1 / 91

INTERNAL BOILER WATER TREATMENT (PRODUCT & CHEMISTRY)

INTERNAL BOILER WATER TREATMENT (PRODUCT & CHEMISTRY). Boiler Water Treatment. Untuk mencegah: Kerak/deposit Korosi Carry over Agar: Menjamin kontinutas tersedianya steam untuk operasi pabrik-meminimalkan downtime Safety Memproteksi biaya capital. Boiler. Pre-Treatment. Process.

Download Presentation

INTERNAL BOILER WATER TREATMENT (PRODUCT & CHEMISTRY)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. INTERNAL BOILER WATER TREATMENT (PRODUCT & CHEMISTRY)

  2. Boiler Water Treatment Untuk mencegah: • Kerak/deposit • Korosi • Carry over Agar: • Menjamin kontinutas tersedianya steam untuk operasi pabrik-meminimalkan downtime • Safety • Memproteksi biaya capital

  3. Boiler Pre-Treatment Process Process Process Blowdown flash tank Flash tank Low pressure steam Condensate Receiver

  4. Kerak/Deposit

  5. Mekanisasi Pembentukan Kerak • Presiptitasi dari hardness yang tidak larut/ insoluble • Ca(HCO3 )2 + Panas ---> CaCO3 + H2O + CO2 • Mg+2 + OH- ---> MgOH+ • H2SiO3 ---> H+ + HSiO3- • MgOH+ + HSiO3- ---> MgSiO3 + H2O • Melebihi batas kejenuhan/kelarutan melalui evaporasi mengakibatkan terjadinya kristalisasi; contoh: CaSO4, SiO2

  6. Boiler Deposit

  7. Silica • Membentuk deposit pada boiler/waterside • Terbentuk sebagai magnesium silicate atau silicic acid • Selective silica carryover • Tidak dapat dikontrol secara mekanikal dengan steam separator

  8. Selective Silica Carryover • Silica terlarut pada steam • Dikontrol dengan pembatasan kandungan silica pada air boiler • Dikontrol dengan pembatasan tekanan operasi boiler • Dikontrol dengan mempertahankan kontrol pH yang tinggi

  9. Bentuk Kerak Besi/Iron Kerak besi biasanya ditemukan dalam boiler sebagai salah satu atau lebih bentuk berikut: • Bentuk kompleks dengan calcium • Bentuk kompleks dengan phosphate • Hematite Fe2O3 • Magnetite Fe3O4

  10. Efek Kerak Pada Heat Transfer

  11. Efek Kerak pada Temperatur Pipa

  12. Contoh Efek Kerak

  13. Problem Kerak • Boiler tube failure • Disebabkan karena pengurangan heat transfer dan tube overheating • Under-deposit corrosion • Disebabkan karena konsentrasi tinggi dari bahan bersifat korosif concentration of corrosive agents (dapat berupa NaOH)

  14. Apa yang dapat dilakukan untuk mencegah kerak/deposit • Kontrol secara ketat terhadap kualitas air umpan (sesuai dengan batas kontrol) • Mengaplikasikan internal treatment

  15. Internal Treatment Options • Presipitasikontaminan • Pelarutan (solubilize) kontaminan • Pendispersian (disperse) kontaminan

  16. Coagulation programs Organic sludge conditioners Phosphate residual programs Phosphate-Polymer Programs Chelates & Chelate / Polymer programs All-Polymer program Program Internal Treatment Secara Umum/Konvensional

  17. Historical Overview of Nalco’s Internal Treatment Programs • Soda ash, Sodium Aluminate, and Phosphates • Chelation • Synthetic organic polymers • Transport-Plus

  18. ONDEO Nalco’s Internal Treatment Programs • Phosphate Residual Programs • Phosphate Polymer Program • All Polymer (Transport-Plus) Programs • Supplemental Programs (dispersants and antifoam)

  19. Program Pengendapan/Koagulasi

  20. Perlakuan secara Koagulasi (Coagulation Treatments) • Calcium hardness dipresipitasikan sebagai Calcium Carbonate. • Magnesium hardness dipresipitasikan sebagai Magnesium Hidroksidaatau Magnesium Silicate

  21. Aplikasi Program Koagulasi: Program Koagulasi dapat diaplikasikan bila; • Tekanan operasi boiler < 350 psig • Hardness feedwater/air umpan > 60 ppm • Alkalinity air boiler < 500 ppm

  22. Program Koagulasi • Kebaikan: • Dapat diaplikasikan untuk air umpan dengan kandungan hardness yang tinggi. • Kekurangan: • Cycle operasi boiler rendah • TDS air boiler tinggi • Jumlah blowdown banyak – pembuangan panas (wastes heat) • Pembentukan kerak

  23. Program Phosphate • Calcium dipresitasikan sebagai calcium phosphate • Magnesium dipresitasikan sebagai magnesium hydrosida

  24. Phosphate Technology • Ortho phosphates • Mono-, di-, tri- sodium phosphates • Poly Phosphates • Sodium hexa meta phosphate • Sodium hepta meta phosphate • Sodium tripoly phosphate • Tetra sodium pyro-phosphate

  25. Phosphate Technology Titik Injeksi • Ortho phosphate • Diinjeksikan lansung ke drum boiler • Poly phosphate • Diinjeksikan ke line air umpan

  26. Phosphate Technology Kelebihan • Mudah dimonitor dan dikontrol • Tidak memerlukan air umpan dengan kemurnian tinggi • Dapat diaplikasikan pada boiler tekanan tinggi • Dikenal luas • Memiliki perizinan FDA dan USDA • Fluktuasi hardness air umpan dapat ditangani • Residual PO4tidak bersifat korosif • PO4 residual yang tinggi - buffer untuk ekskursi • Biaya relatif murah

  27. Phosphate Technology Kekurangan • Menghasilkan presipitasi/endapan pada sistem • Kelebihan alkalinity dapat menyebabkan korosi • Memerlukan lebih banyak blowdown • Jika demikian, lebih banyak panas hilang dan lebih banyak pemakaian bahan kimia • Kemungkinan dapat menyebabkan terjadi kerak • Umumnya diaplikasikan bersama sludge dispersant

  28. Phosphate Technology Detailed Chemistry • (poly) Na5P3O10 + 4NaOH -> 3Na3PO4 + 2H2O • (ortho) Na2HPO4 + NaOH -> Na3PO4 + H2O • 3CaCO3 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 + 3Na2CO3 • 3CaSO4 + 2Na3PO4 -> Ca3(PO4)2 +3Na2SO4 • Mg(HCO3)2 + 4NaOH -> Mg(OH)2 + 2Na2CO3 + 2H2O • MgCl2 + 2NaOH -> Mg(OH)2 + 2NaCl

  29. Sludge Conditioning • Padatan Calcium Phosphate dan Magnesium Hydroxide yang tidak terlarut terbentuk (Sludge) • Particulate Iron Oxide kembali ke kondensat • Padatan mengendap pada permukaan panas boiler • Transfer panas tidak seimbang, dapat beresiko pipa pecah

  30. Tipe Sludge Conditioners • Synthetic polymers • Tannins • Lignins • Starches

  31. Pengaplikasian Sludge Conditioners • Produk Starch Organic • Jika Mg:SiO2 ratio < 2 • Jika minyak mengkontaminasi air boiler • Dalam pabrik pengolahan makanan • Produk Lignin Organic • Untuk mengkondisi Calcium Phosphate & Iron Oxide

  32. Titik Injeksi Sludge Conditioners • Tangki Deaerator • Jalur air umpan boiler • Lansung ke steam drum

  33. Solubilizing Program

  34. Chelants • Melarutkan ion logam • Membentuk senyawa kompleks yang sangat larut • Ion-ion bersaing (PO4, SiO2, OH) mengurangi efetivitas

  35. Chelant yang Umum • EDTA • (Ethylene diamine tetracetic acid) • Memiliki 6 sisi logam kompleks termasuk atom nitrogen dan oksigen • NTA • (Nitrilo triacetic acid) • Memiliki 4 sisi logam kompleks

  36. Perbandingan Kedua Jenis Chelant • NTA lebih stabil secara thermal • 900 psig max. untuk NTA, • 600 psig max. untuk EDTA • Biaya NTA lebih murah dari pada EDTA • EDTA memkompleks Magnesium lebih baik dari pada NTA • EDTA memkompleks besi lebih baik dari pada NTA • EDTA memiliki perizinan FDA

  37. Aplikasi Chelants • Harus diinjeksikan secara kontinu pada jalur air umpan memakai injection quill & piping stainless steel • Tidak boleh ada oksigen • Konsentrasi residual pada air boiler harus dijaga di bawah 10 ppm sebagai CaCO3 untuk meminimalkan korosi • Akurasi kontrol pemakaian diperlukan

  38. Chelant Control Ranges Boiler Pressure Chelant Residual psig (Bar) ppm as CaCO3 400 (30) 4 - 8 401 - 600 (30 - 40) 3 - 6 601 - 1000 (40 - 70) 3 - 5

  39. Kelebihan Chelant • Tidak terbentuk endapan • Permukaan perpindahan panas lebih bersih • Frekwensi acid cleaning lebih sedikit • Terkadang dapat mengurangi jumlah blowdown

  40. Kekurangan Chelant • Biaya lebih mahal • Memerlukan kontrol yang sangat ketat terhadap mutu air umpan • Lebih sulit untuk test kontrol • Residual berlebih bersifat korosif • Ion-ion yang bersaing dapat bersifat korosif

  41. Program Phosphate-Polymer • Mempresipitasikan hardness dan besi • Polymer mendispersikan sludge hasil reaksi, untuk menghindari pengendapan pada pipa • Boiler lebih bersih daripada program phosphate konvensional

  42. Aplikasi Program Phosphate-Polymer • Hardness air umpan lebih rendah dari 3 ppm • Softener atau air baku dengan hardness rendah

  43. Program Phosphate-Polymer • Kelebihan • Perizinan FDA/USDA • Dapat diaplikasikan pada air umpan dengan T.hardness tinggi. • Boiler lebih bersih • Lebih mudah ditest/dikontrol. • Tidak mahal. • Tidak bersifat korosif • Disadvantage • Requires much stricter control of feedwater hardness and chemical program

  44. Program Phosphate-Polymer • Kekurangan • Memerlukan kontrol yang ketat terhadap hardness air umpan dan residual bahan kimia

  45. Program All-Organic Polymer • All-polymer program, polymeric blend • Tidak mengandung chelant atau phophate, tidak memerlukan tambahan dispersan • Berfungsi dengan melarutkan Calcium & Magnesium dan mendispersi besi dan partikulat lainnya • Tidak bersifat agresif terhadap metal boiler

  46. Program All-Organic Polymer • Diinjeksikan ke tangki deaerator untuk boiler bertekanan < 600 psig dan menggunakan air softener • Program/dosis injeksi berdasarkan batas atas kontrol untuk hardness dan besi, bukan nilai rata-rata • Kekurangan dosis (<20% dari yang diperlukan) dapat membentuk deposit Calcium Acrylate pada boiler

  47. Program All-Organic Polymer • Tidak bersifat korosif untuk internal boiler • Memberikan hasil boiler yang lebih bersih - clean boilers – meningkatkan heat transfer • Transport 100% of hardness • Tidak bersifat volatil – aman untuk turbin • Hardness air boiler dapat ditest • Test produk sederhana/mudah • Program passivasi yang baik

  48. Program All-Organic Polymer • Pengaplikasian terbatas untuk tekanan boiler <1000 psig • Memerlukan air umpan dengan hardness rendah • Beberapa formulasi mengkontribusikan ammonia ke steam

  49. Definisi Korosi Cathodic (reduction) half cell reaction 2 e- + 1/2 O2 + H2O <---> 2OH- 2OH- + Fe <---> Fe(OH)2 + 2 e- Anodic (oxidation) half cell reaction • Korosi adalah proses elektrokimia, dimana metal (teroksidasi) kembali ke bentuk alamiahnya (natural state). • Sell Korosi (corrosion cell) : anoda, katoda dan elektrolit harus ada

  50. Korosi pada Boiler • Tipe korosi • Korosi akibat oksigen/oxygen corrosion • Konsentrasi alkalinity/alkalinity concentration • Korosi akibat caustic/caustic corrosion • Korosi akibat asam/Acid corrosion • Korosi akibat chelant/Chelant corrosion • Erosi/korosi

More Related