Como parte da série sobre tratamento interno, tratamos aqui do fosfato congruente, a evolução do fosfato coordenado.
O programa fosfato coordenado não obteve o sucesso esperado porque partia da premissa de que o Na₃PO₄ sofria hidrólise que gerava NaOH, e de que essa reação se reverteria quando a evaporação concentrasse a água na superfície dos tubos. Na teoria, o sistema se autorregulava.
Na prática, os diferentes sais de fosfato de sódio (Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaHPO₄) têm solubilidades diferentes nas temperaturas e pressões de operação de uma caldeira de alta pressão. Quando a água concentra localmente, o composto menos solúvel precipita primeiro e permite a presença de NaOH livre.
O Programa Fosfato Congruente
Em 1964, Marcy e Halstead propuseram o Programa Fosfato Congruente. A lógica é diferente da do Fosfato Coordenado: este programa estreita a faixa de operação para valores em que o composto que eventualmente precipita tem, ele próprio, uma razão Na/PO₄ semelhante à da fase líquida. Se o sólido e o líquido têm composições próximas, a concentração local não desloca o equilíbrio para a geração de NaOH livre. É essa equivalência entre fase precipitada e fase dissolvida que dá nome ao programa — o fosfato precipita "congruentemente".
Com uma razão Na/PO₄ na solução exatamente igual a 2,85, a razão Na/PO₄ nos sólidos de fosfato precipitados é idêntica, ou seja, congruente. Entretanto, estudos posteriores demonstraram que, em temperaturas mais elevadas, o ponto congruente pode ocorrer em uma relação Na/PO₄ tão baixa quanto 2,6. Para levar isso e outras incertezas em consideração, os programas de controle de congruência normalmente operam entre relações molares "seguras" de Na/PO₄ entre 2,3 e 2,6.
Tal como no programa fosfato coordenado, o controle baseia-se inteiramente nas relações entre o pH da água da caldeira e as leituras de PO₄, buscando manter suas coordenadas plotadas dentro das zonas apropriadas em um diagrama de controle.
O Problema do Hideout
Essa abordagem resolveu grande parte dos problemas do tratamento interno das caldeiras, mas o progresso que permitiu o aumento da pressão das caldeiras também trouxe novos desafios: o Hideout.
Os programas de fosfato coordenado e congruente podem ser difíceis de controlar devido ao "Hideout" do fosfato. À medida que o fosfato se concentra e reage ou precipita localmente, ele é removido da água da caldeira, reduzindo-se a níveis de equilíbrio remanescentes muito baixos. O PO₄ da água da caldeira pode, assim, cair de um valor normal de 5 ppm para 2 ppm ou menos durante o Hideout.
Essa revisão veio com o Fosfato de Equilíbrio, tema do próximo artigo desta série.