Комплексоны - что это такое и как применяются?

Комплексоны - уникальные органические соединения с широким спектром применения в промышленности. Узнайте в этой статье, что представляют собой эти вещества, как они работают и где используются.

Что такое комплексоны

Комплексоны - это органические вещества, которые образуют прочные комплексные соединения (комплексы) с ионами металлов. Наиболее известные комплексоны:

• Оксиэтилидендифосфоновая кислота
• Нитрилотриметилфосфоновая кислота
• Глицин (простейший представитель)

В молекулах комплексонов атомы азота и карбоксильные группы связаны таким образом, что могут одновременно взаимодействовать с ионами металлов. Это обеспечивает высокую прочность образуемых комплексов.

Как действуют комплексоны

Действие комплексонов основано на их способности к химическому взаимодействию с солями жесткости в водных растворах. Происходит комплексообразование - ионы кальция и магния связываются прочными координационными связями с молекулами комплексонов.

Комплексоны адсорбируются на поверхности зародышей кристаллизации солей жесткости, блокируя центры роста кристаллов. Таким образом, комплексоны - это вещества, которые препятствуют кристаллизации солей жесткости и образованию осадков в виде накипи и шлама.

Помимо антинакипного эффекта, комплексоны - это еще и ингибиторы коррозии металлов. Они адсорбируются на поверхности металла, образуя защитную пленку, которая замедляет коррозионные процессы.

Комплексонные технологии

Применение комплексонов связано прежде всего с их использованием для обработки воды в промышленных теплотехнических системах - паровых котлах, системах горячего водоснабжения, охлаждения и т.д. Комплексонные технологии позволяют решать следующие задачи:

1. Предотвращение накипеобразования
2. Защита оборудования от коррозии
3. Повышение энергоэффективности

Эти цели достигаются путем добавления определенных количеств комплексонов в воду, используемую в теплотехнических контурах. Например, в котельной расходом воды 5 м3/ч для эффективной обработки достаточно 1-10 г комплексона на 1 м3 воды.

В отличие от традиционных методов умягчения воды, комплексонные технологии обеспечивают комплексный подход к решению проблем накипеобразования и коррозии.

Организация комплексонной обработки

Чтобы организовать комплексонную обработку воды, необходимо:

1. Подобрать оптимальный реагент комплексон
2. Установить дозирующее устройство
3. Отрегулировать режимы дозирования

Существует широкий ассортимент комплексонных препаратов для систем горячего водоснабжения, отопления, охлаждения. Различаются они условиями применения, стоимостью, дополнительными свойствами.

На трубопровод подпиточной воды монтируется дозирующее устройство, обеспечивающее подачу заданного количества раствора комплексона. Чаще всего используются дозаторы эжекторного типа без движущихся элементов. Принцип работы основан на использовании разряжения в эжекторе для забора и введения реагента.

Оптимальный расход комплексона зависит от параметров системы и качества воды. Он рассчитывается исходя из данных водно-химического анализа, температурного режима, расхода воды. Например, для типовой котельной с параметрами...

Оптимальный расход комплексона зависит от параметров системы и качества воды. Он рассчитывается исходя из данных водно-химического анализа, температурного режима, расхода воды. Например, для типовой котельной с параметрами расхода воды 5 м3/ч, температуры 90°C и жесткости исходной воды 5 мг-экв/л оптимальная доза комплексона составит 1,5 г/м3.

Технология установки комплексона

Установка комплексон включает несколько этапов:

1. Монтаж дозирующего устройства
2. Подключение к трубопроводу
3. Заполнение емкости для реагента
4. Пусконаладочные работы

Работы по монтажу обычно занимают от 2 до 6 часов в зависимости от типа оборудования. Затем выполняется контроль герметичности системы и проверка работы дозатора во всех режимах.

Сервисное обслуживание

Система комплексонной обработки воды не требует постоянного присутствия обслуживающего персонала. Однако рекомендуется периодически выполнять:

• Долив реагента в емкость для раствора
• Профилактический осмотр оборудования
• Контроль параметров дозирования

Как правило, достаточно 1-2 обслуживания в месяц длительностью около 1 часа. Это позволяет поддерживать систему в работоспособном состоянии.

Стоимость внедрения

Стоимость внедрения комплексонной технологии складывается из:

• Стоимости проекта и оборудования
• Монтажных и пусконаладочных работ
• Стоимости реагента

Главные преимущества комплексонной обработки воды - это высокая эффективность и экономичность. Экономия достигается за счет:

• Снижения затрат на ремонты оборудования
• Увеличения межремонтного цикла
• Сокращения расхода топлива

Например, для рассмотренной ранее типовой котельной годовой экономический эффект может составить до 500 000 рублей.

Для котельной производительностью 5 Гкал/час и рабочей температурой 90°C стоимость комплекса оборудования и материалов для комплексонной обработки воды составит ориентировочно 65 000 рублей. В эту сумму входит:

• Дозатор ИЖ-25 с плавной регулировкой - 23 000 р.
• Подводящие трубопроводы и запорная арматура - 15 000 р.
• Монтажные и пусконаладочные работы - 12 000 р.
• Комплексон ИОМС-1 для первой заливки (50 кг) - 15 000 р.

Окупаемость внедрения

Срок окупаемости затрат на внедрение комплексонной технологии, как правило, составляет:

• 1-2 года для промышленных предприятий
• 2-3 года для коммунальных котельных
• До 5 лет для небольших котельных

Это обусловлено различными объемами экономии в каждом случае. Но во всех случаях экономия топлива и снижение затрат окупают расходы на комплексоны.

Обслуживание системы

Регламент технического обслуживания включает:

1. Еженедельную проверку расхода реагента
2. Ежеквартальный контроль работы дозатора
3. Периодический анализ воды
4. Долив комплексона в емкость

Трудозатраты на обслуживание минимальны, что также учитывается при оценке экономической эффективности.

Правила безопасной эксплуатации

При работе с комплексонами рекомендуется соблюдать следующие меры предосторожности:

• Использовать средства индивидуальной защиты
• При розливе реагента засыпать опилками
• Хранить в закрытой таре в специальном помещении

При соблюдении правил безопасности, риск несчастных случаев при эксплуатации системы сведен к минимуму.