Mohamad
03-25-2011, 05:11 AM
آشنایی با دستگاه هوازدا (Deaerator)
دستگاه هوازدا براي حذف گازهاي خورنده (بخصوص اکسيژن و دي اکسيد کربن) از آب تغذيه ديگهاي بخار استفاده مي شود. جدا سازي اکسيژن و دي اکسيد کربن آزاد، از بروز خوردگي در لوله ها، پمپها، بدنه ديگ هاي بخار و خطوط برگشت بخار مايع شده، پيشگيري مي کند.
هوازدا ممکن است در خلاء شرايط اتمسفريک و يا تحت فشار کار کند. روشهاي تماس آب و بخار به صورت پاششي (Spry) و يا سيني هاي غربالي (Siev tray)، سيني فنجانکي (Bubble tray) و بستر آکنده (Packed bed) مي باشد. به طور معمول بخار و آب به صورت غير هم جهت وارد برج هوازدا مي شوند. قسمت اعظم بخار در اثر تبادل حرارت با آب مايع مي شود. آب گرم مي گردد و با کاهش حلاليت گازها در آب، گازهاي خورنده به فاز بخار منتقل شده، به همراه حدود 2% بخار ورودي، از بالاي برج هوازدا خارج مي شود. پايين بودن فشار جزئي گازها در فاز بخار عامل ديگري براي انتقال گازها از مايع به بخار به شمار مي آيد.
انشعابي از بخار وارد لوله منفذ داري در قسمت تحتاني منبع ذخيره مي گردد. بخار دميده شده در آب، گازهاي محلول و دي اکسيد کربن حاصل از تجزيه حرارتي بي کربناتها را به بيرون مي راند.
2HCO3- —>CO3-- + CO2 + H2O
دماي آب مخزن تغذيه تابع نوع هوازدا مي باشد. به طور معمول مقادير زير براي آن پيشنهاد مي گردد.
نوع خلاء 70-90 ◦C
نوع اتمسفريک 100 ◦C
نوع تحت فشار 103-104 ◦C
مشخصات عمومي هوازدا:
هوازداها معمولا شامل يک برج تبادل گاز از نوع سيني دار و يک مخزن ذخيره استوانه اي مي باشد. مشخصات عمومي هر يک از اين دو قسمت به شرح ذيل مي باشد.
برج تبادل گاز:
برج تبادل گاز داراي سيني مجهز به کلاهکهاي عبور بخار از نوع فنجانکي (Bubble cap) مي باشد.
بدنه سيني ها و کلاهکها برج تبادل گاز از فولاد ضدزنگ (Stainless steel) ساخته مي شود.
يک شير برقي براي ورود بخار بر روي برج تبادل گاز نصب مي شود. وضعيت شير توسط کنترل کننده سطح مايع در منبع ذخيره کنترل مي گردد.
برج تبادل گاز با پشم شيشه عايق بندي مي شود تا از اتلاف حرارت و کاهش راندمان برج جلوگيري گردد.
آب ورودي به بالاي برج و بخار ورودي به پايين برج تبادل گاز، توسط نازلهاي مناسب به طور يکنواخت در سطح برج توزيع مي شوند.
مخزن ذخيره:
مخزن ذخيره هوازدا استوانه و به صورت افقي از ورق فولاد ساخته مي شود.
سطح داخلي مخزن ذخيره با رنگ اپوکسي مقاوم در برابر حرارت، پوشش داده مي شود تا از بروز خوردگي جلوگيري شود.
مخزن ذخيره به سيستم کنترل سطح آب، مانومتر، ترمومتر، شيشه آبنما، سرريز، لوله گرم کننده و دريچه بازديد مجهز است.
1 لوله هوای خروجی 6 تغذیه مواد شیمیایی 11 شیر اطمینان فشار 16 لول کنترل آب 21 ترموستات 2 ورود آب 7 شیر برقی بخار 12 مانومتر 17 لول کم آبی 22 شیر یک طرفه 3 برج گاززدایی 8 بخار ورودی فشار بالا 13 فشار شکن بخار 18 شیر تخلیه بخار 23 سرریز آب 4 صافی بخار 9 شیرسوزنی بای پس 14 شیر آب خروجی 19 قشار سنج 24 پمپ آبگیری 5 مخزن آب 10 وکیوم برگر 15 ترمومتر 20 شیشه های آبنما
طبق اصول زیر گازهای محلول در آب (اکسیژن و دی اکسید کربن) توسط دستگاه هوازدا حذف می گردد:
از آنجا که افزایش درجه حرارت آب، نسبت معکوس با حلالیت گازها در آب دارد، بنابراین افزایش درجه حرارت آب در اثر تماس با بخار، سبب کاهش حلالیت گازهای محلول در آب می گردد.
به دلیل پائین بودن فشار جزئی گازهای مورد نظر در فضای داخلی هوازدا، گازهای محلول در آب به فضای مجاور خود (فاز بخار) منتقل می گردند.
خلاء موضعی ناشی از کندانس شدن بخار به حذف گازهای محلول در آب منجر مي شود.
علل کاربرد هوازدا:
وجود گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن در آبهای تصفیه شده مورد مصرف در دیگهای بخار واحدهای صنعتی و مسکونی سبب ایجاد ضایعات زیر می گردد:
اکسیژن موجود در آب مصرفی دیگ های بخار، در حد فاصل فاز مایع و فاز بخار، باعث ایجاد حفره های موضعی (Pitting) می گردد که انفجار حفره ها یکی از عوامل آسیب دیدگی دیگ های بخار می باشد.
وجود گازهای اکسیژن و دی اکسیدکربن علاوه بر ایجاد خوردگی در لوله های برگشت (کندانس)، عامل ایجاد پدیده کویتاسیون در پمپ ها می باشند. که این پدیده باعث ایجاد خوردگی پره های پمپ ها می گردد.
در فرآیندهایی که از بخار آب به منظور بوزدایی (Stripping) استفاده می شود، وجود اکسیژن نه تنها عامل بوزدایی را مختل می سازد، بلکه در اثر اکسیداسیون، در محصول ایجاد بو خواهد نمود. (نظير فرآیند تولید روغن نباتی)
به منظور جلوگیری از ایجاد شوک حرارتی در دیگهای بخار، افزایش درجه حرارت آب ورود به دیگ بخار تا محدوده نقطه جوش بسیار حائز اهمیت می باشد.
در دستگاه هوازدا علاوه بر حذف گازهای اکسیژن و دی اکسیدکربن از آب، درجه حرارت به نحو مطلوب افزایش می یابد.
مهمترین مزایای هوازدا عبارت است از:
به لحاظ جداسازی گاز از آب در ستون جداکننده، اختلاط بخار با آب ذخیره شده در مخزن هوازدا صورت نمی پذیرد.
استفاده از مبدل حرارتی جریان مخالف در ستون جداکننده، در مقایسه با نمونه های مشابه از نقطه نظر اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه می باشد.
اطلاعات جمع آوری شده از واحدهای نصب شده، نشانگر کارآیی بالای این سیستم در مقایسه با نمونه های مشابه و حذف کامل گازهای مضر از آب می باشد.
دستگاه هوازدا براي حذف گازهاي خورنده (بخصوص اکسيژن و دي اکسيد کربن) از آب تغذيه ديگهاي بخار استفاده مي شود. جدا سازي اکسيژن و دي اکسيد کربن آزاد، از بروز خوردگي در لوله ها، پمپها، بدنه ديگ هاي بخار و خطوط برگشت بخار مايع شده، پيشگيري مي کند.
هوازدا ممکن است در خلاء شرايط اتمسفريک و يا تحت فشار کار کند. روشهاي تماس آب و بخار به صورت پاششي (Spry) و يا سيني هاي غربالي (Siev tray)، سيني فنجانکي (Bubble tray) و بستر آکنده (Packed bed) مي باشد. به طور معمول بخار و آب به صورت غير هم جهت وارد برج هوازدا مي شوند. قسمت اعظم بخار در اثر تبادل حرارت با آب مايع مي شود. آب گرم مي گردد و با کاهش حلاليت گازها در آب، گازهاي خورنده به فاز بخار منتقل شده، به همراه حدود 2% بخار ورودي، از بالاي برج هوازدا خارج مي شود. پايين بودن فشار جزئي گازها در فاز بخار عامل ديگري براي انتقال گازها از مايع به بخار به شمار مي آيد.
انشعابي از بخار وارد لوله منفذ داري در قسمت تحتاني منبع ذخيره مي گردد. بخار دميده شده در آب، گازهاي محلول و دي اکسيد کربن حاصل از تجزيه حرارتي بي کربناتها را به بيرون مي راند.
2HCO3- —>CO3-- + CO2 + H2O
دماي آب مخزن تغذيه تابع نوع هوازدا مي باشد. به طور معمول مقادير زير براي آن پيشنهاد مي گردد.
نوع خلاء 70-90 ◦C
نوع اتمسفريک 100 ◦C
نوع تحت فشار 103-104 ◦C
مشخصات عمومي هوازدا:
هوازداها معمولا شامل يک برج تبادل گاز از نوع سيني دار و يک مخزن ذخيره استوانه اي مي باشد. مشخصات عمومي هر يک از اين دو قسمت به شرح ذيل مي باشد.
برج تبادل گاز:
برج تبادل گاز داراي سيني مجهز به کلاهکهاي عبور بخار از نوع فنجانکي (Bubble cap) مي باشد.
بدنه سيني ها و کلاهکها برج تبادل گاز از فولاد ضدزنگ (Stainless steel) ساخته مي شود.
يک شير برقي براي ورود بخار بر روي برج تبادل گاز نصب مي شود. وضعيت شير توسط کنترل کننده سطح مايع در منبع ذخيره کنترل مي گردد.
برج تبادل گاز با پشم شيشه عايق بندي مي شود تا از اتلاف حرارت و کاهش راندمان برج جلوگيري گردد.
آب ورودي به بالاي برج و بخار ورودي به پايين برج تبادل گاز، توسط نازلهاي مناسب به طور يکنواخت در سطح برج توزيع مي شوند.
مخزن ذخيره:
مخزن ذخيره هوازدا استوانه و به صورت افقي از ورق فولاد ساخته مي شود.
سطح داخلي مخزن ذخيره با رنگ اپوکسي مقاوم در برابر حرارت، پوشش داده مي شود تا از بروز خوردگي جلوگيري شود.
مخزن ذخيره به سيستم کنترل سطح آب، مانومتر، ترمومتر، شيشه آبنما، سرريز، لوله گرم کننده و دريچه بازديد مجهز است.
1 لوله هوای خروجی 6 تغذیه مواد شیمیایی 11 شیر اطمینان فشار 16 لول کنترل آب 21 ترموستات 2 ورود آب 7 شیر برقی بخار 12 مانومتر 17 لول کم آبی 22 شیر یک طرفه 3 برج گاززدایی 8 بخار ورودی فشار بالا 13 فشار شکن بخار 18 شیر تخلیه بخار 23 سرریز آب 4 صافی بخار 9 شیرسوزنی بای پس 14 شیر آب خروجی 19 قشار سنج 24 پمپ آبگیری 5 مخزن آب 10 وکیوم برگر 15 ترمومتر 20 شیشه های آبنما
طبق اصول زیر گازهای محلول در آب (اکسیژن و دی اکسید کربن) توسط دستگاه هوازدا حذف می گردد:
از آنجا که افزایش درجه حرارت آب، نسبت معکوس با حلالیت گازها در آب دارد، بنابراین افزایش درجه حرارت آب در اثر تماس با بخار، سبب کاهش حلالیت گازهای محلول در آب می گردد.
به دلیل پائین بودن فشار جزئی گازهای مورد نظر در فضای داخلی هوازدا، گازهای محلول در آب به فضای مجاور خود (فاز بخار) منتقل می گردند.
خلاء موضعی ناشی از کندانس شدن بخار به حذف گازهای محلول در آب منجر مي شود.
علل کاربرد هوازدا:
وجود گازهای اکسیژن و دی اکسید کربن در آبهای تصفیه شده مورد مصرف در دیگهای بخار واحدهای صنعتی و مسکونی سبب ایجاد ضایعات زیر می گردد:
اکسیژن موجود در آب مصرفی دیگ های بخار، در حد فاصل فاز مایع و فاز بخار، باعث ایجاد حفره های موضعی (Pitting) می گردد که انفجار حفره ها یکی از عوامل آسیب دیدگی دیگ های بخار می باشد.
وجود گازهای اکسیژن و دی اکسیدکربن علاوه بر ایجاد خوردگی در لوله های برگشت (کندانس)، عامل ایجاد پدیده کویتاسیون در پمپ ها می باشند. که این پدیده باعث ایجاد خوردگی پره های پمپ ها می گردد.
در فرآیندهایی که از بخار آب به منظور بوزدایی (Stripping) استفاده می شود، وجود اکسیژن نه تنها عامل بوزدایی را مختل می سازد، بلکه در اثر اکسیداسیون، در محصول ایجاد بو خواهد نمود. (نظير فرآیند تولید روغن نباتی)
به منظور جلوگیری از ایجاد شوک حرارتی در دیگهای بخار، افزایش درجه حرارت آب ورود به دیگ بخار تا محدوده نقطه جوش بسیار حائز اهمیت می باشد.
در دستگاه هوازدا علاوه بر حذف گازهای اکسیژن و دی اکسیدکربن از آب، درجه حرارت به نحو مطلوب افزایش می یابد.
مهمترین مزایای هوازدا عبارت است از:
به لحاظ جداسازی گاز از آب در ستون جداکننده، اختلاط بخار با آب ذخیره شده در مخزن هوازدا صورت نمی پذیرد.
استفاده از مبدل حرارتی جریان مخالف در ستون جداکننده، در مقایسه با نمونه های مشابه از نقطه نظر اقتصادی کاملاً مقرون به صرفه می باشد.
اطلاعات جمع آوری شده از واحدهای نصب شده، نشانگر کارآیی بالای این سیستم در مقایسه با نمونه های مشابه و حذف کامل گازهای مضر از آب می باشد.