİSİNDE KULLANILACAK İYİ SU ARASINDA BİR BAĞLANTI VARMI? Lağım atıklarının zararları haricinde içme suyu gerekleri ile kazan besi suyu gerekleri arasında bir benzerlik yoktur. İçme suyunda bulunan ve suyun tadını etkileyen birçok mineral insan bedeni tarafından absorbe edilir,bununla birlikte şifalı su olarak adlandırdığımız sular da yüksek minerallidirler. Sudaki tortular kazan tarafından, insan bedeni tarafından atıldığı kadar rahat atılmazlar. Kazanlar çelik yığını olmasına

5 Sayfa rağmen insan midesinden daha hassastırlar bu yüzden ön şartlandırma konusunda çok hassas davranılmalıdır. BESİ SUYU NE KADAR SAF OLMALI? Besi suyu saflığı hem sudaki safsızlıkların miktarına hem de yapısına bağlıdır. Sertlik,demir ve silis gibi bazı safsızlıklar sodyum tuzlarından daha endişe vericidir. Besi suyu kullanım miktarına ve kazan dizaynına (basınç,ısı transfer oranı ve benzeri özellikler ) göre hangi oranların tolore edilebileceğine bağlıdır. Besi suyu saflık gereksinimleri çok değişken olabilir. Düşük basınçlı alev duman borulu kazanlar yüksek sertlikte besi suyu değerlerini tolare edebilirken, yüksek basınçlı birçok modern kazan nitelikli kimyasal şartlandırma ile tamamen tortularından arınmış su kullanma gereksinimi duyarlar. ÇALIŞMA BASINCI KAZAN SUYU GEREKSİNİMLERİ NASIL YÖNLENDİRİR? Amerikan kazan üreticileri birliği ABMA çalışma basıncına bağlı olarak yüksek buhar saflığı elde etmek için kazan suyu bileşimi limitleri belirliyor. Kazan suyu bileşimini belirlemede korozyon ve depozitleşme gibi birçok faktör varken ABMA aşağıdaki (tablo 1) tabloda da görüldüğü gibi çalışma basıncı arttıkça kazan suyu gereksinimlerini daha da zorlaştırıyor. Günümüz su borulu kazan teknolojisinde ısı akı değerleri btu\hr\saft in çok üzerine eski teknolojili kazanların kapasitesinin fazlasına çıkabiliyor. Bu durum mekan kısıtlaması da göz önünde bulundurulduğunda ABMA limitlerinin tekrar gözden geçirilmesi gerekliliğini doğruluyor. Tablo iki de görülen termal enerji sistemi araştırma komitesi ASME nin besi suyunun tam anlamlı ile saf olması için belirlediği değerlerdir. Bu yeni değerler sadece tavsiye niteliğinde olup daha rafine değerler için çalışmaktadır. BESİ SUYUNDA İÇ VE DIŞ ŞARTLANDIRMA NE DEMEKTİR? Dış şartlandırma sudaki safsızlıkların kazana girmeden azaltılması yada tamamen ortadan kaldırılması demektir. Genelde bir yada birden fazla safsızlığın kazan içerisinde tolore edilemeyecek kadar yüksek değerlerde olduğundan kullanılır. Her sistemin ihtiyacına uygun olan dış şartlandırma (y umuşatma, evaporasyon, buharlaştırma reverse osmos,degazör, iyon değiştirici) kullanılarak gerekli niteliklerde besi suyu elde etmek mümkündür. İç şartlandırma tortuların kazan içinde sabitlenmesi işlemidir. Reaksiyon besi hatları yada kazanın bizzat içinde meydana gelir. İç şartlandırma hedef besi suyu sertliğinin bütünü ile reaksiyona girmek, korozyonu kontrol etmek, oksijeni tüketmek ve kazan suyu kirinin buhara taşınmasını önlemektir.

6 Sayfa TAVSİYE EDİLEN KAZAN SUYU DEĞERLERİ VE İLGİLİ BUHAR SAFLIĞI (TAM YÜKDE DENGE DEĞERLERİNDE) ALEV DUMAN BORULU KAZANLAR KAZAN İŞLETME BASINCI Psig DEĞER TOPLAM ÇÖZÜNMÜŞ KATI MADDELER1 KAZAN SUYU ppm (max) DEĞER TOPLAM ALKALİNİTE2 KAZAN SUYU ppm ASKIDA KATI MADDE KAZAN SUYU ppm ( MAX) DEĞER TPOLAM ÇÖZÜNMÜŞ KATI MADDE LER2,4, BUHAR ppm (MAX BEKLENEN DEĞER) 0,2 1,0 0,2 1,0 0,2 1,0 0,1 0,5 0,1 0,5 0,1 0, NOT(3) 1 N\A N\A N\A 0,1 0,1 0,05 0,05 TEK GEÇİŞLİ KAZANLAR 1400 ve üstü 0,05 N\A N\A 0,05 1. Besi suyundaki toplam çözünmüş maddeye yansıyan gerçek değerler. Yüksek değerler besi suyundaki yüksek,düşük değerler,düşük katı maddeler için. 2. Sınırlar içindeki gerçek değerler kazan suyundaki toplam çözünmüş katı madde ile doğru orantılı 3. Kazan suyu şartlandırma programına bağlıdır 4. Bu değerler silise özel TABLO 1

7 Sayfa MODERN ENDÜSTRİYEL SU TÜPLÜ KAZANLARIN GÜVENLİ,SÜREKLİ ÇALIŞMASI İÇİN SU KALİTE SINIRLARI KAZAN BESİ SUYU KAZAN İŞLETME BASINCI Psıg DEMİR ppm Fe BAKIR ppm Cu TOPLAM PPM CaCO ND4 ND4 KAZAN SUYU İŞLETME BASINCI ppm CaCO3 Psıg SİLİS Psig SİO2 TOPLAM ALKALİNİTE1 ppm Ca2CO3 ÖZEL İLETKENLİK mho\cm NS3 NS psi in altındaki kazanlarda maximum OH-(hidroksit) alkalinite seviyesi silis çözünürlüğü ve diğer diğer iç şartlandırma kompenentleri önemsemeden tek başın ölçülmelidir. 2- Maksimum toplam alkalinite kabul edilebilir buhar saflığı ile aynı prensiplere sahiptir.kontrol parametresi olarak eğer mümkün ise toplam alkalinite deki limitasyon kontrolü geçmeli. Eğer katma su psig de demineralize su ise kazan suyu alkalinitesi ve iletkenliği psi aralığı tablosundaki gibi olmalıdır. 3- NS(Belirtilmemiş) bu durumlarda serbest sodyum yada potasyum hiroksit alkalinitesi baz alınmalı. Bu yüksek basınç oranlarında,küçük ve değişken miktarda tpolam alkalinite ile varsayılan uygun kontrol,yada uçucu şartlandırma, var ve ölçülebilir olacak 4- Tespit edilemez TABLO 2

8 Sayfa SU ŞARTLANDIRMA NEDEN GEREKLİDİR? SUDAKİ SAFSIZLIKLAR DEPOZİTOLUŞUMUNA YOL AÇABİLİR. Besi suyu kazana girdiğinde, kazan ısısı sertliğe yol açan kalsiyum ve magnezyum tuzlarının çökelmesine sebep olur. Sudaki sertlik,kazanın sıcak metal yüzeyi üzerinde kışır a sebep olur. Su kazan içinde buharlaştıkça besi suyu safsızlıkları da konsantre olur. Yüksek basınçlı kazanlarda çok az miktarlarda olsa bile demir bakır ve silis birikerek depozitlenme problemine yol açabilir. Kireç taşı oluşumu (kışır) kazan metali yüzeyinde aşırı ısınma ve dolayısı ile metal yüzeyinde aşırı ısınma ve dolayısı ile metal yorgunluğuna sebep olduğundan kimyasal şartlandırmaya ihtiyaç duyulmaktadır. SU KAZAN METALİNDE KOROZYONA YOL AÇAR. Kazan metal korozyonu yüzeysel aşınma ve bölgesel aşınma olarak iki formu olan komplike bir oluşumdur. Genelde kazan korozyonuna yol açan faktörler suda çözünmüş gazlar (özellikle oksijen) ve yüksek Ph şartlarıdır. Yüksek ısı korozyon oluşumunu hızlandırır. Korozyon genelde metalin zayıflaması,metal yorgunluğuna yol açar ve kazanda depozit oluşumuna sebep olan reaksiyon ürünleri yaratır. DÜŞÜK SAFLIKTA SU DÜŞÜK SAFLIKTA BUHAR VERİR Kazan suyunda yüksek konsantrasyondaki çözünmüş ve askıda katı maddeler suyun buhara karıştığı yüzeyde köpürmeye neden olur. Bu olay kazan suyu kirinin ve tortuların buhara taşınmasına sebep olur. Kazan suyu kirinin buhara taşınması süper heater,tribün ve diğer prosesleri kullanan sistemlerde korozyon ve depozitlenmeye yol açar. Bütün bu etkenlerin yanında kullanım faktörlerinin de (mekanik kökenli ve işletim kökenli ) kazan kirinin buhara taşınmasına yol açtığı düşündüğümüzde yüksek buhar kalitesi için suyun niteliklerinin iyi takip edilmesi gerekliliği ortaya çıkıyor. SUDAKİ SAFSIZLIKLAR DEPOZİTLENMEYE SEBEP OLUR KAZAN DEPOZİTLERİNE SEBEP NEDİR? Kazan suyu buharlaşması,safsızlıkların konsantre olmasına yol açar. Kazan kışırı ısı transfer yüzeyinde çökelen yada metale yapışıp sert ve yapışkan bir hal alan askıda katı madde halindeki su tortularından meydana gelir. Yüksek ısı bazı minerallerin parçalanmasına bazılarının da çözünürlük oranlarının düşmesine sebep olur. Su sıcak maddeler ile temas ettiğinde genellikle bünyesinde bulunan katı maddeler depozitlenmeye yol açar.

9 Sayfa NE ÇEŞİT TORTULAR DEPOZİTLENMEYE YOL AÇAR? Kalsiyum ve magnezyum çözünmüş bikarbonatları ısı altında parçalanarak çözünmez karbonatlar ve CO2 açığa çıkarırlar. Bu karbonatlar doğrudan kazan metaline çökerir yada kazan yüzeyinde depozitlenmeye yol açacak şekilde yapışkan çamur haline gelir. Kalsiyum sülfat ısıya bağlı olarak daha az çözünür olur. Sülfat ve silis genelde doğrudan kazan metali üzerine çöker ve çamurlaşamaz bu yüzden çok daha büyük problemlere yol açarlar ve temizlenmeleri zordur. Silis çok büyük miktarlarda görülmekle beraber bazı özel durumlarda oldukça fazla kışıra yol açar. Besi suyu ile sisteme giren askıda yada çözünmüş demir de (korozyon artıkları) kazan metali yüzeyinde depozitlenmeye yol açar. Petrol ve diğer proses atıkların depozitlenmesi arttırdığı gibi bizzat depozitlenme de yapar. Sodyum bileşenleri kuru tüplerde,sabit buhar tabakalarında veya var olan gözenekli depozitlenmelerde olduğu gibi su kuruma noktasına gelecek kadar buharlaşmadıkça depozitlenmezler. SIK GÖRÜLEN KAZAN DEPOZİTLERİ NELERDİR? Şartlandırılmamış kazan sularında mineraller depozitlenmeye sebep olduğu gibi yeryüzü katmanlarına görülenlere benzer kristarilize oluşumlar da yaratır. Depozitler çoğunlukla korozif maddeler,su atıkları ve minerallerin karışımlarından meydana geldiği gibi seyrek olarak tek maddeden de oluşabilir. Kalsiyum karbonat, sülfat yada silis, magnezyum hidroksit yada silis, demir ya da bakır oksitleri ve silis karışımları en sık rastlanan depozit kompozisyonlarıdır. Eğer besi suyunda fosfat var ise kazan suyundaki çamur depozitleri kalsiyum ve magnezyum fosfat içerebilir. FOSFAT DEPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİ NEDİR? Fosfat depozitleri fosfat bazlı şartlandırma programı uygulanan kazanlarda görülen depozitlerdir. Fosfat depozitleri genelde yumuşak kahverengi yada gri renkte ve normal temizlik ile kolaylıkla temizlenebilen bir depozit türüdür.bunlar yüksek sertlikte sularda atık fosfat programı uygulandığında tercih edilen reaksiyon ürünleridir. Lignin gibi organik çamurlar ile kolayca etkileşime girdiğinden yapışkan değildirler. Kalsiyum fosfat (hidroksiepatit) genelde kazan depoziti analizlerinde en sık karşılaşılan depozittir. KARBONAT DEPOZİTİNİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Karbonat depoziti genellikle granül şeklinde ve deliklidir.kalsiyum karbonat kristalleri iri olmakla beraber, diğer parçacıklar ile de birleşmiştir,böylelikle kışır yoğun ve bir bütün halde görülür. Karbonat depoziti asidik bir çözeltinin içine atıldığında rahatlıkla erimesi ile fark edilebilir. Karbonat depoziti asidik bir çözeltinin içine atıldığında rahatlıkla erimesi ile fark edilebilir. Karbon dioksit baloncukları kışırdan ayrılıp kolayca eriyeceklerdir.

10 Sayfa SÜLFAT DEPOZİTİNİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Kristal yapısı karbonattan daha küçük olan sülfat depoziti çok daha sert ve bir miktar daha yoğundur. Sülfat depoziti daha kırılgan,kolayca ufalanmayan ve asidik solüsyona atıldığında erimeyen bir yapıya sahiptir. SİLİS DEPOZİTİNİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Yüksek bir silis depoziti porselen benzeri bir sertliğe sahiptir. Silis kristalleri çok küçük olup yapısı çok yoğun ve su geçirmeyen kışır halindedir. Bu kışır çok kırılgan, dağılıp toz haline gelmeyen ve hidroklorik asitte çözülmeyen bir yapıya sahiptir. DEMİR DEPOZİTLERİNİN ÖZELLİKLERİ NELERDİR? Paslanma veya kazana eklenen taze su yolu ile gelen demir depozitleri çok koyu renktedir. Kazandaki demir depozitleri genellikle manyetiktirler. Sıcak asitte koyu kahverengi bir hal alarak çözülürler. DEPOZİTLER NE GİBİ PROBLEMLERE YOL AÇARLAR? Depozitlerin yol açtığı en büyük problem aşırı ısınmadan dolayı boru patlamalarıdır. Depozitler metal üzerinde izolasyon etkisi yaparak borulardan dolaşan suya ısı geçişini engellerler. Bu olay metalin aşırı ısınmasına yol açar. Aşırı ısınma belli bir noktadan sonra metal yorgunluğuna sebebiyet verir. Kazan depozitleri borularda kısmen tıkanmaya ve daralmaya yol açarak ısı iletim veriminde yetersizliğe ve borularda aşırı ısınmaya yol açar. Depozitlenmenin altında korozif bir tabaka oluşması ihtimali de kazan için ayrıca bir tehlike teşkil etmektedir. Kazan depozitleri genel anlamda düşük verim, aşırı yakıt tüketimi,hesapta olmayan harcamalar ve yüksek temizlik maliyetlerine sebebiyet vererek işletme veriminin düşmesine yol açabilir. SU KAZAN METALİNDE PASLANMAYA YOL AÇAR KOROZYON NEDİR? Basit anlamı ile korozyon metalin özüne dönmesidir. Demir korozyon sonucu demir oksit haline dönüşür.yine de korozyon prosesi kompleks bir elektro kimyasal reaksiyondur. Korozyon geniş yüzeyleri etkileyeceği gibi toplu iğne başı büyüklüğünde deliklerde açabilir. Kazanda korozyonun temel sebebi metalin oksijen ile reaksiyona girmesidir, bununla birlikte yoğun stres, ph değerleri ve özel kimyasal korodetler de değişik korozif etkilere yol açar.

11 Sayfa KOROZYON ÖZELLİKLE NERELERDE GÖRÜLMEKTEDİR? Korozyon genellikle besi suyunun çözünmüş oksijen,karbondioksit ve düşük ph ihtiva ettiği durumlarda meydana gelir. Kazanda korozyon ise,kazan suyu alkalinitesi çok düşük veya çok yüksek olduğu durumlarda çalışma yada duruş esnasında oksijene doymuş su kazan içinde beklediğinde oluşur. Kazandaki yüksek ısı ve basınç da korozif mekanizmayı hızlandırıcı bir etkendir. Buhar ve kondens sistemlerinde korozyon genelde karbondioksit ve oksijen gazlarının bir arada bulunması ile meydana gelir. Sülfür esaslı gazlar ya da amonyak gazı sistemdeki bakır alaşımların korozyona uğramasını hızlandıran kirleticilerdir. METALDE KOROZYON YORGUNLUĞU NEDİR? Kazan metalinde korozyon yorgunluğundan dolayı oluşacak çatlamalar,iki tür mekanizma ile gerçekleşir. İlkinde ani ısı değişikliği (ani ısıtma veya soğutma ) sonucu metal üzerinde oluşacak streslerden kaynaklanacak korozyon belli noktalardan konsantre olur ve metal yüzeyi üzerinde yoğun pürüzlenmelere yol açar. Bu tip delinme veya pürüzlenmeler genellikle korozyon korumasının yetersiz kaldığı durumlarda gerçekleşir. İkinci tipte ise yüksek saflıkta besi suyu kullanan kazanlarda görülen metal yorgunluğu çatlamalarıdır. Bu tür çatlamalar,metal yüzeyler üzerinde oluşan yoğun bir oksit film tabakası ani ısı değişiklilerinden kaynaklanan stres sonucu çatladığında görülür.korozyon yorgunluğundan kaynaklanan çatlamalar genellikle kalın,kaba ve yüzey boyunca devam eder şekildedir. Genelde tüplerin iç yüzeylerinde oluşmaya başlayarak dış yüzeylerine doğru ilerler. KOSTİK ÇATLAMA NEDİR? Kostik çatlama (Kostik kırılganlık) genellikle iç damarlaşma şeklinde oluşan çok ciddi bir kazan metal yorgunluğu çeşididir. Bu gibi çatlamalar aşağıdaki durumlarda görülür 1. Metal yoğun basınca maruz kalınca, 2. Kazan suyu Kostik ihtiva ettiğinde. 3. Kazan suyunda az bir miktar da olsa silis bulunduğunda 4. Ufak sızıntı gibi bir mekanizma kazan suyunun basınçlı metali üzerinde yoğunlaşmasına yol açınca Kostik çatlama özellikle eski tip perçinli bölgelerde ve birleşim yerlerinde yarıklar oluşturması ile ciddi bir problemdir. Kaynaklı kazanların kullanılmaya başlanmasından itibaren kullanılan yuvarlatılmış boru uçları hala bu saldırıya karşı zayıftır. Herhangi bir şartlandırma programına başlarken Kostik çatlama da mutlaka göz önünde bulundurulmalıdır.

12 BAŞKA NE GİBİ MADDELER KAZAN KOROZYONUNA SEBEP OLUR? Sayfa Fazla miktarda şelatartıkları (CaCO3 olarak 20 ppm) yada yanlış uygulanan şelat programları kazanda korozyon oluşturur. Kazan katı atıklarının yüksek ısı bölgelerinde yoğunlaşması da kazan korozyonuna sebep olur. Kazan korozyonu oluşmaması için su şartlandırma uzmanının tavsiyeleri özenle uygulanmalıdır. KOROZYON NE GİBİ PROBLEMLERE SEBEP OLUR? Korozyon iki yönden problem yaşatır.bu problemlerden ilki metalin kendisinin bozulması ikincisi ise yüksek ısı yayan kazan bölgelerinde korozyon ürünlerinin depozitlenmesidir.kazandaki toplam yüzeyin homojen bir şekilde korozyona,aşınmaya maruz kalarak incelmesi daha az önem verilen bir olaydır çünkü tüm kazanlarda kullanım süresince korozyondan dolayı genel bir aşınma yaşanmakta ve normal karşılanmaktadır. Ancak korozyon değişik kimlikler ile karşımıza çıkmaktadır; belli noktalarda derin çukurcuklar olacak şekilde aşınmalar boru delinmelerine, depozit altı korozyonlar ise boru patlamalarına sebep olmaktadırlar. Buhar kondens dönüş hatlarında korozyondan dolayı hatların ve ekipmanın değişimi çok pahalıyla mal olabilir. KAZAN KOROZYONU NASIL ÖLÇÜLÜR Günümüzde yüksek ısı akışına sahip kazanlara olan eğilim korozyonun enerji üretim santralleri için büyük bir problem haline gelmesine yol açmıştır. Kazan suyu korozyon potansiyelini ölçebilmek için hidrojen gazı örneklemesi uygulanmaktadır. Bu test korozyon oluşumunda ortaya çıkan hidrojen gazına dayanılarak yapılır. Salınan hidrojen gazının miktarı ölçülerek yükteki ani dalgalanmalar kazan suyu nitelikleri ve yakıt değişiklikleri incelenebilir. Bu tür bir bilgi iyi eğitimli ve deneyimli bir mühendis tarafından incelendiğinde çalışan kazanda korozif bulgular olup olmadığı rahatlıkla anlaşılır. KAZAN SİSTEMİNİ KOROZYONDAN KURTARMAK İÇİN NELER YAPILMALIDIR. Korozyondan korunmanın en bilinen yöntemleri: besi suyundan çözünmüş oksijenin alınması, kazan suyuna alkali koşullar sağlamak, iç yüzeyleri temiz tutmak, kazanı servis dışı olduğu sürece koruma altına almak, buhar ve kondens sistemlerinde oluşan korozif gazlara kimyasal şartlandırma ile engel olmak. Korozyona karşı etkili olacak kimyasalın seçimi ve kontrolünde tam anlamı ile korozyon sebeplerini anlamak ve doğru ölçüm almak ve doğru doğru ölçüm almak çok önemlidir.

13 Sayfa DÜŞÜK SAFLIKTAKİ SU DÜŞÜK SAFLIKTA BUHAR VERİR: KAZAN SUYU SÜRÜKLENMESİ NEDİR? Kazan suyu sürüklenmesi kazan suyu kirlerinin ve tortularının buhara sürüklenmesidir. Bu sürüklenmenin bir çok sebebi vardır. Kazan yüzeyinde kabarcıklar yada köpüklenme oluşur ve bunlar buharla birlikte kazanı terk ederler. Buna köpürme denir ve sabun köpürmesine benzetilebilir. Buhar çıkış yüzeyinde hızla yükselen baloncukların patlaması ile buğu ve serpinti şeklinde ufak su zerrecikleri açığa çıkar. Buna bazen aquaglobection denir ve esasen köpüğün oluşmadığı sadece ufak su parçacıklarının su yüzeyinden yükselmesi ile oluşan bira yada şampanya köpüğü gibidir. Kabarma kazan suyunda yaşanan, yükteki ani değişimin yol açtığı, aynen sodalı su şişesinin açıldığında olanlar benzeri ani bir kabarmadır. Buhar kirlenmesi aynı zamanda kazan haznesindeki buhar ayrıştırıcı ekipmanın düzgün monte edilmemesinden kaynaklanan sızıntı ile de oluşur. NEDEN KÖPÜKLENME OLUR? Suda çözünebilen yada çözünmez nitelikteki katı atıklar olması kazan suyunda yoğun olarak köpürmeye yol açar. Alkalilerin petrol atıklarının, yağların, greslerin, askıda katı madde ve belli özelliklere sahip organik maddelerinde köpüklenmeye sebep olduğu bilinmektedir. NEDEN KÖPÜRME OLUR? Kabarma, zarar görmüş buhar ayrıştırma ekipmanından, kazan suyunda belirlenen üst limitlerin aşıldığı koşullarda çalışılmasından, buhar ihtiyacındaki ani değişimlerden yada buharın yüzeye karıştığı bölgede aşırı su seviyesi bulunmasından dolayı olur. KAZAN SÜRÜKLENMESİ NASIL ÖLÇÜLÜR? Buhar saflığı sodyum iyon analizörü kullanılarak yapılır. Bu alet kazan suyu kirleticilerinin miktarını ölçmek için soğutulmuş buhar örneğindeki sodyum iyon miktarını ölçer. Sodyum iyon analizörü yoğunlaştırılmış buhardaki sürüklenmeyi 1 ppb den itibaren ölçebilir. Buhar saflık ölçümü için A,S,T,M,D 1066 model buhar örnek ağızlığı kullanılması tavsiye olunur. YAĞ SÜRÜKLENMEYİ NASIL ETKİLER? Pompalar ve diğer yağlanmış ekipman kazan besi suyunda yağ atıklarına sebep olur ve köpüklenmemelere yol açabilir. Bu olay genellikle kazan suyu alkalinitesi ve sabunlaşan yağ ile ilgilidir.

14 ASKIDA KATI MADDELER SÜRÜKLENMEYİ NASIL ETKİLER? Sayfa Askıda katı maddeler buhar baloncuğunun yüzeyinde toplanarak bir tabaka oluşturur ve buharın sertleşmesine sebep olur. Buhar baloncuğu bu sertleşme yüzünden kırılmaya, dağılmaya karşı koyar ve köpüklenir. Askıda katı madde miktarı çoğaldıkça baloncuk üzerinde topaklanmalar o oranda çoğalır. Deneyimler göstermiştir ki bazı durumlarda yüksek miktarlarda askıda katı madde içeren bir kazan suyunda sürüklenme olmamakta bununla beraber limitlerin çok altında bir miktarda askıda katı madde içeren bir kazan suyunda sürüklenme görülebilmektedir. Bu gösteriyor ki sürüklenmede etkin olan askıda katı maddenin miktarı kadar türüdür. SEÇİCİ SİLİS SÜRÜKLENMESİ NE EDEMEKTİR? Silis buhar yoluyla iki şekilde sürüklenebilir. Buharda silis oluşumu genel kazan suyu sürüklenmesi ile yada uçucu formu ile buhara girmesi ile olur. Sonraki aşamada silis gaz gibi hareket eder ve seçici olarak sürüklendiği varsayılır. Kazan basınçları 400psi nin üzerine çıktıkça silisin buhara seçici olarak taşınmasında kabul edilebilir miktarının üzerine çıkma eğilimi gösterdiği olmuştur. SÜRÜKLENMENİN YARATTIĞI PROBLEMLER NELERDİR? Kazan suyundaki herhangi çözünmüş yada asılı kalmış madde buhar ve kondens sisteminde depozitlenmeye yol açar. Katı maddeler,süper heater ve türbinler üzerinde depozitlendiğinde, aşırı ısınma,korozyon,ısı tüpleri yorgunluğu ve türibün etkinliğinde azalma ile sürüklenen katı atıklar,açık buhar kullanılan bir çok proseste kirlenmeye yol açabilir SÜRÜKLENMEYİ ÖNLEMEK İÇİN NE GİBİ TEDBİRLER ALINABİLİR? En etkili yöntem kazan suyundaki katı madde konsantrasyonlarını tavsiye edilen sınırlarda tutmaktır. Yüksek su seviyesi,aşırı kazan yüklemeleri ve ani yük değişikliklerini engellemek de sürüklenmenin oluşumunu engeller. Kirlenmiş kondens dönüşü de çok sıklıkla sürüklenmeye sebep olur. Bu gibi durumlarda kondens tankı kirlenmenin oluştuğu bölge bulunup müdahale edilinceye kadar geçici olarak boşaltılıp, taze su ile doldurulmalıdır. Kazan suyundaki çözünmüş maddeye karşı kirlilik yoğunluğuna bağlı olarak köpüklenmeyi engelleyici bir kimyasal kullanımı da çok etkili olabilir. Son olarak ise kazan rutin kontrol için kapatıldığında buhar ayrıştırıcı eleman montajının kontrolü ve hatasız montajı bir çözüm sunulabilir.

15 Sayfa SUDAKİ SAFSIZLIKLARIN GİDERİLMESİ KOAGULASYON VE FLOKULASYON Koagulantlar su kaynağında bulunan askıda katı madde parçacılarının yükünü nötralize edip onları çökelen yada filtre edilebilen tortular haline dönüştüren kimyasallardır. Suya (kireç,soda, kül,sodyum aluminat gibi) yumuşatıcı kimyasallar eklemek çözülmüş sertlik tuzlarının çökelmesini, dolayısıyla askıda katı maddeyi, sertliği, toplam çözülmüş katı atıkları ve alkaliniteyi etkin biçimde giderdiği gibi bazı durumlarda sudaki silis miktarını da düşürür. İYON DEĞİŞİM KOLONLARI Tuz suda çözüldüğünde pozitif iyonlar (katyon) ve negatif iyonlar (anyon) olu şturur. Örneğin kalsiyum bikarbonat Ca (HCO3)2 kalsiyum katyonu (Ca 2 ) ve bikarbonat anyonu (HCO3 - ) oluşturur. En yaygın iyon değişim formu, suyu kalsiyum ve magnezyum katyonlarını sodyum ile değiştiren bir reçineden geçirmeyi içerir. Bu tipik bir yumuşatma şartlandırmasıdır. Anyonlar sudan özel iyon değişim reçineleri kullanılarak da atılabilir. Suyun demineralizasyonu yada çözünmüş maddelerin tamamen arındırılması anyon ve katyon değişim reçinelerinin beraberce kullanılması ile gerçekleştirilir. DİĞER METODLAR Sudaki pislikleri temizlemede koagulasyon, çökeltme ve iyon değişimi gibi metotların birçok kombinasyonu mevcuttur. Diğer metotlar ise degazör (suyun ısıtılıp açığa çıkan gazların ventile edilmesi), oksijen ve karbondioksit i indirgemek ve distile su elde etmek için buharlaştırma (kondens) ve tüm çözülmüş mineralleri gidermek için reverse osmos KOAGULASYON VE ÇÖKERTME KLARİFİKASYON NEDİR? Tavsiye, su kaynaklarındaki askıda katı madde ve renklenmenin giderilmesidir. Askıda katı madde, hali hazırda yerleşmiş büyük partiküller de içerebilir. Bu gibi durumlarda tavsiye ekipmanları çökeltme havuzlarını da içerebilir. Genellikle askıda katı madde partikülleri çökmeyecek kadar küçük olup bunun yerine filtrelerden geçebilir. Bu gibi bölünmüş yada askıda kalmış maddelerin yok edilmesi için koagulantlar gerekebilir.

16 KOAGULASYON NEDİR? Sayfa FLAKULASYON NEDİR? Koagulasyon sadece bölünmüş ve asılı kalmış pisliklerin yük nötrlemesi yapılarak aniden çökebilecek yada filtrelenebilecek kütlelere dönüştürülmesidir. Askıda katı maddelerin askıda kalmalarını sağlayabilecek kadar geniş yüzeyleri vardır. Bununla beraber partiküller birbirine yapışmayıp aksine itecek negatif elektrik yüklere sahiptir. Bu sebeple koagulasyon işlemi negatif yükleri nötralize edip birbirleriyle yapışmalarını sağlayıcı çekirdek oluşturan bir işlemdir. Flakulasyon ise pıhtılaşmış partiküllerin birbirleri ile bağlantılandırılmasıdır. NE TÜR KOAGULANTLAR KULLANILIR? En yaygın kullanılan koagulantlar demir ve alüminyum tuzlarıdır ( ferik sülfat, ferik klorit, alüminyum sülfat ve sodyum aluminat) Ferik ve alüminyum iyonlarının her biri üç pozitif yük taşır bu yüzden etkinlikleri negatif yüklü askıda katı maddeler ile reaksiyona girme oranları ile ilişkilidir. Başarılı bir kullanımı ile bu koagulantlar suda, askıda katı madde toplayacak olan bir ağ gibi kabarcıklar oluşturur.polielektrolit adı verilen sentetik maddeler pıhtılaşma amacı ile üretilmiştir.bu maddeler artı yüklü uzun zincir şeklinde moleküllerden oluşur.bazı durumlarda pıhtılaşma işine yardımcı olması amacı ile organik polimerler ve özel tipte killer kullanılır. Bunlar tanelerin daha hızlı çökmesi için onları ağırlaştırarak pıhtılaşma işine yardımcı olurlar KİMYASAL ÇÖKTÜRME NEDİR? Çökelme prosesinde suya eklenen kimyasallar suda çözünemeyen reaksiyon ürünü elde etmek amacı ile çözünmüş sertlik alkalinite ve bazen de silis miktarını düşürmek için kullanılır. Su şartlandırılmasında en çok kullanılan kimyasal çökertme metodu kireç soda yumuşatmasıdır. Kireç, Yumuşatma Prosesinde Nasıl gösterir? Hidrojene kireç (kalsiyum hidroksit )çözünmez çökelticiler oluşturmak amacı ile çözünebilir kalsiyum ve magnezyum bi karbonatlar ile reaksiyona girer.bu reaksiyon aşağıdaki gibi gerçekleşmektedir Ca(OH) 2 + Ca (HCO 3 ) CaCO 3 +2 H 2 O Kireç Kalsiyum Kalsiyum Su Bikarbonat Karbonat 2Ca(OH) 2 +Mg(HCO 3 ) Mg(OH) CaCO 3 + 2H 2 O Kieç Magnezyum Magnezyum Kalsiyum Su Bikarbonat Hidroksit Hidroksit

17 Sayfa Kalsiyum karbonatın büyük bölümü ve magnezyum hidroksit, çökertme ve filtrasyon ile yok edebilecek bir çamur oluşturur. Bu yüzden kireç bikarbonat alkalinitesini yükselttiği gibi bikarbonat formunda (geçici sertlik) bulunan sertliği de yok eder. Kireç Magnezyum sülfat ve klorit ile reaksiyona girerek magnezyum hidroksiti çökeltir, fakat bu işlemde çözülebilir, fakat bu işlemde çözülebilir kalsiyum,çözülebilir sülfat ve klorit oluşur. Kireç kalsiyum sülfatları ve kloritleri (kalıcı sertlik) önlemekte etkili değildir. SODA KÜLÜ YUMUŞATMA İŞLEMİNDE NASIL REAKSİYONA GİRER? Soda külü öncelikle bikarbonatı olmayan sertliği (sülfat sertliği yada kalıcı sertlik olarak da geçer) gidermede kullanılır. Aşağıdaki gibi çalışır Na 2 CO 3 + CaSO CaCO 3 + Na 2 SO 4 Soda külü Kasiyum Kalsiyum Sodyum Sülfat Karbonat Sülfat Na 2 CO 3 + CaCl CaCO NaCl Soda külü Kalsiyum Kalsiyum Sodyum Klorıd Karbonat Klorid Reaksiyon sonucunda oluşan kalsiyum bikarbonat çamur olarak çökelir. Sonuç itibariyle oluşan sodyum sülfat ve klorit yüksek çözünürlükte ve tortusuz bir oluşumdur. KİREÇ- SODA YUMUŞATMA METOTLARI NELERDİR? İki genel tip kesikli ve süreklidir.kesikli yumuşatmanın eski metodu ise kimyasal bir tank içinde su ile karıştırmak, reaksiyon için yeterli zaman tanımak ve çamurun dibe oturmasına zaman vermek ve temiz suyu dışarı atmaktır(deşarj) Sürekli (kontini) Kireç Soda yumuşatmasının daha modern metodu ise özel tasarlanmış bölmeli tankın ; Kimyasalların gelen suya parça parça yedirilmesi. Kimyasal reaksiyon ve çamur çökelmesi için bekleme ve Yumuşatılmış suyun sürekli deşarjı için hazırlanması aşamalarını içerir.kireç Soda yumuşatması suyun ısısına bağlı olarak sıcak yada soğuk olarak ikiye ayrılabilir. Sıcak işlem yumuşatıcıları kimyasal reaksiyon oranları, silis giderilmesi artırır ve daha yüksek kaliteli su üretimini sağlar. Neden Koagulantlar Kireç Soda İşleminde Kullanılır?

18 Sayfa Koagulantlar, klarifikasyonda askıda katı maddeleri giderdiği gibi yumuşatmada da partikülleri kümeleme görevini üstlenirler.koagulantlar çamurlaşma hızını % 20-%50 oranında arttırılabilirler.sodyum aluminat ın Kireç Soda yumuşatmasında koagulant olarak özel bir avantajı vardır. Diğer koagulantlardan ayrı olarak alkalindir ve hatta magnezyum seviyesini düşürerek yumuşatma reaksiyonlarına da yardımcı olur.koagulantların etkili kullanımı yumuşatma işleminde silisin giderilmesinde yarar sağlar. Çamurun koagulasyonu esnasında silis baloncuk tarafında emilir. KİREÇ SODA YUMUŞATMASININ DEZAVANTAJLARI NELERDİR? En önemli dezavantajları demir yüzdesinin azaltılmasına rağmen tamamen yok edilmemesidir. Metot,beslenen kireç ve soda külü miktarını ayarlamayı da içerdiğinden, ham su bileşimi ile su akış miktarındaki değişikler yüzünden kontrolü zor bir hal almıştır KİREÇ SODA YUMUŞATMANIN AVANTAJLARI NELERDİR? En büyük avantajı sertliği giderirken alkaliniteyi,toplam çözünmüş katı maddeleri ve silisi de gidermesidir.kireç Soda işleminde suyun ön temizliğinin yapılması gerekli değildir. Başka bir avantajı ise sürekli sıcak proses yumuşatmasında bir miktar oksijen ve karbondioksit giderilmesinin de mümkün olmasıdır. Katı madde miktarındaki düşüşten dolayı Enerji sarfiyatı düşüşü gözle görülür seviyelerde gerçekleşir. Bu düşüş besi suyunun iletkenliğini düşürür ve blöf miktarını azaltarak, enerji ve su tasarrufu sağlar İYON DEĞİŞİM MEKANİZMALARI İYON DEĞİŞİMİ NEDİR? Mineraller suda çözündüklerinde iyon adı verilen elektrik yüklü iyon adı verilen elektrik yüklü partiküller oluştururlar. Örneğin;kalsiyum karbonat pozitif yüklü (katyon)bir kalsiyum iyonu ile negatif yüklü bikarbonat iyonu (anyon) oluşturur. Bir çok doğal ve sentetik madde değişim amacı ile sudaki mineral iyonlarını giderme özelliğine sahiptir. Örneğin su basit bir katyon değişim yumuşatıcısından geçirilerek tüm kalsiyum ve magnezyum iyonları giderilip sodyum iyonları ile yer değiştirilebilir. İyon değişim reçineleri genelde küçük boncuk taneleri şeklinde olup suyun içinden akacağı yüzlerce metre uzunluğunda bir yatak oluştururlar İYON DEĞİŞİM REÇİNELERİNİN TÜRLERİ NELERDİR? İyon değişim reçineleri anyon ve katyon olmak üzere iki tiptir Katyon değişim reçineleri sadece Ca +2 ve Mg +2 gibi pozitif yüklü iyonlar ile etkileşime girer. Anyon değişim reçineleri ise sadece bikarbonat(hco - 3 ) ve sülfat (SO -2 4 ) gibi negatif yüklü iyonlar ile reaksiyona girerler Bir çok katyon değişim reçinesi olmasına

19 Sayfa rağmen genelde sodyum yada hidrojen çemberinde işlem görürler. Bu sudaki tüm katyonları sodyum yada hidrojene dönüştürmek için dizayn edilebilir demektir.anyon reçineleri Zayıf Taban Kuvveti Taban olarak iki bölümde ele alınırlar.zayıf bazlı reçineler iyon değişiminden öte emilmeye benzer bir proses ile karbondioksit yada silisi değil (esasen karbonik asit ve silice ousasid)sadece kuvvetli asit anyonlarını giderir. Öte yandan güçlü tabana sahip anyonlar hem silis ve karbondioksit hem de kuvvetli asit anyonlarını düşük değerlere çekebilir. Güçlü tabanlı anyonlar genellikle hidroksit çemberinde çalışırlar. Alkalinitenin düştüğü durumlarda ise dealkalizasyon amacı ile Klorit anyon değişimi kullanılır İYON DEĞİŞİM REJENERASYONU NEDİR? İyon değişim reçineleri sudaki iyonların giderilmesinde sınırlı bir kapasiteye sahiptir Kapasiteleri kullanıldığında rejenere edilirler Bu genelde iyon değişim prosesini tersine çevirerek yapılır. Sodyum çemberinde çalışan iyon değiştiricilerinde sodyum kapasitesini yenilemek için tuz (NaCl ) yada hidrojen kapasitesini arttırmak için asit (H 2 SO 4 veya HCl ) eklenir. Anyon değiştiricileri Hidroksit iyonlarını yenilemek için Kostik (NaOH) yada amonyum hidroksit (NH 4 OH)ilerejenere edilir. Dealkalinizasyonun klorit formunda anyon reçineleri rejener etmek için tuz (NaCl) kullanılır. Rejenerasyon, sitemi devre dışı bırakarak konsantre solüsyon olarak hazırlanmış canlandırıcı kullanılarak gerçekleştirilir. Bu durumda İyon değişim maddeleri önceden sudan arındırılmış iyonları bırakır veiyonlar sistemden temizlenmiş olur İyon değişim ünitesi bu aşamadan sonra çalışmaya hazır hale gelir. SPLİT AKIŞ YUMUŞATMASI NEDİR? Bu proses sodyum çemberinde çalışan katyon değiştirici çıkışını karıştırmayı içerir.amaç suyun alkalinitesini düşürmektir.sodyum çemberi alkalinitesi etkilenmediği için ve hidrojen çemberi asidik su oluşturduğundan,istenilen düzeyde bir alkalinite elde etmek için çıkışların karşılaştırılmasıdır. DEALKALİZASYON NEDİR? Su alkalinitesini düşürmek için kullanılan bir iyon değişim prosesi dealkalizasyon olarak adlandırılır. Bu proses suyun klorit çemberinde çalışan bir anyon değiştiriciden geçirilmesini kapsar Değiştirici karbonat bikarbonat ve sülfat gibi alkali anyonları giderip bu iyonların yerine kloriti yerleştirir. Dealkalizasyon prosesi katyon değişim yumuşatması ile desteklenmelidir. DEMİNERALİZASYON NEDİR? Bu işlem suyun hem anyon hem de katyon değişim reçinelerinden geçirilmesi ile olur. Katyon değişim prosesi hidrojen çemberinde çalışır Tüm katyonların yerini hidrojen alır. Anyon değiştirici hidroksit çemberinde çalışır ve tüm anyonları hidroksit ile değişir. Bu prosesteki en son çıkış temel olarak hidrojen ve hidroksit iyonlarından, yada saf sudan oluşur. Deminerilizasyon prosesi birçok formda görülebilir.karışık

20 Sayfa yatak prosesinde anyon ve katyon değiştirici maddeler özel olarak bir ünitede karıştırılır. Çok yataklı düzenlemelerde katyon değişim yatakları,zayıf yada güçlü tabanlı anyon değişim yatakları ve degazörlerden oluşabilir. İYON DEĞİŞİMİNİN DEZAVANTAJLARI NELERDİR? Sodyum çemberi iyon değiştirici yumuşatmasının en büyük dezavantajı ham su toplam katı madde, alkalinite, ve silis değerlerinin düşürülmesidir. Hidrojen çemberinde gerçekleştirilen iyon değişiminde ortaya çıkan problem ise akışkanın asidik PH ından kaynaklanan korozyondur. Demineralizasyondaki problem ise yüksek miktarda askıda katı madde içeren ham sulardaki yüksek arıtma maliyetidir. Genellikle ham sudaki askıda veya koloidal maddelerin yoğunluğu, iyon değişim veriminde azalma ve diğer zorluklara yol açabilir. Bir çok yerde iyon değişim prosesi su kaynağında ön şartlandırmaya ihtiyaç duyulabilir. İYON DEĞİŞİMİNİN AVANTAJLARI İyon değişiminin en büyük avantajı kontrol kolaylığıdır. Ham su sertliğindeki yada akış oranındaki sıradan değişimler yumuşatma prosesinin bütünlüğünü etkilemez. Toplamda sistem kireç soda sisteminden daha az yer kaplar ve daha yumuşak su verir. Asit değiştiricilerinin kullanımı düşük alkalinitede yumuşak suya ihtiyaç duyulduğundan daha büyük avantajlara sahiptir. İyon değişim demineralizasyonunun temel avantajı diğer herhangi bir metottan daha kaliteli su elde edilmelidir. DİĞER METOTLAR: UÇUCU GAZLARIN SIYRILMASI DEAERASYON Sudaki çözünmüş oksijen kazan korozyonuna sebep olduğundan su kazana girmeden oksijenden arındırılmalıdır. Besi suyu deaerasyonu çözünmüş oksijeni Degazörde deaeratörün buharı ile sudan atar. Buharın çözünmüş oksijeni taşıyan kısmı ventile sudan atılır.iki temel tip buhar degazörü vardır. Sprey tip Degazörde püskürtülen buhar üniteye püskürtülen besi suyu ile karıştırılır. Tabaka tipte ise sisteme giren su bir çok tabakalara temas ettirilip küçük damlacıklar haline getirilerek püskürtülen buhar ile irtibatı sağlanır. Tabaka tipli degazörlerde, degazör bölümünde temas süresi fazladır. EVAPORATÖRLER NASIL KULLANILIR Su tamamen saf buhar elde etmek amacı ile ön şartlandırmaya tabi tutulur ve sonra yoğunlaştırılıp kazan besi suyu olarak kullanılır Bir çok tip evaporatör vardır ve en basit tipi [eşanjör] bir tank suyun içinden geçen buhar bobinlerinin suyu kaynama noktasına getirmesi sistemine dayalı olandır.etkiyi ve ısı ile buharlaşmayı arttırmak için birinci kazandaki buhar ikinci kazanda buhar bobinlerinden geçirilir. Flaşh tipi