Como parte de la serie sobre tratamiento interno, en este artículo tratamos el fosfato congruente, la evolución del fosfato coordinado.
El programa fosfato coordinado no obtuvo el éxito esperado porque partía de la premisa de que el Na₃PO₄ sufría hidrólisis generando NaOH, y de que esta reacción se revertiría cuando la evaporación concentrara el agua en la superficie de los tubos. En teoría, el sistema se autorregulaba.
En la práctica, las diferentes sales de fosfato de sodio (Na₃PO₄, Na₂HPO₄, NaHPO₄) tienen solubilidades distintas a las temperaturas y presiones de operación de una caldera de alta presión. Cuando el agua se concentra localmente, el compuesto menos soluble precipita primero y permite la presencia de NaOH libre.
El Programa Fosfato Congruente
En 1964, Marcy y Halstead propusieron el Programa Fosfato Congruente. La lógica es diferente a la del Fosfato Coordinado: este programa estrecha el rango de operación a valores en los que el compuesto que eventualmente precipita tiene, él mismo, una razón Na/PO₄ similar a la de la fase líquida. Si el sólido y el líquido tienen composiciones similares, la concentración local no desplaza el equilibrio hacia la generación de NaOH libre. Es esta equivalencia entre la fase precipitada y la fase disuelta la que da nombre al programa: el fosfato precipita "congruentemente".
Con una razón Na/PO₄ en la solución exactamente igual a 2,85, la razón Na/PO₄ en los sólidos de fosfato precipitados es idéntica, es decir, congruente. Sin embargo, estudios posteriores demostraron que, a temperaturas más elevadas, el punto congruente puede ocurrir en una relación Na/PO₄ tan baja como 2,6. Para tener en cuenta esto y otras incertidumbres, los programas de control de congruencia normalmente operan entre relaciones molares "seguras" de Na/PO₄ entre 2,3 y 2,6.
Tal como en el programa fosfato coordinado, el control se basa enteramente en las relaciones entre el pH del agua de caldera y las lecturas de PO₄, buscando mantener sus coordenadas graficadas dentro de las zonas apropiadas en un diagrama de control.
El Problema del Hideout
Este enfoque resolvió gran parte de los problemas del tratamiento interno de calderas, pero el progreso que permitió aumentar la presión de las calderas también trajo nuevos desafíos: el Hideout.
Los programas de fosfato coordinado y congruente pueden ser difíciles de controlar debido al "Hideout" del fosfato. A medida que el fosfato se concentra y reacciona o precipita localmente, es removido del agua de caldera, reduciéndose a niveles de equilibrio remanentes muy bajos. El PO₄ del agua de caldera puede así caer de un valor normal de 5 ppm a 2 ppm o menos durante el Hideout.
Esta revisión llegó con el Fosfato de Equilibrio, tema del próximo artículo de esta serie.