L'inhibition chimique de l'entartrage : détermination de la concentration efficace d'inhibiteurs par les techniques LCGE et CEG

The chemical inhibition of the scale formation: determination of the efficient concentration of inhibitors by LCGE and CGE techniques

Laboratoire des Procédés Chimiques, Institut National de Recherche Scientifique et Technique, B. P. 95 Hammam-Lif 2050 - Tunisie

Résumé

L'inhibition de la précipitation du carbonate de calcium à partir des eaux calco-carboniques équivalentes, en dureté temporaire, à celles utilisées dans le circuit de refroidissement de l'industrie chimique, est étudiée par deux méthodes d'entartrage accéléré, LCGE et CEG. Ces deux techniques provoquent la déstabilisation de l'eau suite à une hausse de pH, respectivement, par évasion du CO₂ dissous par dégazage ou par génération d'ion hydroxyde suite à la réduction d'oxygène dissous.

Trois inhibiteurs STPP, RPI2000 et POA ont été testés. Le phénomène de la concentration efficace ou limite en inhibiteurs d'entartrage est observé au moyen de ces deux techniques. Une étude comparative des temps de germination et de la cinétique de précipitation de ces trois inhibiteurs a montré une meilleure efficacité du tripolyphosphate de sodium STPP. La précipitation du carbonate de calcium par la technique LCGE, utilisant l'air atmosphérique comme gaz de dégazage, semble la plus proche des phénomènes réels, qui ont lieu au niveau du circuit de refroidissement. Les concentrations efficaces en inhibiteurs déterminées dans les mêmes conditions expérimentales ont les valeurs les plus faibles au moyen de cette dernière techniques.

Abstract

Calcareous scale deposits from natural hard water supplies in industrial plants may cause a lot of technical and economical problems.

Therefore, chemical water treatment, using inhibitors work at very low concentration by adsorption on the CaCO₃ nuclei, leading to calcium carbonate precipitation in bulk solution. In such a way, the scale formed do not encrust the walls.

In this work, the inhibition of calcium carbonate precipitation from calco-carbonic waters equivalents, in temporary hardness, to those used in industrial cooling is studied by means of two accelerated scaling methods, LCGE and CEG. These techniques leads to the déstabilisation of water by increasing pH: by loss of dissolved C0₂ or by hydroxyl ion production following the electrochemical reduction of the oxygen dissolved, respectively. Three inhibitors STPP, RPI2000 and POA were tested.

The phenomenon of the limits efficiency, which presents the minimal concentration of an inhibitor, to delay germination to the maximum, is observed with the three tested inhibitors and with the two techniques.

A comparative study of the three inhibitors, concerning the time of germination and the precipitation kinetic, is developed. The value of the efficient concentration is different from a technique to another. Indeed, every technique provokes the CaCO₃ precipitation by different manner. Under same conditions, the mineral phosphate (STPP) seems to be the most efficient using the two techniques. The values found with the LCGE using the atmospheric air are the lowest and seem the nearest of the reality. In fact, this technique permits to reproduce the same phenomena that's one in industrial cooling system.