رسوب گیری کولینگ تاور

رسوب آلودگی اجزای سیستم انتقال حرارت توسط مواد موجود در کولینگ تاور مورد استفاده است . در فن آوری خنک کننده و سایر زمینه های فنی، تمایز تقریبی بین رسوب میکرو و ماکرو وجود دارد.

ماکروفولینگ توسط ذرات درشت با منشا بیولوژیکی یا زباله های تولید شده صنعتی ایجاد می شود . این مواد توسط پمپ های کولینگ تاور از منابع کولینگ تاور مانند دریای آزاد ، رودخانه ها ، دریاچه ها و آب های زیرزمینی وارد چرخه کولینگ تاور می شوند . حتی با سیستم های بسته در برج های خنک کننده، ورود به داخل کاپ های برج خنک کننده از طریق کانال های باز و یا از طریق باد امکان پذیر است. در برج های خنک کننده، گاهی اوقات قسمت هایی از قطعات داخلی شل شده و به مدار خنک کننده ختم می شود. همه این مواد سطوح انتقال دهنده حرارت کولرها و مبدل های حرارتی را آلوده کرده و ضریب انتقال حرارت مرتبط با آنها را بدتر می کنند .

• زباله های تولید شده توسط انسان
• تاسیسات برج خنک کننده
• جلبک
• صدف ها
• پولیپ
• برگ ها ، قسمت های گیاه تا تنه درخت

وقتی صحبت از میکروفولینگ می شود، بین فرآیندهای زیر تمایز قائل می شود:

• رسوب بیولوژیکی مانند کلونیزاسیون باکتری ها و استعمار جلبک ها
• رسوب شن و ماسه و گل
• پوسته پوسته شدن به عنوان تبلور نمک های کم محلول :
  • کربنات هیدروژن کلسیم
  • سولفات کلسیم
  • سیلیکات ها
  • هیدروکسید منیزیم

تبخیر و گاز زدایی می تواند باعث شود غلظت نمک ها به بالاتر از نقطه اشباع حرکت کند و در نتیجه منجر به لخته شدن کریستال های نمک شود. فرمول تعادل بین هیدروژن کربنات کلسیم به راحتی محلول که همیشه در آب وجود دارد و کربنات کلسیم نامحلول به صورت زیر است:

سیالف2++2 اچسیO3-⇋ سیالفسیO3↓+سیO2↑+اچ2O

کربنات کلسیم تشکیل شده در طی این واکنش در لوله ها رسوب می کند . به دلیل وابستگی به دمای واکنش، رسوبات در خروجی بیشتر از ورودی هستند.

این می تواند به دلیل تماس با سطح گرمتر لوله کندانسور رخ دهد. در این موارد سطح فلزی گاهی به عنوان یک کاتالیزور عمل می کند . بیشتر این واکنش ها خوردگی و پلیمریزاسیون هستند . این امر با کولینگ تاور برای صنایع شیمیایی که با محتوای کم هیدروکربن آلوده است ، رخ می دهد. دمای بالاتر دیواره لوله می تواند منجر به کک شدن شود .

رسوب گیری باعث هزینه های قابل توجهی می شود. این هزینه ها در ابتدا از آسیب خوردگی و اختلال در انتقال حرارت ناشی می شوند . علاوه بر این، هزینه های زیست محیطی ناشی از استفاده ضروری از بیوسیدها برای جلوگیری از رسوب زیستی یا افزایش استفاده از سوخت برای جبران کاهش عملکرد ناشی از رسوب گیری نیز باید در نظر گرفته شود.

حتی رسوب گیری معمولی در یک بلوک نیروگاهی 500  مگاواتی باعث تلفات توان توربین بخار 5 مگاوات یا بیشتر می شود، این تلفات می تواند به 20 مگاوات برسد. در نمک زدایی آب دریا، رسوب گیری نسبت خروجی به دست آمده را با درصدهای دو رقمی بالا کاهش می دهد (نسبت خروجی به دست آمده نسبتی است که جرم تقطیر تولید شده را به جرم بخار مورد استفاده در فرآیند مرتبط می کند ). مصرف برق اضافی در ماشین های تبرید با کمپرسور نیز اغلب در محدوده درصد دو رقمی است.

علاوه بر هزینه‌های عملیاتی ، هزینه‌های سرمایه‌گذاری نیز افزایش می‌یابد زیرا مبدل‌های حرارتی باید بزرگ‌تر طراحی شوند تا انتقال حرارت ضعیف‌تر ناشی از رسوب‌گیری جبران شود.

معقول ترین راه برای مبارزه با رسوب گیری، جلوگیری از ورود موادی که باعث رسوب می شوند به مدار کولینگ تاور می باشد. در نیروگاه های بخار و سایر تاسیسات بزرگ صنعتی برای استفاده از آب، از ماکروفولینگ با فیلترهای کولینگ تاور و پیش تصفیه جلوگیری می شود . با میکروفولینگ، فیلتراسیون تنها با استفاده از فرآیندهای بسیار پیچیده تصفیه آب یا فناوری غشایی امکان پذیر است . به همین دلیل روش های تمیز کردن شیمیایی یا مکانیکی برای حذف رسوبات توصیه می شود. این فرآیندها عبارتند از ترشی کردن با اسید یا تمیز کردن گردش توپ با گلوله های لاستیکی اسفنجی . در حالی که ترشی کردن باعث ایجاد مشکلات زیست محیطی به دلیل تهیه، کاربرد و ذخیره اسید می شود، تمیز کردن مکانیکی گردش توپ اکنون یک فرآیند شناخته شده است. گزینه دیگر درمان با کاتالیزورهای تمام فلزی است. آنها میکروب های آزاد را در آب با استفاده از بارهای الکترواستاتیک جذب کرده و تجزیه می کنند. این تجزیه بیوسورفکتانت های سازگار با محیط زیست تولید می کند که باعث جدا شدن بیوفیلم ها و در نتیجه مرگ می شود. ^[1] زیست‌کش‌هایی که اغلب تا به امروز استفاده می‌شوند را می‌توان به چهار گروه تقسیم کرد: ترکیبات غیر آلی کلر و برم، آزادکننده‌های کلر و برم، آزادکننده‌های ازن و اکسیژن و بیوسیدهای غیر اکسیداتیو. یکی از مهمترین بیوسیدهای غیر اکسیداتیو شامل مخلوطی از کلرومتیل ایزوتیازولینون و متیل ایزوتیازولینون است . دیبرومونیتریلوپروپیونامید و ترکیبات آمونیوم چهارتایی نیز اغلب استفاده می شود .