theme

می دانیم که همه مواد معدنی تشکیل دهنده اجزأ یک رسوب از آن گروه نمک هایی هستند که حلالیت آنها تابع دماست . تغییر درجه حرارت نقاط مختلف یک سیستم (که معمولأوجود دارد)کافی است که این نمک ها را به صورت اشباع در آورده و در نهایت وادار به ته نشینی کند . هنگامی که یک محلول فوق اشباع می شود ( در صورت ایجاد هسته های اولیه کریستال ) بهترین شرایط برای رشد کریستال در داخل سیستم فراهم می شود. اجزاء تشکیل دهنده ناخالصی های آب (مثل کربنات و سولفات کلسیم ،سولفات باریم ،سلیکا و غیره ) در اثر عوامل مختلفی (بعد از عبور از مرحله فوق اشباع )می توانند ته نشین شوند. این عوامل می توانند افت فشار ، تغییر دما ، تغییر جریان و  تغییر pH و غیره باشند . اما برای آن که املاح آب ته نشین شوند سه شرط لازم است : فوق اشباع بودن – تشکیل هسته های اولیه – زمان تماس

پس از تشریح عامل فوق اشباع بودن در نوشته پیشین به بررسی شرط دوم یعنی تشکیل هشته های اولیه می پردازیم

  • هسته های اولیه

در واقع تسهیل کننده رسوبگذاری در سیستم هستند و عوامل زیادی ( چون ذرات غبار ، ارتعاش ، اصطکاک و……) می توانند نقش هسته اولیه را بازی کنند . رسوبات قبلی ونیز محصولات خوردگی ، خود می توانند نقش هسته های اولیه را بازی کنند . در نوشته مربوط به آهک زنی مشاهده شده که در سیستم ته نشینی مجهز به تماس با لجن ، کیفیت کار حذف املاح محلول بسیار بهتر خواهد شد . در واقع در این نوع سیستم ها ، ذرات لجن نقش هسته های اولیه را بازی کرده و باعث رشد سریع کریستال ها خواهند شد .

  • زمان تماس

پس از اینکه در یک محلول فوق اشباع عمل هسته گذاری اولیه انجام شد . آنگاه باید زمان تماس کافی بین محلول و هسته های اولیه وجود داشته باشد تا کریستال ها رشد کنند . در واقع هر چه زمان تماس بیشتر باشد شانس ایجاد رسوب چسبنده بیشتر خواهد شد .

مشخصات رسوب بستگی به درجه فوق اشباع بودن ، نوع ماده رسوب کننده ، تعداد هسته اولیه ، دما ، فشار ، هم زدن و شرایط محیط دارد . به عنوان مثال هم زدن تاثیر مهمی در مشخصات رسوب کربنات کلسیم دارد . سیستم هایی که آب در گردش است مشاهده شده است که کریستال کربنات کلسیم سفت و سخت بوده ولی در آب های ساکن ، کریستال های کربنات کلسیم به صورت پودر نرم می باشند .

هر چند می توان به کمک حاصلضرب حلالیت پیش بینی کرد که آیا رسوبی ایجاد خواهد شد یا خیر ولی این روش هیچ اطلاعی از درجه چسبنده بودن رسوب نمی دهد . اما به تجربه ثابت شده است که :

الف – اگر شدت ایجاد رسوب شدید باشد رسوب ها معمولأ متخلخل و نیز غیر چسبنده و نرم خواهند بود.

ب – رسوبات با گذشت زمان معمولأ سخت تر و چسبنده تر خواهند شد.

ج – ناهمواری سطح ، چه طبیعی باشد و چه به علت خوردگی ، باعث افزایش چسبندگی رسوب می شود.

د – در محل تماس گاز – مایع – جامد همانند آنچه که در محل تماس هوا ، آب ، دیواره ظرف در تبخیر کننده ها و تانک های دخیره دیده می شود ،رسوبات چسبنده تری نسبت به نقاط دیگر ایجاد می شود.

ه – چسبندگی رسوب معمولأ بستگی به نوع ماده رسوب و جنس سطح جامد دارد.

گاهی تهیه کنند گانانواع مختلف دستگاه ها ادعا می کنند که در صورت صاف نگه داشتن سطوح رسوبی ایجاد نخواهد شد ولی به تجربخ ثابت شده است که تحت شرایط مناسب و زمان کافی تقریبا بر روی هر سطحی چون سیمان ، فولاد ، پلاستیک و غیره رسوب ایجاد خواهد شد.

تاثیر عوامل هیدرودینامیکی

مطالعات انجام شده در مورد تعیین اثر سرعت بر روی تشکیل رسوب بیانگر این مطلب است که سرعت های زیاد سیال گاهی مزاحم تشکیل رسوب می شوند و در پاره ای از موارد تشکیل رسوب را تشدید می کنند . دلیل این امر وجود لایه مرزی می باشد . همان گونه که می دانیم لایه مرزی در انتقال جرم ، ممنتوم و حرارت نقش بسزایی دارد . هر سه این پدیده ها در رسوبگذاری مهم هستند از این رو تاثیر لایه مرزی ، طبیعی به نظر می رسد.

رفتار لایه مرزی با رفتار محلول کاملأ متفاوت است . زبرا سطح به طوری مشخص بر روی رفتار لایه مرزی تاثیر می گذارد آن قسمت از مواد محلول در آب که تمایل به رسوب گذاری دارند معمولأ درنواحی متلاطم زودتر رسوب می کنند. در صنایع بسیار دیده شده است که در قسمت مستقیم یک خط لوله هیچ رسوبی ایجاد نشده است ولی در زانویی که در قسمتی از همان خط لوله قرار دارد رسوب گذاری شدید انجام شده است.

تاثیر عوامل دیگر

وجود حباب در ایجاد رسوب موثر است. می دانیم که با افزایش دما حلالیت گازها کاهش می یابد و در نتیجه گاز تمایل به خروج از آب را دارد . خروج گاز کمک به ایجاد حباب بر روی سطح مایع می کند و مقداری از مواد محلول آب در حباب ها حبس می شوند . در اثر افزایش دما ، نمک هایی که حلالیت آنها با دما کاهش می یابد در داخل حباب به صورت فوق اشباع در آمده و پس از ترکیدن حباب ، این نمک ها در فصل مشترک گاز – جامد – مایع رسوب می کنند.

از جمله عوامل مهم دیگر در تشکیل رسوب ، نقش pH  می باشد . این عامل اغلب در رسوب گذاری املاحی مثل کربنات کلسیم ، هیدروکسید منیزیم و ترکیبات آهن اثر می گذارد . افزایش pH معمولأ باعث ترسیب چنین ترکیباتی می شود در حالی که کاهش pH  تمایل به نگهداری این املاح را به صورت محلول افزایش می دهد.

پاسخ دهید

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