Năng lượng hơi nước được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp với nguyên lý chung là nhờ nhiệt chuyển hóa thành hơi và do đó các loại cặn không tan và hòa tan trong nước được giữ lại trong nồi hơi - lò hơi.
Nước cấp cho nồi hơi - lò hơi do vậy phải đạt các chỉ tiêu chất lượng cao về đọ cứng.
Dưới tác dụng của nhiệt, quá trình bốc hơi nước xảy ra và cùng với quá trình đó, các hóa chất trong nước biến đổi theo các quá trình lý học riêng, nhiều chất sinh ra và nhiều chất bị phân hủy dẫn đến sự tạo thành cặn không hòa tan kết bám hoặc lắng đọng, gây cản trở cho quá trình truyền nhiệt và vận chuyển trong thiết bị. Mỗi loại cặn có tính chất lý hóa đặc trưng về màu sắc, độ cứng, độ kết bám lên bề mặt kim loại..
Xét về thành phần hóa học, cặn kết bám trong hệ thống nồi hơi - lò hơi được phân thành các nhóm sau:
1. Cặn của các hợp chất kim loại kiềm thổ chủ yếu là canxi, magie như CaCO3, CaSO4 ....và được gọi tên theo thành phần tối đa như cacbonat, sunfat, photphat...
2. Cặn của các hợp chất sắt như: Fe2O3, FeSiO3 ....
3. Cặn của các hợp chất đồng và cặn silicat.
I. Cơ sở của sự đóng cặn và sự ăn mòn trong nồi hơi - lò hơi:
1. Sự đóng cặn:
Cặn trong nồi hơi - lò hơi được phân loại như sau:
- Lớp oxit sắt bảo vệ rất cần thiết: có màu nâu sẫm đến đen, rất mỏng ( < 0.1 mm), rắn chắc giống như lớp vảy cán mỏng, lớp cặn này không làm tăng nhiệt độ của bề mặt tường trao đổi nhiệt
- Lớp cặn xốp không mong muốn: có màu xám hoặc hơi nâu nhạt được tạo thành từ các chất nhiễm bẩn trong nước ( chủ yếu là cắn cứng, hoặc cặn silic), lớp cặn này luôn làm tăng nhiệt độ của bề mặt tường trao đổi nhiệt
- Lớp cặn sa lắng xốp: có màu nâu nhạt tới nâu đỏ, là sản phẩm của quá trình ăn mòn sắt ( được hình thành chủ yếu do lượng sắt có trong nước cấp nồi hơi - lò hơi. Lớp cặn sa lắng này hầu như không tránh được trong hệ thống nồi hơi - lò hơi
- Phồng rộp hoặc bong tróc cục bộ giống như cáu cặn do ăn mòn gây ra bởi oxy trong quá trình dừng lò.
Các cáu cặn không mong muốn sẽ làm tăng nhiệt độ của tường lò. Sự tăng nhiệt độ này phụ thuộc vào chiều dày, thành phần và độ xốp của lớp cặn và có thể dẫn tới sự quá nhiệt của vật liệu, làm giảm độ bền, làm hỏng hoặc gây nổ nồi hơi - lò hơi.
2. Sự ăn mòn
Quá trình ăn mòn trong nồi hơi - lò hơi chủ yếu là ăn mòn điện hóa. Đây là phản ứng giữa vật liệu kim loại với môi trường mà kết quả là vật liệu hoặc cấu kiện bị phá hủy sơm hơn tuổi thọ thông thường của nó.
II. Đối với xử lý nước nồi hơi - lò hơi bao gồm:
Xử lý nước bên trong nồi hơi - lò hơi
Xử lý nước bên ngoài nồi hơi - lò hơi
1. Xử lý nước bên trong nồi hơi - lò hơi:
Tức là quá trình xử lý bằng cách bổ sung định lượng hóa chất chuyển động cho nước cấp và nước nồi hơi - lò hơi nhằm tạo cặn dạng bùn ngay trong nồi hơi - lò hơi. Phương pháp xử lý này chỉ được áp dụng với nồi hơi - lò hơi có năng suất truyền nhiệt thấp.
Cặn do độ cứng và silicat có thể giảm đáng kể nếu thêm đủ một lượng Na3PO4 theo đúng tỷ lệ với độn cứng ban đầu của nước cấp. Độ cứng cacbonat và phi cacbonat phản ứng với photphat và tạo ra cặn canxi và magie photphat, cặn này phần lớn tồn tại lơ lửng trong nước nồi hơi - lò hơi. Trong quá trình vận hành, cặn cần phải loại bỏ thông qua lượng xả đáy đủ lớn. Sau quá trình vận hành, cần phải xả hết cặn lắng đọng trong nồi hơi - lò hơi thông qua xả đáy bổ sung.
2. Xử lý nước bên ngoài nồi hơi - lò hơi:
Sử dụng thiết bị làm mềm nước nhằm giữ lại độ cứng trên hạt nhựa trao đổi và thay độ cứng bởi natri, nó được cải tiến tốt hơn nếu thêm thiết bị lọc nước tinh khiết RO hoặc thiết bị khử khoáng
