نوشته‌ها

تنظیم ph آب

تنظیم ph آب

تنظیم PH آب :

 

Ph فاکتوری است که دلالت بر اسیدی یا قلیاییت شرایط آب دارد . مقیاس ph از ۰ تا ۱۴ است . عدد ۷ دلالت بر شرایط خنثی دارد . رنج معمولی ph آب آشامیدنی بین ۶ تا ۸٫۵ می باشد . ph به طور عمده نتیجه شرایط ژئولوژیکی در مکان و نوع مواد معدنی است که در صخره های محلی پیدا می شود . ph میتواند به وسیله باران های اسیدی تحت تاثیر قرار بگیرد . آب با ph کمتر از ۷ اسیدی است و تمایل به خورده شدن دارد . آب های اسیدی ممکن است فلزات واسط خود را در حین پمپاژ ، دچار سوراخ شدگی کنند و لوله ها را می توانند حفره دار کنند . ذرات فلزاتی که از این طریق وارد لوله ها می شوند ، اغلب باعث مشکلات تنفسی می شوند . آب آشامیدنی قلیایی ، طعم سودا به خود دارد .. مشکلات خوردگی در لوله های اتفاق می افتد . سه نوع از ابزار های تنظیم ph به صورت ذیل هستند :

فیلتر های خنثی کننده :

فیلتر های خنثی کننده وقتی استفاده می شود که آب اسیدی باشد و ph آن پایین باشد . آن یک وسیله ساده ای است که ph آب را با اضافه کردن مواد خنثی کننده بالا می برد . در هر صورت بایستی توجه داشت که در مراحل خنثی سازی ، سختی آب افزایش پیدا می کند .

فیلتر های خنثی کننده در ورودی آب وصل می شوند و با حذف کردن و کاهش محصولات خورنده ، باعث افزایش ph به سطح ۷ می شوند . برای ph های بزرگتر از ۶ ، کربنات کلسیم استفاده می شود و برای ph های زیر ۶ از منیزیم اکسید استفاده می شود .

آب مورد عمل قرار گرفته از میان فیلتر جریان پیدا می کند  با فیلتری که از کربنات کلسیم یا واسط های منیزیم اکسید پر شده است . مواد در آب تجزیه می شوند و سطح ph آب افزایش پیدا می کند .

گنجایش خنثی سازی :

فرایند های خنثی سازی زمان بر هستند و جریان در ورودی نباید بیشتر از ۳ گالن بر دقیقه در مساحت فوت مربع بستر باشند . یک عمق بستر ۳۲ تا ۳۶ اینچ برای زمان برخورد مناسب لازم است . بستر های عمیق تر ، زمان خنثی سازی کافی مهیا نمی کنند .

نگهداری :

یک سیستم عملیاتی نیاز به نگهداری منظم دارد . موادی که در سیستم های خنثی سازی استفاده می شوند بایستی دائم پر شوند و فیلتر ها نیاز است به طور منظم شستشوی معکوس شوند .

استقرار یک فیلتر کارتریجی قبل از فیلتر خنثی سازی باعث می شود ذرات جامد از آب جدا شوند و کمک می کند طول عمر فیلتر خنثی سازی اضافه شود .

 

ملاحظات مخصوص:

بزرگترین مسئله درباره فیلتر های خنثی سازی این است که آن ها ممکن است باعث افزایش سختی آب شوند . چرا که در فیلتر های از کلسیم و منیزیم استفاده می شود . برای همین منظور باید از یک نرم کننده آب استفاده شود . اگر آب با سدیم سخت شده باشد ممکن است برای افرادی که رژیم کم سدیم دارند نامناسب باشد .

علاوه بر مسئله سختی آب ، فیلتر های خنثی ساز ممکن است باعث افت فشار آب شوند ، چرا که نیاز دارند از میان مواد خنثی سازی که پودر شده اند بگذرند.

 

تنظیم ph آب

تزریق سدیم هیدروکسید یا سودا اش :

در این روش عملیاتی ، اگر آب اسیدی باشد ، سودا اش (کربنات سدیم ) و سدیم هیدروکسید با تزریق به آب ، ph آب را به نزدیکی محل خنثی می رسانند . بدون شباهت به فیلتر های خنثی کننده ، آنها باعث مشکلات سختی در آب مورد عمل قرار گرفته نمی شوند .

سیستم های تزریق در نقطه ورود آب وصل می شوند . پمپ مقاوم به خوردگی سودا اش و سدیم هیدروکسید را برای بالا بردن ph آب ، به آب تزریق می کند .

اگر آب در حین خنثی سازی ، نیاز به گند زدایی  داشته باشد ، این کار با تزریق کلر (سدیم هیپوکلریت ) به همراه مواد شیمیایی خنثی کننده صورت می گیرد .

سیستم های تزریق می توانند آب با ph بیشتر از ۴ را مورد عملیات قرار دهند .

نگهداری:

در حین کار با سیستم های تزریق شیمیایی ، پمپ های تغذیه مواد شیمیایی باید نگهداری شوند و مخزن نگهداری مواد شیمیایی ، باید دائما پر باشد . سودا اش ماده ای شیمیایی است که در نسبت اختلاط به سدیم هیدروکسید ترجیح داده می شود . چرا که امنیت آن بیشتر است . صفحه ها و فیلتر ها بایستی به تناوب کنترل شده و تمیز شوند .

ملاحظات مخصوص :

اگر سدیم هیدروکسید استفاده می کنید ، احتیاط کنید . اگر به طور دستی آن را اضافه می کنید ، برای جلوگیری از تنفس بخارات باید محیط دارای تهویه مناسبی باشد . مواد شیمیایی را به کندی با آب مخلوط کنید و مطمئت شوید اختلاط کامل صورت گرفته است . مطمئن شوید که از دستکش محافظت کننده و عینک و لباس مناسب برای جلوگیری از تماس با پوست و چشم استفاده می شود . سدیم هیدروکسید را در یک جای سرد و خشک و به دور از مواد قابل اشتعال استفاده کنید .

در روش کم سدیم ، قبل از نصب سیستم تزریق ، با دکتر متخصص باید مشورت شود . توصیه های تولید کننده را برای مقایسه سطح سدیم در آب مورد عملیات قرار گرفته با آب مصرف شده از منابع دیگر را در رژیم غذایی خود استفاده کنید  . پتاسیم هیدروکسید ممکن است به عنوان جایگزینی برای سدیم هیدروکسید استفاده شود اما قطعا هزینه آن بیشتر است .

تزریق اسید :

سیستم های تزریق اسید چگونه کار می کنند ؟

سیستم های تزریق اسید ، آب ph بالا را مورد عمل قرار می دهند  و با پایین آوردن ph آب در رساندن آن به حدود ۷ ، هرگونه ذرات سودا را از آب حذف می کند که این کار می تواند اثر بخشی کلر زنی آب را بهتر کند . این روش پتانسیل خوردگی لوله ها را کاهش می دهد . چرا که آب با ph بالای ۹ می تواند فلزاتی همچون برنج ، مس ، روس ، آلومینیوم و آهن را دچار خوردگی کند .

تزریق اسید در نقطه ورود آب کار به کار گرفته می شود . پمپ های تغذیه مواد شیمیایی که از مواد مقاوم به خوردگی ساخته شده اند ، محلول اسید استیک را داخل آب با ph بالا تزریق می کنند . به جای اسید استیک ، سیتریک اسید و آلوم ممکن است استفاده شوند ، گرچه پر هزینه تر می باشند . محلول های ضعیف اسید کلریدریک یا اسید سولفوریک پایین آورنده ph هستند . اما این محلول ها بسیار خطرناک می باشند و نیاز به مراقبت ویژه ای دارند . آنها در هر صورت فقط وقتی استفاده می شوند که آب مورد عمل قرار نگرفته ، ph برابر ۱۱ یا بالاتر داشته باشند . بعد از افزودن محلول های اسیدی ، فلوریت خوراکی ورودی باید به نحوی تنظیم شود که آب خروحی به ph حدود ۷ برسد .

نکات قابل توجه :

مواد شیمیایی استفاده شده در سیستم های تزریق اسید ، باید به دقت مورد عمل قرار بگیرند و در ظرف های مناسب علامت خورده نگهداری شوند و به دور از دسترس اطفال نگهداری شوند . در حین رقیق سازی محلول اسیدی ، بسیار مهم است که ابتدا اسید به کندی به آب اضافه شود . هرگز آب را به اسید اضافه نکنید و مطمئن شوید توصیه های تولید کننده را قبل از خریداری سیستم تزریق اسید و همچنین خریداری مواد شیمیایی مورد نیاز ، فراگرفته باشید .

نگهداری :

همچون کار با همه سیستم ها ، پمپ ها باید به دقت نگهداری شوند و مواد شیمیایی مرتب اضافه شوند . وقتی با محلول ها سر و کار دارید حتما دستکش و عینک و لباس های محافظت کننده استفاده نمایید .

قبل از خرید چنین سیستمی ، حتما آب محدوده مورد نظر را مورد آزمایش قرار دهید تا ناخالصی های حاضر تعیین شود . این به شما کمک می کند که روش عملیاتی موثر را برای تنظیم ph به کار بگیرید .

 

نمودار جریان تولید اسید کلریدریک Hcl

روش تولید اسید کلریدریک (هیدروکلریک اسید)

روش تولید اسید کلریدریک(هیدروکلریک اسید):

اسید کلریدریک از سال ۸۰۰ میلادی و با فرمول HCl شناخته شده است  . گلوبر آن را از طریق حرارت دادن مخلوط نمک معمولی و اسید سولفوریک غلیظ به دست آورد. در این مقاله به بررسی روش تولید اسید کلریدریک می پردازیم .

 

اسید کلریدریک یک ماده شیمیایی معدنی مهمی است که کاربرد های فراوانی دارد که همچنین از طریق روش های ذیل قابل تولید می باشد.

۱-از کلر و هیدروژن

۲-از اسید کلریدریک بدون آب

در اینجا ما روش تولید اسید کلریدریک از نمک معمولی و اسید سولفوریک غلیظ را بررسی می کنیم. اسید کلریدریک ممکن است به وسیله واکنش اسید سولفوریک با نمک معمولی یا به وسیله سوزاندن کلر با هیدروژن تهیه گردد.

طرز تهیه اسید کلریدریک از نمک معمولی

واکنش:                              

NaCl + H2SO4 ——> HCl + NaHSO4

NaCl+H2NaHSO4———-> HCl + Na2SO4

مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید یک تن اسید کلریدریک (بومه ۲۰ درجه) و ۵۷۲ کیلو گرم خمیر نمک از اسید سولفوریک یا ۱۲۸۰ کیلو گرم خمیر نمک از خمیر نیترات.

نمودار جریان تولید اسید کلریدریک Hcl

نمودار جریان تولید اسید کلریدریک HCl

 

نمک                               ۴۷۸ کیلو گرم

اسید سولفوریک                  ۴۲۰ کیلو گرم

یا

خمیر نیترات                     ۱۱۹۰ کیلو گرم

زغال سنگ                       ۳۳۵ کیلو گرم

 

روش تولید اسید کلریدریک HCl:

نمک و اسید سولفوریک (بومه ۶۰ درجه ) یا نمک و مقدار آن خمیر نیترات را به داخل یک کوره که مجهز به یک همزن می باشد وارد می کنند. سپس مواد مذکور را تا حدود ۸۴۰ درجه سانتی گراد (درجه حرارتی که دقیقا کمتر از درجه حرارت ذوب می باشد) حرارت می دهند. اسید کلریدریک ظاهر می شود و آن را پس از سرد کردن و متراکم کردن، از میان جذب کننده عبور می دهند. همچنین نمک را از پیرامون کوره خارج می نمایند.

گاز  های احتراق که حاوی ۳۰ درصد اسید کلریدریک می باشد در درجه حرارت ۸۴۰ درجه سانتی گراد کوره را ترک می کنند و از برج خنک کننده سیلیکاتی که به شکل S خمیره می باشد و توسط آب خارجی خنک می شود، عبور می نماید و سپس در درجه حرارت ۳۸ درجه سانتیگراد برج خنک کننده را ترک می نماید.

سپس گاز های سرد شده را از میان یک برج مخصوص کک عبور می دهند تا اسید سولفوریک و ناخالصی های جامد دیگر را جدا نمایند. پس از این مرحله ، گاز از میان یک دستگاه جذب کننده عبور می نماید تا تولید اسید کلریدریک را بنماید. گاز های خروجی از دستگاه جذب کننده توسط آب پاکیزه شده و در هوا رها می شود.

 

طرز تهیه اسید کلریدریک از کلر و هیدروژن

تولید اسید کلریدریک از هیدروژن و کلر

جریان تولید اسیدکلریدریک از هیدروژن و کلر

 

فرمول واکنش تولید اسید کلریدریک از هیدروژن و کلر:

H2 + Cl2 ———–> ۲HCl

مواد اولیه مورد نیاز جهت تولید یک تن اسید کلریدریک (با بومه ۲۰ درجه)

کلر                                ۳۰۰ کیلو گرم

هیدروژن                          ۹ کیلو گرم

 

روش تولید اسید کلریدریک HCl:

کلر را با کمی بیش از حد معمول هیدروژن می سوزانند تا تولید کلروهیدروژن گردد. برای این منظور از کوره سیلیکاتی ، کوره لعاب دار شده با سرامیک ، کوره گرافیتی و یا کوره فولادی که توسط آب پوشش دار شده است ، استفاده می کنند. گاز های کوره که عملا کلرور هیدروژن خالص می باشند ، سرد، جذب و سپس نظیف می گردند. اسید کلریدریک قوی (با بومه ۲۲ درجه ) مستقیما از انتهای سرد کننده و اسید کلریدریک ضعیف (با بومه ۱۸ درجه ) را از انتهای  دستگاه جذب کننده خارج می کنند. دستگاه جذب کننده ممکن است از جنس تانتانیوم و کربن و نیز سیلیکا باشد.

شفافیت محصول به دست آمده از این روش ، شبیه شفافیت آب می باشد.

به طور کلی غلظت کلرور هیدروژن موجود در گاز های کوره بستگی به خلوص کلر مصرف شده دارد. سازندگان اسید کلریدریک اغلب تاکید دارند که از کلر صد درصد استفاده کنند که در این صورت اسید کلریدریک ۹۰ درصد به دست می آید. زیرا ۵ تا ۱۰ درصد هیدروژن اضافی مصرف می شود.

 

طرز تهیه اسید کلریدریک بی آب

اسیدکلریدریک بدون آب در سیلندر های فولادی در بازار موجود می باشند که ممکن است به وسیله عبور گاز های کوره در حرارت (۲۶۰ درجه سانتی گراد ) از روی کلرور کلسیم بدون آب سرد تهیه گردند. سپس کلرور هیدروژن خشک را متراکم نموده و در داخل سیلندر های فولادی قرار می دهند.

 

خصوصیات اسید کلریدریک

گاز اسید کلریدریک ، بی رنگ با بوی تند گازی و با طعم اسیدی است  و از هوا سنگین تر می باشد. این ماده به آسانی به مایع تبدیل شده و ایجاد یک مایع بی رنگ را می نماید و در حالت منجمد دارای کریستال های سفید جامد می باشد.

در حالت مرطوب یا محلول ، ماده آبی رنگ لیتموس را به رنگ قرمز در می آورد. این ماده با فلزات و اکسید های فلزی و هیدروکسید آنها ترکیب می شود.

وزن مولکولی                                  ۳۶٫۴۷

وزن مخصوص                                ۱٫۲۶۸

دانسیته                                       ۱٫۶۳۹ گرم بر لیتر

نقطه ذوب                                     -۱۱۲ درجه سانتیگراد

نقطه جوش                                   -۳۵ درجه سانتیگراد

 

کاربرد و موارد مصرف اسید کلریدریک

اسید کلریدریک در ساخت بسیاری از مواد معدنی ، آلی و محصولات وابسته آنها مورد استفاده قرار می گیرد که عبارتند از:

۱-در ساخت گلوکز از نشاسته

۲-در ساخت کلر و کلرور ها

۳-همچنین در پزشکی و به عنوان معرف در آزمایشگاه مورد استفاده قرار می گیرد.

انواع اسید کلریدریک

وزن مخصوص                    درصدHCl                                 میزان درجه بومه

۱٫۱۲۴                             ۲۴٫۵                              ۱۶

۱٫۱۴۲                             ۲۸                                 ۱۸

۱٫۱۶۰                             ۳۲                                 ۲۰        

۱٫۱۷۹                             ۳۶                                 ۲۲

ظرف اسید کلریدریک:

ظرف محتوی اسید کلریدریک می بایست دارای لایه ای از لاستیک یا لایه ای از شیشه باشد.