آنالیز لیتیوم بروماید در چیلر جذبی

آنالیز لیتیم بروماید چیلر جذبی

چیلرهای جذبی در دهه ۶۰ میلادی در صنعت تبرید و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار گرفت. این چیلرها از دو ماده مبرد و جذب کننده جهت فرایند سد سازی استفاده میکنند. در چیلرهای جذبی از لیتیوم بروماید جهت جاذب و از آب مقطر نیز به عنوان مبرد استفاده میگردد. چیلر جذبی براساس خلا و تبخیر کار میکند. در محفظه داخلی چیلر جذبی با اسپری و پاشش آب مقطر به بر روی تیوب های اواپراتور باعث تبخیر بهتر و کاهش دمای آب چیلد واتر می گردد. حال با توجه به افزایش بخارات آب و افزایش فشار، برای حفظ خلا، باید این مقدار بخار در طرف دیگر جذب گردد. حال ابزوربر که در سمت دیگر شل اواپراتور چیلر جذبی نیز در حال پاشش است، وارد عمل میگردد. در ابزوربر لیتیوم بروماید، جذب کننده آب مقطر میباشد.

جذب بخار آب موجب حفظ خلا در چیلر جذبی میگردد، حال لیتیوم بروماید رقیق شده دیگر تمایلی به جذب مبرد ندارد؛ لذا باید لیتیوم بروماید جهت جذب دوباره غلیظ و احیا گردد. این عملیات در ژنراتور چیلر جذبی به وسیله حرارت دادن به لیتیوم بروماید صورت میگیرد. بخار آب جدا شده در کندانسور تقطیر شده و دوباره به اواپراتور باز میگردد و همچنین لیتیوم بروماید نیز دوباره پس از گذر از مبدل حرارتی به ابزوربر بازمیگردد جهت جذب دوباره به ابزوربر چیلر جذبی باز میگردد.

این سیکل ترمودینامیکی لیتیوم بروماید در چیلر جذبی میباشد.

از نظر مکانیکی سیکل چیلر جذبی ساده به نظر می رسد. برای گردش لیتیوم بروماید و آب به پمپ ها نیاز است. مبدل های حرارتی، لوله های نازل ها، لوله های ارتباطی، کنترل های الکتریکی و غیره، سیستم را کامل می کنند.

اما جنبه دیگری از چیلر جذبی وجود دارد که به معنای واقعی کلمه عملکرد چیلر را پیچیده و باعث خرابی آن میگردد. لیتیوم بروماید، یک نمک بسیار خورنده، به راحتی به فلزات آهنی مانند فولاد حمله می کند.

فرآیند خوردگی لیتیوم بروماید گاز هیدروژن تولید می کند که خلا داخلی چیلر را کاهش می دهد. با کاهش خلا، واحد عملکرد چیلر جذبی را ضعیفی پیدا میکند. علاوه بر این، بقایای حاصل از رسوبات خوردگی دهانه های باریک در هدرهای نازل ها، مبدل های حرارتی را مسدود میکند.

بنابراین عملکرد مناسب چیلرهای جذبی فقط به سرویس دهی جنبه های مکانیکی واحد بستگی ندارد. درک شیمی لیتیوم بروماید نیز لازم است.

فرایند خوردگی در چیلرجذبی

برای اینکه هر فرآیند خورنده از نظر شیمیایی رخ دهد، دو واکنش الکتروشیمیایی جداگانه لازم است.

اولین فرآیند واضح فرآیندی است که در آن فلز حل می شود. فلز آزاد الکترونهای خود را رها می کند، به یونی با بار مثبت تبدیل می شود و به محلول می رود. این را می توان با معادله زیر خلاصه کرد:

حتما بخوانید!
تعیین فشار ساکشن و دیسشارژ چیلر تراکمی و عیب یابی آن

فلز —> یون فلز مثبت + الکترونهای آزاد

این الکترونهای آزاد راحتی توسط سایر گونه های شیمیایی مصرف می شوند. در سیستم های آبی (مبتنی بر آب)، مکانیسم خوردگی معمولاً همراه با اکسیژن صورت می پذیرد که الکترونهای آزاد را طبق معادله زیر مصرف میگردند:

اکسیژن + الکترونهای آزاد + آب —> یونهای هیدروکسید

در چیلر جذبی مبتنی بر لیتیوم بروماید، با ورود هوا (حاوی اکسیژن) به سیستم، اجزای آهن فولاد حل می شود. نتیجه آن هیدروکسید آهن، ماده ای زنگ مانند است که هنگام گرم شدن، با جدا شدن مولکول آب هیدروکسید آهنی به اکسید آهن سیاه موجود در هر جاذب تغییر می کند.

 البته معادلات بالا ساده شده از واکنش های خوردگی آهن در چیلر جذبی میباشد. یون لیتیوم از محلول لیتیوم بروماید بسیار تهاجمی است و به راحتی با یون های هیدروکسید آزاد در محلول ارتباط برقرار می کند. این یون تمایل دارد اکسیژن را مجبور به رها کردن الکترون های خود کند. با در دسترس بودن همه این الکترون ها، آهن به راحتی و به سرعت حل می شود.

علاوه بر این، پمپ ها منبع برق (الکترون) را نیز فراهم می کنند. وجود چنین مقدار فراوانی از الکترون در محلول نمکی مانند لیتیوم بروماید باعث می شود که خوردگی بسیار زیاد فلز آهن و مس میشود.

بنابراین، این مکانیسم شیمیایی است که به وسیله آن لیتیوم بروماید به اجزای داخلی فلز چیلرهای جذبی حمله می کند. نمی توان آن را نادیده گرفت زیرا این عمل ویرانی در عملکرد چیلر ایجاد می کند. دارندگان و مجریان چیلرهای جذبی و افرادی که قصد خرید لیتیم بروماید را دارند باید با شیمی چیلرجذبی و همچنین سیستم های مکانیکی آن سر و کار داشته باشند. لذا شیمی در چیلر جذبی بسیار دارای اهمیت میباشد. بنابراین آنالیز لیتیوم بروماید و بررسی شیمی مواد آن امری ضروری در نگهداری از چیلر جذبی میباشد.

آنالیز لیتیوم بروماید

تست تجزیه و تحلیل

موارد مورد اهمیت

وزن مخصوص / درصد لیتیوم بروماید غلظت لیتیوم بروماید را اندازه گیری می کند و وضعیت عملیاتی جاذب را نشان می دهد.
قلیایی بودن / pH نشت احتمالی هوا به داخل چیلر را نشان میدهد. خوردگی فلز را تحت تأثیر قرار می دهد.
ذرات مس حل شده خوردگی تیوب ها یا سیم پیچ پمپ را نشان میدهد.
آهن محلول / جامدات معلق خوردگی فضای داخلی چیلر را اندازه گیری می کند. نشانه ای از درجه رسوب داخلی را نشان می دهد.
نیترات لیتیوم قدرت بازدارنده نیترات را اندازه گیری می کند.
ارسنیک قدرت بازدارنده ارسنیک را اندازه گیری می کند.
کرومات قدرت بازدارنده کرومات را اندازه گیری می کند.
مولیبدات قدرت بازدارنده مولیبدات را اندازه گیری می کند.
امونیاک نشان دهنده مقدار نیترات به آمونیاک تبدیل شده است. می تواند درجه خوردگی قسمتهای
مس را نشان دهد. همچنین پتانسیل ترک خوردگی و تنش در لوله های مس را نشان می دهد
حتما بخوانید!
نگهداری اصولی از چیلر جذبی

به منظور نظارت بر آنچه از نظر شیمیایی در داخل چیلر اتفاق می افتد، تجزیه و تحلیل شیمیایی لیتیوم بروماید مورد نیاز است. این معمولاً شامل آزمایش هایی برای موارد زیر است.

  • وزن مخصوص
  • قلیایی بودن و pH
  • ذرات مس
  • جامدات معلق
  • غلظت بازدارنده.

وزن مخصوص غلظت لیتیوم بروماید را نشان می دهد، مقدار غلظت وضعیت جذب محلول را نشان میدهد.

PH و قلیایی بودن می تواند نشانه ای از نشت هوا به داخل چیلر باشد. همچنین می تواند بینشی را در مورد احتمال حمله فلزات به شما ارائه دهد. به عنوان مثال، در مقادیر قلیایی و pH پایین، اجزای آهنی یا فولادی در معرض خوردگی قرار دارند. بالا بردن قلیائیت فلزات بر پایه مسی مانند تیوب ها مورد حمله قرار میگیرند.

محتوای مس و جامدات معلق میزان حمله خورنده را نشان می دهد و همچنین نشان می دهد که محلول لیتیوم بروماید در حال حل کردن و خوردگی اجزای دستگاه است. به همین ترتیب میزان رسوب در داخل چیلر را نشان می دهد و اینکه آیا نازل و مبدل های حرارتی احتمالاً گرفتگی دارند یا خیر.

سرانجام، اندازه گیری اینهبیتورها نشان می دهد که این مواد شیمیایی اضافی در داخل محلول چگونه عمل می کنند. بازدارنده ها به آب نمک لیتیوم بروماید اضافه می شوند تا از سطوح مختلف فلزی محافظت کرده و سرعت خوردگی را تا سطح قابل قبول کاهش دهند.

خوردگی را هرگز نمی توان کاملاً متوقف کرد. فقط می تواند به حداقل برسد. این عملکرد اینهبیتور ها است.

اینهبیتور لیتیوم بروماید در چیلر جذبی

برای کاهش حمله محلول لیتیوم بروماید به فلزات داخلی چیلر جذبی از چندین بازدارنده مختلف خوردگی استفاده شده است. اینها شامل قلیایی بودن محلول بالا، لیتیم نیترات، لیتیوم کرومات، لیتیوم آرسنیت و لیتیوم مولیبدات هستند.

محلول لیتیوم بروماید با غلظت ۵۴٪ دارای PH نزدیک به ۷٫۰ یا خنثی است. اما از آنجا که در فلزات آهنی بسیار خورنده است، با افزایش قلیاییت باعث کاهش این حمله می شود. با این حال، در دنیای مس و آهن چیلر جذبی، قلیاییت بالاتر باعث خوردگی مس می شود. بنابراین یک معامله است. اگر از آهن محافظت کنید، لوله های مبتنی بر مس را قربانی می کنید.

در سطوح قلیایی کمتر از مواد مفید برای فلزات آهنی، خوردگی لوله مس کمتر است، اما آهن و فولاد آسیب می بینند.

از لیتیوم نیترات همراه با قلیائیت کمی پایین تر برای محافظت از سطح فولاد استفاده شد. این تولید مواد اکسید آهن سیاه را بیشتر می کند. از نظر تئوری، اگر اکسید سیاه سطح فلز در معرض را بپوشاند، در این صورت می توان خوردگی های جدید را مسدود کرد. اما لایه اکسید تا جایی جمع شد که خیلی ضخیم شد و از سطح فلز افتاد. این باعث رسوب لوله ها و غیره شد و سطح تازه را در معرض حمله اضافی قرار داد. همچنین، وقتی نیترات به شیمی پیچیده چیلر جذبی لیتیوم بروماید اضافه شد، آمونیاک را تشکیل داد. آمونیاک نه تنها خلا داخلی چیلر جذبی را از بین میبرد بلکه باعث اضافه شدن نوع دیگر خوردگی به چیلر جذبی میگردد.

حتما بخوانید!
آموزش پمپ دان چیلر تراکمی (Pump Down)

آمونیاک بر روی فلزات مسی بسیار خورنده است و حمله آن فقط به انحلال عمومی فلز محدود نمی شود. آمونیاک می تواند مرز دانه های میکروسکوپی مس را ضعیف کرده و باعث شود مولکولهای مس از هم جدا شوند و یا تحت فشار قرار بگیرند. این پدیده به عنوان خوردگی تحت تنش شناخته می شود.

لیتیوم کرومات یک اینهبیتور واقعی است که در سیستم لیتیوم بروماید استفاده می شود. در سطح قلیائیت پایین تر، کرومات قادر است اثر خورنده محلول را بر روی فولاد کاهش دهد. بر خلاف نیترات، که باعث رشد اکسید آهن می شود، کرومات فقط سطح فولاد را منفعل می کند. این بدان معناست که فولاد خورده نمی شود و گازهای غیرقابل کنداس (بیشتر هیدروژن) تولید نمی شود.

کرومات در سطوح قلیایی پایین از بخشهای مس نیز محافظت می کند و از آنجا که منبع تولید آمونیاک را فراهم نمی کند، احتمال خوردگی تنش مس از بین رفته است. با این حال، کرومات ها آلاینده ها و مواد سرطان زا شناخته شده هستند. بنابراین، آنها باید کنترل شوند. آنها نمی توانند در محیط تخلیه شوند و مهندسین و تکنسین هایی که با آنها سرکار دارند باید دارای حفاظت کامل باشند. با این وجود، کرومات در چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید بسیار موثر است.

برای تعدیل برخی از نگرانی های زیست محیطی و بهداشتی مرتبط با کرومات، در حال حاضر از لیتیوم مولیبدات استفاده می شود. مولیبدات ها نیز مانند کرومات ها در کاهش خوردگی لیتیوم بروماید موثر هستند. اما به بیان ساده، مولیبدیت ها به اندازه کرومات موثر نیستند. میزان خوردگی فولاد در ارتباط با سیستم های لیتیوم بروماید-مولیبدات بالاتر از مواردی است که در آن کرومات استفاده می شود.

این مقاله به طور خلاصه شیمی چیلر جذبی و مباحث آنالیز لیتیوم بروماید را بررسی نمود. درک جنبه های شیمیایی لیتیوم بروماید و همچنین انواع مختلف مواد شیمیایی که به عنوان بازدارنده یا اینهبیتور استفاده می شوند، می تواند به پرسنل نگهداری و مهندسین کمک میکند تا از چیلر جذبی بهره وری بهتری داشته باشند.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

1 دیدگاه برای “آنالیز لیتیوم بروماید در چیلر جذبی

  1. محمد گفته:

    سلام وقتتون بخیر
    لیتیوم بروماید ۶۰درصد داریم چگونه می توان غلظت آن را تغییر دهیم

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *