1. Źródło jonów chlorkowych w systemie IOS
Jony chlorkowe w systemie IOS pochodzą głównie ze spalania węgla, wapienia odsiarczającego i wody zasilającej proces. Zawartość chloru w spalaniu węgla wynosi zazwyczaj około 0 1%, przy niewielkiej ilości węgla o zawartości chloru wynoszącej 0 2% - 0. 3%, wapień ma zawartość chloru wynoszącą 0 0,1%, zawartość jonów chlorkowych w wodzie procesowej jest nieco niższa, około (10-150) mg/L, a zawartość chloru w spalinach wylot (objętość przeliczona na stan standardowy) wynosi około 1 mg/m3. W wyniku recyklingu wody w układzie IOS, w roztworze absorpcyjnym powstają jony chlorkowe, których udział masowy sięga do 1%, a czasem nawet więcej. W tym momencie wysokie stężenia jonów chlorkowych mogą stanowić zagrożenie dla rur, sprzętu i gipsu.
2. Wpływ na materiały systemowe
Sprzęt i rurociągi mające kontakt z szlamem i cieczą odpadową w systemie IOS są w większości wykonane ze stali nierdzewnej, w tym mieszadła wież absorpcyjnych, kanały powietrza utleniającego, rurociągi uzupełniania wody, zbiorniki magazynujące ciecze odpadowe i mieszadła dozujące. Większość jonów chlorkowych jest wprowadzana przez spaliny ze spalania węgla i jest absorbowana i wzbogacana w wieży absorpcyjnej. W połączeniu z mediami kwaśnymi środowisko sprzętu i rurociągów staje się bardziej trudne, co prowadzi do korozji szczelinowej metalu, korozji wżerowej, korozji naprężeniowej, korozji pęcherzowej i korozji erozyjnej.
Korozja szczelinowa często występuje w obszarach o niedostatecznym dopływie tlenu, takich jak spawanie, nitowanie i połączenia śrubowe w urządzeniach odsiarczających, objawiając się pęknięciami. Elektrolit w szczelinie ma większy niedobór tlenu niż inne części ze względu na powolną dyfuzję, a hydroliza chlorku uwalnia ciepło, powodując wzrost stężenia elektrolitu w szczelinie i zaostrzając korozję elektrochemiczną.
Korozja elektryczna często występuje w urządzeniach energetycznych, takich jak mieszadła lub wirniki, gdzie zawartość substancji stałych w szlamie wynosi od 10% do 30%. Uderzenie zaczynu może uszkodzić warstwę ochronną na powierzchni materiału. Metal w miejscu zniszczenia staje się anodą, korodując, tworząc wżery. Tlen znajdujący się w otworze bierze udział w reakcji katodowej i szybko się wyczerpuje. Aby zachować neutralność elektryczną, ujemnie naładowane jony chlorkowe dyfundują z zewnątrz do porów. W wyniku hydrolizy chlorków metali powstaje kwas solny, który tworzy kwaśne środowisko. W środowisku kwaśnym, gdy metale się rozpuszczają, do porów migruje więcej jonów chlorkowych, przyspieszając korozję metalu. W ciężkich przypadkach może to spowodować perforację sprzętu
3. Wpływ na efektywność odsiarczania
Korozja pęcherzowa i korozja erozyjna występują w częściach poddawanych intensywnej pracy lub przepływowi cieczy z dużą prędkością, np. korpusom pomp, wirnikom, kolankom, rurociągom itp. Przyczyną powstawania tego rodzaju korozji jest uszkodzenie warstwę pasywacyjną i duże naprężenia mechaniczne powierzchni materiału. Korozja naprężeniowa występuje w środowiskach, w których występują zarówno naprężenia rozciągające, jak i media korozyjne, takie jak kolanka.
Wpływ na efektywność odsiarczania
W systemie IOS chlorek wapnia jonizuje w ośrodku, zwiększając stężenie Ca2+ i powodując przesunięcie reakcji w lewo, co skutkuje zmniejszeniem szybkości rozkładu CaCO3 i wpływa na absorpcję dwutlenku siarki. Ponadto jony chlorkowe mają silną zdolność koordynacyjną i mogą tworzyć kompleksy z jonami metali, takimi jak FeCl4-, AlCl2+, ZnCl42- itp. Kompleks ten może kapsułkować Ca{{5} } lub CaCO3, zwiększyć ilość substancji obojętnych, zmniejszyć ilość Ca2+lub CaCO3 biorącego udział w reakcji i zwiększyć zużycie wapienia. Zwiększenie zawartości substancji obojętnych zwiększy gęstość szlamu i zwiększy zużycie energii. Co więcej, jony chlorkowe są wyższe niż HSO3- lub SO2-3 mają większą siłę erozyjną i mogą odpychać działanie HSO3- lub SO2-3, wpływając na rozpuszczanie i reakcję dwutlenku siarki, zmniejszając w ten sposób skuteczność odsiarczania.
4. Wpływ na jakość gipsu
4. 1. Zwiększając wilgotność zaczynu gipsowego, na skutek przesycenia, stopniowo krystalizuje z małych cząstek do większych cząstek gipsu. Podczas procesu krystalizacji jony chlorkowe są kapsułkowane wewnątrz kryształu i łączą się z jonami wapnia, tworząc stabilny chlorek wapnia z czterema wodami krystalicznymi, pozostawiając pewną ilość wody w krysztale gipsu i powodując wzrost zawartości wilgoci w gipsie. Zazwyczaj wymagana jest zawartość wilgoci w gipsie poniżej 10% [11].
4. 2. Zwiększ trudność odwodnienia
W procesie odwadniania gipsu usuwana jest duża ilość wody, jednak pomiędzy ziarnami gipsu pozostaje niewielka ilość jonów chlorkowych i jonów wapnia, które blokują kanały wolnej wody i utrudniają odwodnienie. Zawartość jonów chlorkowych w gipsie również przekroczy normalną normę.
4. 3. Zmień strukturę krystaliczną gipsu
Jony chlorkowe mogą powodować zniekształcenia sieci w gipsie, w wyniku czego powstaje więcej jąder krystalicznych. Zróżnicowanie kryształów spowoduje zmniejszenie zwartości cząstek gipsu, co nie sprzyja dalszemu odwadnianiu gipsu.
