Sivo – ogljik (C)

Rdeče – kisik (O)

Belo – vodik (H)

V sodobnih energetskih sistemih je vedno bolj pogosta potreba po uporabi glikola kot medija za prenos toplote ali hladu. Glikol je uporaben in uporabljen v veliko različnih primerih, bodisi govorimo o hladilnih sistemih (chillerji), ogrevalnih sistemih (toplotna črpalka), solarnih sistemih (ploščati ali vakuumski solarni sprejemniki energije) ali celo kot medij v industrijskih procesih. Žal pa se poznavanje, prepoznavanje in razumevanje težav z glikolom pri veliko monterjih konča s poznavanjem razlike med strupenim etilen glikolom in nestrupenim propilen glikolom. Večino delovnih in tehničnih težav z glikolom nastopi, ko postane raztopina glikola, ki kroži v sistemu, umazana. Če želimo doseči dolgo življenjsko dobo našega sistema v katerem kroži glikol, je potrebno in zelo pomembno, prepoznati težave in poznati načine kako jih preprečiti.

NEKATERE NAJPOGOSTEJŠE TEŽAVE

Penjenje
Termično pogojen razkroj glikola
Nadzor pH vrednosti glikola
Kontaminacija s solmi
Oksidacija glikola
Tvorba mulja

1. Penjenje

Penjenje glikola je pogosto zaznan problem. Penjenje v sistemu napolnjenem z glikolom, lahko bistveno zmanjša njegovo kapaciteto. Razlog je, da penjenje povzroča slab kontakt med glikol raztopino in eventualno drugo tekočino za prenos toplote (npr. destilirano vodo), v samem toplotnem izmenjevalcu. Najboljša rešitev za preprečevanje penjenja glikola je ustrezna preventiva, oziroma skrb za glikol raztopino. Najpomembnejša ukrepa sta ustrezno preventivno kemično čiščenje, oziroma izpiranje sistema v katerem kroži glikol in dobra filtracija glikol raztopine. Veliko se
uporabljajo tudi dodatki proti penjenju, kot na primer mono-etanol-amini (MEA), s katerimi rešujemo takšne težave.

Potrebno je poudariti, da uporaba slednjih ne reši osnovne težave. Uporaba dodatkov je samo začasen ukrep, dokler se ne odkrije in odstrani pravi vzrok penjenja.

Nekateri faktorji, ki povzročajo penjenje so:

Nizka vsebnost/koncentracija glikola v skupni raztopini, oziroma sistemski tekočini.
Visoka pH vrednost glikola (že v osnovi je glikol raztopina s pH > 9 nagnjena k penjenju in emulgiranju).
Vsebnost hidrokarbonskih tekočin (kondenzata).
Vsebnost fino razpršenih drobnih trdnih delcev.
Kontaminacija s solmi.
Neprimerni zaviralci korozije.

2. Termično pogojen razkroj glikola

Ugotovljeno je bilo, da je maksimalna delovna temperatura glikola omejena s tri-etilen glikolom, dekompozicijsko temperaturo in izgubami glikola zaradi uparjanja. Laboratorijski testi so pokazali, da je glikol termično stabilen (TEG temperatura) do približno 200°C. Višja temperatura, kot posledica ene ali več spodaj naštetih vzrokov, bo povzročila razkroj glikola in tvorila agresivne korozivne komponente.

Vzroki:

Visoka stagnacijska temperatura, nad stopnjo razkroja glikola.
Lokalna pregrevanja, povzročena zaradi oblog, nezadostnega tlaka v sistemu in premajhnega odvzema energije.

3. Nadzor pH vrednosti glikola

Določanje pH vrednosti raztopine glikola, je meritev njene kislosti ali alkalnosti, ki se meri s skalo od 0 – 14. Kadar je pH vrednost manj kot 7, indicira kislo raztopino, 7 je nevtralna in višje od 7 je alkalna raztopina. Stopnja korozije montirane opreme (cevi in hidravličnih komponent), se s padcem pH vrednosti glikola hitro poveča. Do slednje pride zaradi nastanka organskih kislin, kot rezultat oksidacije glikola ter produktov termičnega razkroja, ki predstavljajo najbolj težavne korozivne komponente. Iz tega razloga, se mora pH vrednost glikola redno intervalno kontrolirati ter vzdrževati šibko alkalnost z nevtralizacijo kislinskih komponent z boraksom, etanol-amini ali podobnimi primernimi alkalnimi kemikalijami in vzdrževati pH vrednost med 7,5 in 8,0. Glikolna raztopina, ki je preveč bazična (alkalna), pH vrednost je večja od 9, je nagnjena k penjenju in emulgiranju.

4. Kontaminacija s solmi

Depoziti soli pospešujejo korozijo montirane opreme, zmanjšujejo prenos toplote v toplotnem izmenjevalcu (vode) ter vplivajo na točnost meritev s hidrometrom, če želimo z njim določiti koncentracijo glikola. Te težavne komponente lahko zaidejo v sistem, ki je napolnjen z glikolom, če slednji ni bil predhodno kemično očiščen in izspran, oziroma, če je prišlo do mešanja glikola in mehčane vode. Odstranijo se le s težavo in se jim mora posledično preprečiti stik z glikolom, s pomočjo učinkovitih filtrov ali učinkovitega čistilnega sredstva.

4. Oksidacija glikola

Kisik lahko vstopi v sistem z glikolom zaradi napačno nastavljenih pred-tlakov v razteznih posodah in posledičnim ‘dihanjem’ sistema med dnevnim in nočnim delovanjem, preko difuzijsko netesnih tesnil in drugih podobnih komponent. Glikol bo v prisotnosti kisika hitro oksidiral in tvoril korozivne organske kisline. Da bi preprečili oksidacijo glikola, je potrebno izvesti ustrezne preventivne ukrepe.

Priporoča se uporaba difuzijsko tesnih materialov ter komponent (tesnila, membrane, ipd.), ki so primerna za kontakt z glikolom in posledično poskrbijo, da ni vnosa kisika v sistem. Obvezna je tudi sistemu prilagojena in pravilna nastavitev pred-tlakov, glede na pričakovane delovne tlake ter njihova redna letna kontrola. Uporabijo se lahko inhibitorji oksidacije, kot na primer hidracin, ki preprečuje tvorbo korozivnih organskih kislin.

5. Tvorba mulja

V raztopini glikola velikokrat pride do tvorbe mulja zaradi akumulacije trdnih delcev in katranskih hidrokarbonatov. Ta mulj, v obliki suspenzije, kroži skupaj z glikolom in se preko daljšega obdobja, ko postane akumulacija zadosti velika, usede v sistemu. Posledica usedanja je tvorba črnega, lepljivega in abrazivnega mulja, ki lahko povzroči erozijo komponent sistema. Do tega po navadi pride pri nizki pH vrednosti glikola. Mulj čez čas postane trden in krhek, povzroča blokade obtočnih črpalk, slabši izkoristek toplotnih izmenjevalcev, solarnih kolektorjev ali blokade regulatorjev pretoka. Z uporabo posebnih, namenskih glikolov, odpornih na visoke temperature in korozivne posledice (tovarniško dodani zaviralci korozije ter stabilizatorji pH vrednosti), se prepreči nabiranje mulja v sistemih z doziranim glikolom. V primeru, da je opisano stanje že zatečeno, se takšen sistem obvezno očisti (cirkulira in izpira) z namenskimi topili, oziroma čistilnimi sredstvi za glikol. Uporaba slednjih, oziroma čiščenje oblog postaranega glikola, je toplo priporočljivo pri ogrevalnih sistemih, ki so bili več let polnjeni z glikolom (npr. zaradi trajne ali občasne nenaseljenosti objekta) in so se v sistem naložile obloge postaranega glikola ali kot mulj, ki lahko dodatno zakisajo sistem, oziroma kotlovsko vodo in povzročijo občutno in trajno škodo na kotlu, inštalaciji in ostalih sistemskih komponentah.