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LA DEPURAZIONE DELLE ACQUE DI CALDAIA.
La depurazione delle acque di caldaia è un problema essenziale per le centrali termoelettriche e non solo. Tale processo tende ad evitare la formazione di fanghi, incrostazioni e corrosioni, tutti elementi che pregiudicano la funzionalità degli impianti percorsi da acqua o vapore ad alta temperatura. Ad esempio le incrostazioni si presentano, in forma grave, anche negli impianti di riscaldamento domestici e nei tubi dove scorre l'acqua calda dello scaldabagno(*), con la conseguenza di dover cambiare le condotte.
Nei grandi impianti ciò non è consentito se non all'interno di valori, minimi, suggeriti dalla lunga esperienza in materia. Trascurando tutti gli altri processi chimici e fisici sull'acqua, qui esaminiamo solo l'intervento sugli ioni e sui gas contenuti nell'acqua utilizzando le torri di depurazione a resine.
Le torri sono normalmente due in funzione e due in rigenerazione. L'acqua si muove nelle due torri in successione, perdendo nella prima (resina cationica) gli ioni positivi (Ca++, Mg++, Na+, ecc.) e nella seconda (resina anionica) gli ioni negativi (CO3--, Cl-, SO4--, HCO3-, ecc.)(**) e i gas con un opportuno degasatore. Lo schema è quello in figura.
L'acqua arriva nel tubo A provenendo o dal serbatoio di reintegro o dal condensatore. Se il serbatoio è il mare, l'acqua ha già subito una prima depurazione, consistente nella desalinizzazione: l'acqua viene vaporizzata usando il calore del vapore spillato lungo il circuito e quindi condensata, per cui nel tubo A giunge acqua distillata.
Nella torre cationica l'acqua lascia gli ioni positivi e attraversa un letto di antracite e di carbone che ha lo scopo di trattenere le particelle di resina e una parte di gas disciolti.
Nella torre intermedia l'acqua, ruscellando a cascata su numerosi setti metallici, si libera quasi completamente dei gas (CO2, O2, H2, N2, ecc.) che vengono estratti da un degasatore D. Nel tubo C è inserita una pompa P che assicura un movimento abbastanza veloce della massa d'acqua.
Nella torre anionica l'acqua lascia gli ioni negativi e attraversa un altro letto di antracite e carbone, dirigendosi infine all'economizzatore.
Il modo di agire delle resine è semplice: i granuli possiedono per natura cariche negative o positive in eccesso e di conseguenza al passaggio di ioni con carica opposta li trattengono, neutralizzandoli. A lungo andare le resine esauriscono le loro cariche e devono essere rigenerate. Ciò si ottiene lavandole con acido solforico H2SO4 diluito (resine anioniche che devono riacquistare le loro cariche positive H+) e con soda caustica NaOH diluita (resine cationiche che devono riacquistare le loro cariche negative OH-). Successivamente le resine vanno lavate con acqua distillata.
Anche l'antracite e il carbone devono periodicamente essere estratti e ripuliti.
(*) è a tutti noto ciò che accade nel radiatore dell'automobile: corrosioni e incrostazioni giungono sino a bucare o ad ostruire i tubicini. Si interviene aggiungendo all'acqua un additivo che riduce fortemente i due fenomeni.
(**) vedi le voci IONI e TRATTAMENTI in PICCOLO GLOSSARIO.