Posfat sebagai Kimia Boiler (Boiler Compound) berfungsi mencegah terbentuknya kerak dan mengatur pH air boiler agar tidak terjadi korosi.
Daftar Isi:
Posfat Sebagai Kimia Boiler
1. Posfat Pada Boiler Tekanan Rendah
Senyawa posfat ini harus digunakan secara selektif berdasarkan tekanan boiler, kualitas air umpan, dll.
Kimia Boiler berbasis Posfat yang digunakan untuk boiler bertekanan rendah terdiri atas Posfat dan Alkali. Karena Posfat dan Alkali sama-sama mencegah terbentuknya kerak pada permukaan Boiler. Pencegahan tersebut terjadi dengan cara sebagai berikut:
- Posfat bereaksi dengan komponen kesadahan air seperti Ca2+, Mg2+ dan mengubahnya menjadi padatan tersuspensi yang mudah dibuang dari boiler dengan air blowdown.
- Posfat dapat mempertahankan kandungan silika dalam bentuk yang larut dalam air.
Reaksi Terhadap Ion Kalsium (Ca2+)
Di antara komponen kesadahan dalam air adalah Ion Kalsium (Ca2+), ion kalsium akan membentuk kalsium karbonat (CaCO3) dan kalsium silikat (CaSiO3), kemudian mengendap sebagai kerak. Dengan adanya Posfat, ion kalsium membentuk partikel halus hidroksiapatit yang tersuspensi “{[Ca3(PO4)2]3Ca(OH)2}” yang hampir tidak membentuk kerak. Reaksinya adalah sebagai berikut:
10Ca2+ + 6PO43– + 2OH– →[Ca3(PO4)2]3·Ca(OH)2
Dalam kasus ini, jumlah fosfat yang dibutuhkan terhadap 1 mg CaCO3/l kesadahan kalsium
adalah 0,57 mg PO43–
Reaksi Terhadap Ion Magnesium (Mg(OH)2)
Sedangkan untuk hardness yang mengandung Ion magnesium tidak pernah bereaksi dengan fosfat tetapi bereaksi dengan alkali untuk membentuk magnesium hidroksida tersuspensi [Mg(OH)2] dan magnesium silikat (MgSiO3). Reaksinya sebagai berikut:
Mg2+ + 2OH– → Mg(OH)2
Mg2+ + HSiO3– + OH– → MgSiO3 + H2O
Silikat magnesium cenderung membentuk kerak jika pH air boiler rendah. Analisis kerak yang umum terjadi pada boiler ditunjukkan pada Tabel di bawah ini.
Jumlah zat yang tidak larut dalam asam (silika) dan magnesium oksida (MgO) yang lebih banyak ditemukan pada kerak pipa air umpan internal dibandingkan dengan kerak lainnya. pH air yang lebih rendah di dekat pipa air umpan dapat menyebabkan terbentuknya kerak silika tersebut. Oleh karena itu, pengendalian pH dan P-alkalinitas air boiler penting untuk mencegah terbentuknya kerak magnesium.
H2SiO3 + 2NaOH → Na2SiO3 + 2H2O
Reaksi di atas menunjukkan bahwa jumlah alkali yang dibutuhkan sebagai P-alkalinitas untuk menjaga silika dalam bentuk terlarut dalam air boiler adalah 1,7 kali konsentrasi silika dalam mg SiO2/l. Dengan demikian, pH dan konsentrasi fosfat air boiler harus dipertahankan dalam kisaran yang sesuai untuk mencegah masalah kerak boiler.
Fungsi lain dari Boiler Compound adalah pengaturan pH dan P-alkalinitas pada air boiler. Secara umum, komponen M-alkalinitas dalam air baku sebagian besar ada dalam bentuk bikarbonat. Bikarbonat tersebut diubah menjadi natrium bikarbonat dengan cara diolah menggunakan “water softener”. Natrium bikarbonat diurai secara termal menjadi natrium karbonat dan karbon dioksida dalam air boiler. Kemudian, natrium karbonat diurai lebih lanjut menjadi natrium hidroksida dan karbon dioksida. Reaksinya sebagai berikut:
2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
Na2CO3 + H2O 2NaOH + CO2
P-Alkalinity dan M-Alkalinity
*) P-Alkalinitas (Phenolphthalein Alkalinity)) adalah mengukur jumlah ion hidroksida (OH⁻)
*) M-Alkalinitas (Methyl Orange Alkalinity) adalah mengukur jumlah ion hidroksida (OH⁻), ion karbonat (CO₃²⁻), dan ion bikarbonat (HCO₃⁻)
Dengan demikian alkali karbonat berubah menjadi alkali kaustik (alkalinitas P) dalam boiler. Bila P-alkalinitas yang harus dipertahankan dalam air boiler lebih tinggi dari P-alkalinitas yang diberikan oleh air umpan, maka selisihnya harus dipasok oleh senyawa boiler (Boiler Compound).
Jenis-jenis Posfat yang digunakan pada Kimia Boiler
| Nama Kimia | Bentuk | pH (1%) | PO4 (%) | P2O5 (%) |
| Trisodium phosphate | Hydrat | 12.0 | 24.9 | 18.9 |
| Anhydride | 57.6 | 43.2 | ||
| Disodium hydrogen phosphate | Hydrat | 8.2 | 26.5 | 19.9 |
| Anhydrat | 66.8 | 50.1 | ||
| Sodium dihydrogen phosphate | Hydrat | 4.3 | 60.8 | 45.6 |
| Anhydride | 79.1 | 59.3 | ||
| Sodium hexametaphosphate | Bubuk / flake | 6.0–7.2 | 93.1 | 69.9 |
| Sodium tripolypho phate | Bubuk putih | 9.0–9.5 | 77.5 | 58.1 |
B. Posfat Pada Boiler Tekanan Tinggi
Umumnya, perlakuan alkali atau fosfat terkoordinasi diterapkan untuk boiler bertekanan sedang atau tinggi. Untuk boiler bertekanan tinggi dengan fluks panas tinggi, perlakuan fosfat terkoordinasi digunakan untuk mencegah korosi alkali pada permukaan pemanas. Artinya, senyawa boiler untuk perlakuan fosfat terkoordinasi.
Posfat Terkoordinasi maksudnya adalah penggunaan Posfat harus dirancang sedemikian rupa sehingga tidak menghasilkan alkali bebas dalam air boiler dan memiliki rasio mol Na/PO4 yang optimal yang sesuai untuk standar pengendalian mutu air setiap boiler.
Hubungan antara pH, konsentrasi ion fosfat, dan rasio mol Na/PO4 senyawa boiler ditunjukkan pada Gambar berikut ini.
Senyawa boiler berbasis fosfat dengan rasio mol 2,6 hingga 3,0 umumnya digunakan untuk boiler bertekanan sedang atau tinggi.
pH air boiler terkadang menurun karena adanya kontaminasi bahan organik, seperti asam humat dan asam fulvik, yang sulit dihilangkan oleh pengolahan air eksternal. Dalam hal ini, senyawa boiler dengan rasio mol Na/PO4 lebih dari 3,0 dapat digunakan untuk mencegah penurunan pH air boiler.