1. مصدر أيونات الكلوريد في نظام FGD
تأتي أيونات الكلوريد الموجودة في نظام FGD بشكل رئيسي من احتراق الفحم، والحجر الجيري لإزالة الكبريت، ومياه التغذية المعالجة. يبلغ محتوى الكلور في احتراق الفحم عمومًا حوالي 0 1%، مع وجود كمية صغيرة من الفحم تحتوي على محتوى الكلور بنسبة 0 2% - 0. 3%، يحتوي الحجر الجيري على نسبة كلور تبلغ 0 0.1%، ومحتوى أيون الكلوريد في مياه المعالجة أقل قليلاً، حوالي (10-150) ملجم/لتر، ومحتوى الكلور في غاز المداخن يبلغ المخرج (الحجم المحول إلى الحالة القياسية) حوالي 1 مجم / م 3. بسبب إعادة تدوير المياه في نظام FGD، يتم إثراء أيونات الكلوريد في محلول الامتصاص، بجزء كتلي يصل إلى 1%، وأحيانًا أعلى. عند هذه النقطة، يمكن أن تشكل التركيزات العالية من أيونات الكلوريد تهديدًا للأنابيب والمعدات والجبس.
2. التأثير على مواد النظام
إن المعدات وخطوط الأنابيب التي تتلامس مع الملاط والنفايات السائلة في نظام FGD مصنوعة في الغالب من الفولاذ المقاوم للصدأ، بما في ذلك أدوات تقليب برج الامتصاص، وقنوات هواء الأكسدة، وخطوط أنابيب تجديد المياه، وخزانات تخزين النفايات السائلة، ومحرضات الجرعات. يتم جلب معظم أيونات الكلوريد عن طريق غاز المداخن الذي يعمل بالفحم ويتم امتصاصها وإثرائها في برج الامتصاص. إلى جانب الوسائط الحمضية، تصبح بيئة المعدات وخطوط الأنابيب أكثر قسوة، مما يؤدي إلى تآكل الشقوق المعدنية، والتآكل الناتج عن الإجهاد، والتآكل الفقاعي، والتآكل التآكل.
غالبًا ما يحدث تآكل الفجوة في المناطق التي لا تحتوي على كمية كافية من الأكسجين، مثل اللحام والتثبيت والوصلات الملولبة في أجهزة إزالة الكبريت، ويظهر على شكل شقوق. المنحل بالكهرباء الموجود في الفجوة يعاني من نقص الأكسجين أكثر من الأجزاء الأخرى بسبب الانتشار البطيء، ويطلق التحلل المائي للكلوريد الحرارة، مما يتسبب في زيادة تركيز المنحل بالكهرباء في الفجوة وتفاقم التآكل الكهروكيميائي.
يحدث التآكل الكهربائي غالبًا في معدات الطاقة مثل المحرضات أو الدفاعات، حيث يتراوح المحتوى الصلب للملاط بين 10% و30%. يمكن أن يؤدي تأثير الملاط إلى إتلاف الطبقة الواقية الموجودة على سطح المادة. يتحول المعدن الموجود في موقع التدمير إلى الأنود، ويتآكل ليشكل حفرًا. يشارك الأكسجين الموجود داخل الحفرة في التفاعل الكاثودي وينضب بسرعة. من أجل الحفاظ على الحياد الكهربائي، تنتشر أيونات الكلوريد سالبة الشحنة من الخارج إلى المسام. بسبب التحلل المائي لكلوريدات المعادن، يتم إنتاج حمض الهيدروكلوريك، مما يخلق بيئة حمضية. في البيئات الحمضية، عندما تذوب المعادن، تهاجر المزيد من أيونات الكلوريد إلى المسام، مما يؤدي إلى تسريع تآكل المعادن. في الحالات الشديدة، يمكن أن يسبب ثقب المعدات
3. التأثير على كفاءة إزالة الكبريت
يحدث التآكل الفقاعي والتآكل الفقاعي في الأجزاء التي تتعرض لعملية مكثفة أو تدفق سائل عالي السرعة، مثل أغلفة المضخات، والدفاعات، والأكواع، وخطوط الأنابيب وغيرها. ويعود سبب تكوين هذا النوع من التآكل إلى تلف الأجزاء فيلم التخميل والإجهاد الميكانيكي السطحي العالي للمادة. يحدث التآكل الناتج عن الإجهاد في البيئات التي تحتوي على كل من إجهاد الشد والوسائط المسببة للتآكل، مثل المرفقين.
التأثير على كفاءة إزالة الكبريت
في نظام FGD، يتأين كلوريد الكالسيوم في الوسط، مما يزيد من تركيز Ca2+ويتسبب في تحول التفاعل إلى اليسار، مما يؤدي إلى انخفاض معدل تحلل CaCO3 والتأثير على امتصاص ثاني أكسيد الكبريت. بالإضافة إلى ذلك، تتمتع أيونات الكلوريد بقدرة تنسيق قوية ويمكن أن تشكل مجمعات مع أيونات فلزية مثل FeCl4-، AlCl2+، ZnCl42-، إلخ. يمكن لهذا المعقد تغليف Ca{{5} }أو جزيئات CaCO3، تزيد المواد الخاملة، وتقلل كمية Ca2+أو CaCO3 المشاركة في التفاعل، وتزيد من استهلاك الحجر الجيري. ستؤدي زيادة المواد الخاملة إلى زيادة كثافة الملاط وزيادة استهلاك الطاقة. علاوة على ذلك، أيونات الكلوريد أعلى من H SO 3- أو SO 2-3 لديها قوة تآكل أقوى ويمكنها صد عمل H SO 3- أو SO 2-3، مما يؤثر على انحلال وتفاعل ثاني أكسيد الكبريت، مما يقلل من كفاءة إزالة الكبريت.
4. التأثير على جودة الجبس
4. 1. زيادة محتوى الرطوبة في ملاط الجبس، بسبب التشبع الفائق، يتبلور تدريجياً من جزيئات صغيرة إلى جزيئات جبس أكبر. أثناء عملية التبلور يتم تغليف أيونات الكلوريد داخل البلورة وتتحد مع أيونات الكالسيوم لتكوين كلوريد الكالسيوم المستقر مع المياه البلورية الأربعة، مما يترك كمية معينة من الماء في بلورة الجبس ويسبب زيادة في محتوى الرطوبة الجبس. يشترط عمومًا أن يكون محتوى الرطوبة في الجبس أقل من 10% [11].
4. 2. زيادة صعوبة الجفاف
أثناء عملية تجفيف الجبس، تتم إزالة كمية كبيرة من الماء، ولكن لا تزال هناك كمية قليلة من أيونات الكلوريد وأيونات الكالسيوم متبقية بين حبيبات الجبس، مما يسد قنوات المياه الحرة ويجعل عملية الجفاف صعبة. كما أن محتوى أيون الكلوريد في الجبس سوف يتجاوز المعيار الطبيعي.
4. 3. تغيير التركيب البلوري للجبس
يمكن أن تسبب أيونات الكلوريد تشوهًا في الشبكة في الجبس، مما يؤدي إلى تكوين المزيد من النوى البلورية. إن تنويع البلورات سوف يقلل من ضغط جزيئات الجبس، وهو ما لا يؤدي إلى مزيد من الجفاف للجبس.
