بخشی از مقاله
چکیده
واحدهای بهرهبرداری شرکت فولاد خوزستان دارای برجهای خنککننده متعددی در خطهای تولیدی میباشند که حساسترین این برجها در واحدهای ریختهگری بوده که به واسطه دمای بسیار زیاد تجهیزات و خطرات کاهش انتقال حرارت به واسطه خوردگی و ایجاد رسوب، دارای مدارهای بسته هستند و نوع آب مصرفی آنها در سالهای گذشته آب نرم - دارای کلراید بالا و سختی پایین و دارای ماهیت خورنده - بوده است.
در سال 1387 به منظور حذف اثرات خورندگی آب نرم در مدارهای بسته ریختهگری، آب بدون املاح R.O جایگزین آب نرم گردید. هدف از این مطالعه بررسی تاثیر استفاده آب بدون املاح - R.O - بوده است که برای این منظور میزان خوردگی و میزان مصارف آب در مدارهای بسته قالب ریختهگری در زمانهای قبل و بعد از جایگزینی مقایسه گردید. نتایج حاصله از این مطالعه بدین صورت بوده است که مصرف آب بدون املاح - - R.O در مدارهای بسته موجب کاهش خوردگی به میزان %41 و کاهش مصرف آب به میزان %52 می باشد.
مقدمه
در صنعت فولاد سازی، مصرف آب علاوه بر اینکه تابعی از روش تولید میباشد، به عوامل خارجی مانند شرایط اقلیمی و موقعیت جغرافیایی نیز بستگی دارد. به همین دلیل، تداوم تولید در یک واحد تولید فولاد و نیز احداث و توسعه واحدهای جدید به اجرای طرح های جامع از لحاظ تأمین منابع آب با کمیت و کیفیت مناسب بستگی دارد. در شرایط وابستگی مصرف آب یک کارخانه فولاد به رودخانهها، بروز کمبود آب و یا خشکسالی میتواند تأمین آب مورد نیاز این واحدها را دچار مشکلات جدی و بحرانی نماید.
آب به عنوان مناسبترین و ارزان قیمتترین خنککننده در تولید فولاد نقش بسیار مهمی را ایفا میکند و اساساً تولید فولاد بدون در نظر گرفتن دسترسی به منابع، استفادهی بهینه از عامل آب و کنترل اثرات مخرب آن بر تجهیزات و محیط زیست امکانپذیر نمیباشد. در صنایع جهت گرفتن حرارت از قسمتهای مختلف فرآیند عمدتا از سیستمهای خنککننده استفاده می شود تا در مصرف آب صرفهجوئی گردد. سسیستم برجهای خنککننده عملا با چهار مسئله اساسی یعنی خوردگی، رسوبگذاری، فولینگ ومشکلات میکروبیولوژی مواجه هستند که میبایست با بهسازی صحیح آب خنککننده از بروز مسائل فوق جلوگیری کرد.
محدودیت منابع آبی، لزوم برنامهریزی برای استفادهی بهینهاز منابع نامتعارف مانند منابع آبیِ شور و لبشور را ایجاب میکند. مصرف این آبها با شیرینسازی و حذف نمک ممکن است. .[1] متداولترین تقسیمبندی روشهای تصفیهی آب، بر اساس عملکرد سیستم و در سه دستهی کلیِ فرآیندهای گرمایی، غشایی و سایر فرآیندها است. تکنیک اسمز معکوس - Reverse Osmosis - یا - R.O - از فرایندهای غشایی به شمار می رود.
در فرایند اسمزی یا اسمز مستقیم، یک محلول با غلظتهای مختلف که توسط یک ممبران یا غشای نیمه تراوا دو بخش شده است، به گونهای که امکان عبور حلال از ممبران وجود دارد و اجزای حل شده نمیتوانند از این ممبران بگذرند. بنابراین، حلال که معمولا آب میباشد، خودبه خود، از سمتی که غلظت کمتر است به سمتی که غلظت بیشتر است، حرکت خواهد کرد. فرایند اسمزی می تواند معکوس گردد. اعمال فشار به یک محلول غلیظتر، باعث نفوذ حلال از ممبران و قرارگیری آن در محلول با غلظت کمتر خواهد شد.[2] به صرفه ترین و موثرترین فرآیند برای تصفیه آب های شور، با املاح بالا، سیستمهای اسمزمعکوس - - R.O می باشند. همچنین، آب تولیدی این سیستمها ، اکثر شاخصهای استانداردهای کاربردی مرسوم برای آب آشامیدنی را دارد.
مهمترین اثرات مخرب آب در صنایع، خوردگی تجهیزات میباشد. برای خوردگی تعریف فراوانی ذکر شده است .استاندارد ISO 8044 خوردگی را بدین شکل تعریف میکند:
واکنش فیزیکی - شیمیایی متقابل بین فلز و محیط اطرافش که معمولا دارای طبیعت الکتروشیمیایی است و نتیجهاش تغییر در خواص فلز میباشد. این تغییرات خواص ممکن است منجر به از دست رفتن توانایی عملکرد فلز، محیط یا دستگاهی شود که این دو ، قسمتی از آن را تشکیل میدهند
خوردگی یکی از معضلات اساسی صنعت است که متاسفانه هنوز هم آنچنانکه باید و شاید مورد توجه قرار نگرفته است. خوردگی نه تنها موجب اتلاف ماده و انرژی و تباه شدن سرمایه گذاریها میشود، بلکه مخاطرات جدی ایمنی و زیست محیطی نیز میباشد. خسارات اقتصادی بخش بزرگی از مسائل مربوط به خوردگی را تشکیل میدهند.
این خسارات شامل مواردی مانند هزینه های تعویض قطعات و دستگاهها، ماشین آلات و یا اجزاء مربوط، هزینه های تعمیرات و کاهش و توقف تولید میباشد. کشورهای مختلفی مطالعات هزینههای خوردگی را انجام دادهاند. قدیمیترین مطالعه را پروفسور Uhlig در آمریکا در سال 1949 انجام داد. در جدول شماره 1 هزینههای خوردگی کشورهایی که این آمار را استخراج کردهاند، آورده شده است
تاثیر نمکهای محلول در خورندگی آب، به نوع و غلظت آنها بستگی دارد بطوریکه بعضی یون ها مانند CL- و SO4-2 که به یونهای خورنده معروف هستند، باعث تخریب فیلم محافظ فلزات و در نتیجه تشدید خورندگی می شوند. اما بعضی یونها مانند CO3-2،-HCO3 و Ca+2 با تشکیل رسوب کربنات کلسیم،اثر ممانعت کنندگی داشته و باعث کاهش میزان خوردگی می شوند.
در شرایطی که خورندگی آب در سیستم خنک کننده بالا باشد مقدار آهن حل شده در سیستم بالا می رود و در نتیجه رسوبات اکسید آهن Fe2O3.XH2O در سیستم باقی می مانند. تشکیل رسوب مانع از موثر بودن بازدارنده های خوردگی می شود، در نتیجه از یک طرف خوردگی سیستم افزایش مییابد و از طرف دیگر بالا بودن غلظت آهن در آب لزوم دورریز زیاد آب به سیستم تحمیل میکند. از طرف دیگر بالا بودن آهن به نوبت خود تشکیل رسوب مجدد آهن را تسریع میکند، لذا میباید قسمت زیادی از آب بصورت زیرآب از سیستم تخلیه گردد که اقتصادی نمیباشد.
محدودیت منابع آبی، لزوم برنامهریزی برای استفادهی بهینهاز منابع نامتعارف مانند منابع آبیِ شور و لبشور را ایجاب میکند. مصرف این آبها با شیرینسازی و حذف نمک ممکن است. یکی از مهمترین و پرکاربردترین روشهای نمک زدایی آب فرآیند اسمزمعکوس میباشد.[5] در فرایند اسمزی یا اسمز مستقیم، یک محلول با غلظت های مختلف که توسط یک ممبران یا غشای نیمه تراوا دو بخش شدهاست، به گونهای که امکان عبور حلال از ممبران وجود دارد
