Oxygen Scavenger dapat secara efektif menghilangkan oksigen terlarut dalam air dan, khususnya berguna dalam menghambat korosi dalam Sistem ketel dengan menghilangkan oksigen terlarut dalam air umpan.
Secara konvensional, pengolahan kimia atau pengolahan fisik telah diterapkan untuk menghilangkan oksigen terlarut. Untuk pengolahan kimia, metode penambahan Oxygen Scavenger seperti hidrazin(NH), Natrium Sulfit (NSO), gugus hidroksilamina, atau Sakarida ke dalam air boiler telah banyak digunakan.
Proses boiler resirkulasi membutuhkan kemurnian air yang sangat tinggi untuk menghindari berbagai masalah. Sayangnya, kualitas air yang tersedia untuk sebagian besar boiler sangat rendah sehingga air yang digunakan akan cepat menyebabkan kerusakan boiler, yang pada akhirnya mengharuskan boiler dimatikan dan berpotensi mengganti berbagai komponen boiler.
Saat ini terdapat berbagai masalah yang ditangani secara terpisah dengan berbagai komposisi. Dua masalah yang sangat utama adalah pembentukan kerak dan korosi permukaan boiler.
Kedua masalah ini saling terkait karena korosi permukaan dapat dihindari dengan mempertahankan pH basa. Pembentukan kerak merupakan masalah yang terjadi pada pH basa. Boiler umumnya beroperasi dalam kondisi pH basa dan mengatasi masalah pembentukan kerak dengan menggunakan berbagai inhibitor kerak dan pembersih kerak.
Bahkan dalam kondisi basa, terdapat masalah korosi atau pengikisan yang disebabkan oleh keberadaan oksigen di dalam air. Kunci untuk mengatasi masalah ini adalah menghilangkan oksigen. Untuk menghindari masalah ini, air pengisi dalam boiler diolah secara fisik untuk menghilangkan udara di dalamnya. Bahan kimia pembersih oksigen ( Oxygen Scavenger ) kemudian ditambahkan untuk mengurangi kemungkinan pengikisan. Bahan kimia yang umum digunakan untuk tujuan ini adalah natrium sulfit, natrium sulfit yang dikatalisis, hidrazin, dan hidrazin yang dikatalisis. Selain itu, sebagaimana diungkapkan dalam Paten AS No. 4.419.327, asam eritorbat yang dinetralkan amina dapat digunakan untuk membersihkan oksigen. Amonia merupakan amina yang lebih disukai yang diungkapkan dalam paten ini. Meskipun amina lain yang diungkapkan dalam paten ini tampaknya memiliki beberapa efek katalitik pada asam eritorbat, hal ini tidak diungkapkan. Lebih lanjut, penggunaan DEAE tidak dibahas dalam paten ini. Asam askorbat juga telah dibahas sebagai pembersih oksigen. Secara struktural sangat mirip dengan asam eritrobat, tetapi memiliki stabilitas termal yang lebih besar.
Masing-masing memiliki berbagai masalah. Natrium sulfit bereaksi dengan oksigen membentuk natrium sulfat. Untuk menyerap oksigen secara efektif, dibutuhkan delapan bagian natrium sulfit untuk setiap bagian oksigen terlarut. Natrium sulfit memberikan penyaringan yang efisien pada boiler bertekanan sedang dan rendah tanpa produk sampingan yang berbahaya. Namun, penggunaannya dilarang pada boiler yang beroperasi pada atau di atas 1800 psig di mana tekanan tinggi menyebabkan pembentukan SO2 dan H2S melalui dekomposisi termal bahan kimia tersebut.
Hidrazin bereaksi dengan oksigen dalam jumlah yang sama untuk membentuk nitrogen inert dan air. Karena produknya netral, perlakuan ini tidak meningkatkan konsentrasi padatan terlarut dalam air boiler. Hidrazin merupakan pembersih yang efektif pada tingkat aplikasi yang sangat rendah. Sayangnya, karena sifatnya yang mudah menguap, hidrazin rentan terhadap dekomposisi termal menjadi amonium dan nitrogen. Evolusi amonium juga dapat membatasi aplikasi hidrazin untuk menghindari korosi.
Selain korosi akibat pengotoran oksigen, terdapat masalah korosi pada bagian boiler. Air selalu mengandung karbon dioksida dan amonia. Amonia mungkin terdapat dalam kadar yang sangat rendah sehingga tidak cukup untuk menyebabkan masalah akibat konsentrasi berlebih atau untuk membantu mengatasi interaksi CO2 dengan uap yang membentuk asam karbonat dalam kondensat. Oleh karena itu, amina penetral yang mudah menguap seperti sikloheksilamina ( CHA = cyclohexilamine ), morfolin ( morpholine ), dietanolamina, dan dietilaminoetanoida umumnya digunakan untuk mengatasi korosi pada bagian after boiler industri dengan menetralkan pH kondensat. Amina ini hanya ada untuk tujuan ini dan tidak memiliki efek penangkal oksigen yang dilaporkan.
Sesuai dengan penemuan ini, sistem penghilang oksigen terdiri dari kombinasi asam askorbat dan amina penetral, khususnya dietilaminoetanol. Efek penghilang oksigen dari asam askorbat yang dikombinasikan dengan dietilaminoetanol (DEAE) lebih besar daripada efek penghilang oksigen dari asam askorbat yang dinetralkan dengan natrium hidroksida. Ketika ditambahkan ke air boiler dalam jumlah efektif, komposisi ini memberikan penghilang oksigen dan pengolahan kondensat serta pasivasi logam. Selain itu, DEAE memiliki rasio distribusi menengah yang menyediakan pengolahan kondensat untuk jalur uap panjang maupun pendek. Hal ini menjadikan kombinasi ini sangat serbaguna.
Asam askorbat dikombinasikan dengan dietilaminoetana untuk menghasilkan larutan penangkap oksigen yang dapat ditambahkan dalam jumlah kecil ke dalam air pengisi boiler untuk menangkap oksigen secara kimiawi. Dalam komposisi yang disukai, kombinasi asam askorbat dan DEAE dibentuk dengan melarutkan asam askorbat dalam air dan kemudian menambahkan DEAE ke dalam larutan asam askorbat. Saat dibeli, asam askorbat berbentuk bubuk kering padat 100%. Sebagai alternatif, asam askorbat dapat berbentuk cair dan dapat dinetralkan dengan natrium askorbat.
Rasio berat asam askorbat relatif terhadap DEAE dapat sangat bervariasi dan berkisar antara sekitar 1/1 hingga sekitar 1/15 asam askorbat terhadap DEAE. DEAE sebaiknya hadir dalam jumlah yang cukup untuk menyesuaikan pH larutan asam askorbat menjadi setidaknya sekitar 7. Lebih lanjut, karena DEAE juga menyediakan pengolahan kondensat, sebaiknya tambahkan DEAE berlebih relatif terhadap asam askorbat untuk meningkatkan pH setidaknya sekitar 7,5-8,5 dalam kondensat. Oleh karena itu, pH produk (konsentrat) harus sekitar 11. DEAE yang ditambahkan ke dalam larutan asam askorbat akan tercampur rata dan menghasilkan larutan askorbat dan dietilaminoetanol yang stabil.
Tidak diperlukan pengolahan lebih lanjut terhadap larutan. Namun, jika DEAE yang ditambahkan tidak meningkatkan pH hingga sekitar 10, penambahan basa mungkin diperlukan untuk mencegah pertumbuhan bakteri.
Larutan pekat asam askorbat dan DEAE sebaiknya mengandung sekitar 1% hingga 25% asam askorbat dan 1% hingga 50% DEAE. Kepraktisan menentukan batas bawah. Larutan dengan konsentrasi yang sangat rendah akan membutuhkan penambahan dalam jumlah besar. Hal ini akan mahal karena biaya pengiriman dan penyimpanan.
Keunggulannya, larutan ini kompatibel dengan berbagai komponen sistem pengolahan air boiler, termasuk sulfit, hidrazin, polimer anionik dengan berat molekul rendah seperti polimaleat anhidrida, polimetakrilat, poliakrilat dan fosfonat, serta soda abu dan natrium glukoheptaonat. Bahan-bahan ini cukup ditambahkan ke dalam larutan dan dicampur.
Larutan pembersih oksigen dari invensi ini ditambahkan ke air boiler pada dasarnya di setiap titik di sepanjang sistem sirkulasi air boiler. Namun, lebih disukai, larutan ini ditambahkan ke bagian penyimpanan deaerator.
Larutan pembersih oksigen yang cukup ditambahkan untuk menetapkan atau mempertahankan konsentrasi larutan pembersih oksigen di dalam air boiler pada konsentrasi pembersih oksigen yang diinginkan dan efektif. Pada dasarnya, konsentrasi asam askorbat dalam larutan harus berkisar antara 1 hingga sekitar 40 bagian per juta, dengan 10-20 ppm lebih disukai. Asam askorbat dikonsumsi saat digunakan. Oleh karena itu, jumlah yang ditambahkan lebih besar daripada jumlah di dalam boiler. Sekitar 1 hingga sekitar 200 bagian per juta DEAE harus ada, sebaiknya tidak lebih dari 15 ppm dalam uap. Dalam aplikasi lain, jumlah ini dapat ditingkatkan. Dengan mempertahankan konsentrasi ini, invensi ini akan menyediakan pembersihan oksigen dan pengolahan kondensat.
Larutan penghilang oksigen dari invensi ini efektif pada rentang suhu dan tekanan yang luas. Pada dasarnya, asam askorbat dan DEAE efektif hingga sekitar 1500 psi. Invensi ini akan lebih dipahami dengan contoh detail berikut.
Larutan asam askorbat 10 persen yang dinetralkan dengan DEAE hingga pH 9,8 dibandingkan dengan asam askorbat dan hidrazin yang dinetralkan NaOH untuk kemampuan penghilang oksigen dalam lab 4 liter pada suhu ruangan. Pada 100 ppm, larutan asam askorbat/DEAE 33% lebih efektif daripada asam askorbat yang dinetralkan NaOH dan lebih dari 100 kali lebih efektif daripada hidrazin dalam kondisi yang sama. Invensi ini menyediakan penghilang oksigen dan pengolahan kondensat. Lebih lanjut, pengolahan kondensat, DEAE, meningkatkan efisiensi penghilang oksigen.
Klaim
1. Larutan penangkap oksigen yang mengandung asam askorbat yang dinetralkan dengan dietilaminoetanol.
2. Larutan sebagaimana diklaim dalam klaim 1 dengan rasio asam askorbat terhadap dietilaminoetanol berkisar antara 1/1 hingga sekitar 1/15.
3. Larutan sebagaimana diklaim dalam klaim 1 atau 2 yang memiliki pH setidaknya sekitar 10.
4. Metode untuk menghilangkan oksigen terlarut dari air umpan boiler dengan menambahkan larutan penangkap oksigen berupa asam askorbat yang dinetralkan dengan dietilaminoetanol ke dalam air umpan boiler.
5. Metode sebagaimana diklaim dalam klaim 4 dengan menambahkan larutan ke dalam air umpan dalam jumlah yang cukup untuk mencapai konsentrasi asam askorbat minimal 1 ppm.
6. Metode sebagaimana diklaim dalam klaim 4 atau 5 dengan rasio asam askorbat terhadap dietilaminoetanol berkisar antara 1/1 hingga sekitar 1/15 berdasarkan molar. 7. Metode sebagaimana diklaim dalam klaim 5, yang mana larutan secukupnya ditambahkan untuk mencapai konsentrasi asam askorbat setidaknya sekitar 10 ppm.
8. Metode sebagaimana diklaim dalam klaim 7, yang mana konsentrasi dietilaminoetanol dalam air umpan ditetapkan setidaknya sekitar 1
ppm.
No comments:
Post a Comment
Note: Only a member of this blog may post a comment.