تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی، سیستم ضد رسوب‌گیری خط لوله—- رسوب‌گیری و خوردگی خطوط لوله، مبدل‌های حرارتی و واسط‌های تبادل مایع-مایع را کنترل کرده و باکتری‌ها را مهار می‌کند.

پوسته پوسته شدن و خوردگی سیستم خنک کننده را تحت تاثیر قرار داده است. با توجه به مشکلات زیست محیطی جدی تر، اثبات مشروعیت استفاده از معرف های شیمیایی برای جلوگیری از این مشکلات به طور فزاینده ای دشوار می شود.

1.مقدمه

نانوحباب‌ها در بسیاری از کاربردهای مهندسی، زیست‌محیطی، بیولوژیکی و پزشکی مورد استفاده قرار گرفته‌اند و نتایج مفید زیادی نیز گزارش شده‌اند. اگرچه این مزایا گاهی از استدلال علمی در پس وقوع نانوحباب ها فراتر می رود. ذرات و حباب های کوچکتر از 1 میکرون نانوحباب هستند. نانوحباب‌ها را می‌توان با استفاده از روش‌های مشابه، مانند پراکندگی نور پویا، اندازه‌گیری کرد. گاز موجود در نانوحباب‌ها غلیظ و در حالت فشار بالا قرار دارد و گاز به مایع اطراف منتقل می‌شود تا زمانی که مایع از گاز اشباع شود و گرادیان غلظت را از دست بدهد یا فشار داخلی نانوحباب‌ها با فشار سیال متعادل شود. این گازها محیط شیمیایی سیال اطراف را تغییر می دهند.

2. خواص فیزیکی و شیمیایی نانوحباب ها

a.مدت اقامت طولانی در آب

b.پایداری خوب در آب

c.می تواند به عنوان یک بازدارنده خوردگی و به عنوان یک پوشش محافظ عمل کند

نانوحباب‌ها می‌توانند به شدت بر جریان سیالات در امتداد سطوح خشن اما آبگریز تأثیر بگذارند. طول عمر نانوحباب های متصل به سطح می تواند چندین ساعت، روز و ماه باشد و دمای نزدیک به جوش را تحمل کند. علاوه بر این، نانوحباب ها با کمک «پینینگ» می توانند برای مدت طولانی تری روی سطوح ناهموار باقی بمانند. هنگامی که مقداری حباب نانو روی سطح فولاد ظاهر می شود، نیروی اصطکاک روی سطح فولاد ممکن است کاهش یابد. طول لغزش با افزایش پوشش سطح افزایش می‌یابد و زاویه تماس نانوحباب‌ها روی سطوح ناهموار کاهش می‌یابد. به دلیل فرسایش / خوردگی فولاد، اصطکاک دیواره کاهش می یابد و ترشوندگی سطوح فولادی ناهموار افزایش می یابد. پس از تزریق مداوم نانوحباب‌ها، زمانی که نانوحباب‌ها بخش بزرگ‌تری از سطح فولاد را بپوشانند، طول لغزش بیشتر می‌شود. بنابراین، نانوحباب های سطحی به عنوان مواد پوشش دهنده روی سطح فولاد عمل می کنند و اثرات زیر را به همراه دارند

(1) مهار خوردگی با افزایش طول لغزش

(2) با عمل به عنوان حباب، از قرار گرفتن رابط فعال در معرض سیالات حرارتی اسیدی جلوگیری می کند.

d.به تشکیل رسوب سیلیس کمک می کند

دی اکسید سیلیکون، که معمولاً در آب خنک کننده وجود دارد، می تواند توسط نانوحباب ها رسوب کند که بسیار متراکم هستند و به سرکوب خوردگی فلز در مایعات اسیدی کمک می کنند.

رسوب سیلیس آمورف در نیروگاه ها رایج است، جایی که سیال در طی فرآیند تولید به سرعت سرد می شود. این مشکل پوسته پوسته شدن سیلیس به اندازه خوردگی فلز مهم است. در دماهای معتدل در نیروگاه ها، فولاد{2}}کم کربن تمایل به پوسته شدن و خوردگی دارد. علاوه بر این، برخی مطالعات همچنین نشان داده اند که هنگامی که یک لایه رسوب سیلیس آمورف اولیه تشکیل می شود، ممکن است مانع از واکنش بیشتر بین سطح فولاد زیر و سیال داغ شود. بنابراین، رسوبات سیلیکا در واقع می توانند در مهار خوردگی در سیالات داغ با دمای متوسط ​​اسیدی نقش داشته باشند.

با در نظر گرفتن مقدار مجاز خوردگی معین و عمر مفید 20-سال، نرخ خوردگی قابل قبول ماده معمولاً کمتر از 0.1 میلی متر در سال در نظر گرفته می شود. با این حال، خوردگی در محیط‌های سیال داغ اسیدی بسیار شدید است و از چند میلی‌متر در سال در محیط‌های سیال متوسط ​​تا بیش از 100 میلی‌متر در سال در محیط‌های با دمای بالا و سرعت سیال بالا متغیر است. بنابراین، تنظیم pH یکی از متداول‌ترین روش‌های مورد استفاده برای سرکوب این خوردگی قوی است، اما همچنین می‌تواند به راحتی خواص شیمیایی سیال را تغییر دهد و به طور بالقوه محصولات ناخواسته تولید کند. در مقابل، ما متوجه شدیم که نانوحباب‌ها، به‌عنوان یک افزودنی خوش‌خیم، سازگار با محیط‌زیست، استفاده آسان و کم‌هزینه، اثرات بازدارندگی خوبی از خوردگی دارند که احتمالاً با عمل به عنوان پوشش گاز و ایجاد رسوب جزئی سیلیس روی فولاد به دست می‌آیند.

e.عملکرد استریل کردن و تمیز کردن را دارد

نانوحباب ها بارهای منفی را حمل می کنند و مواد مثبت (+) را جمع می کنند. حباب های کوچک عملکردهای مختلفی دارند، مانند حذف روغن، جدا شدن رسوب بین اجسام ورودی و تمیز کردن، و نیرو و موج ضربه ای هنگام پاره شدن حباب ها.

یکی از مزایای مهم نانوحباب ها قدرت پاک کنندگی بالای آنهاست. مکانیسم تمیز کردن به شرح زیر در نظر گرفته می شود:

هنگام تمیز کردن آلاینده‌های چسبیده به سطح ویفرهای سیلیکونی، نیرو و موج ضربه‌ای هنگام ترکیدن حباب‌ها، هنگام استفاده از جت آب فوق‌العاده حاوی UFB (حباب‌های فوق‌العاده ریز/نانو حباب‌ها) به شدت نیروی پاک‌کنندگی را افزایش می‌دهد.

نانوحباب‌ها به داخل روغن نفوذ می‌کنند و بین مرزهای سطح چسب نفوذ می‌کنند و اثر چربی‌زدایی جداسازی و حذف روغن از خود نشان می‌دهند. علاوه بر این، می تواند به فضاهای باریک بین اجسام در تماس نزدیک با یکدیگر نفوذ کند. هنگامی که حباب‌های نانومقیاس به میکروحباب‌ها ادغام می‌شوند، حباب‌های میکرو می‌توانند به عنوان گوه‌هایی برای جدا کردن آنها عمل کنند. این ویژگی ها قدرت پاک کنندگی را افزایش می دهد. در حال حاضر برای تمیز کردن حمام، دوش، ظروف، و قطعات ماشین آلات استفاده می شود. همچنین اثر ضد باکتریایی بالایی دارد. نه تنها باکتری های متصل به سطح، بلکه حباب های کوچک نیز می توانند به بدن میگو نفوذ کرده و آن را عقیم کنند. با آب لوله کشی و جو، نزدیک به 90 درصد از باکتری ها با موفقیت توسط حباب های کوچک استریل شده اند.

آزمایش مقایسه تمیز کردن (آب خالص در مقابل آب خالص حباب نانو): نتایج تمیز کردن ویفرهای سیلیکونی با اسپری آب فوق العاده خالص

ویژگی‌های فشار بالا در داخل حباب‌های بسیار ریز برای تأیید تجربی تأثیر امواج فشار بر حذف ذرات کوچک روی سطوح جامد مورد استفاده قرار گرفت. مشخص شد که تمام ذرات کوچک بالای 1 میکرون حذف شدند و نسبت مناطق قابل شستشو به 92٪ رسید.

3.مزایای مستقیم سیستم

جریان نانوحباب‌ها در سیستم، که بارهای منفی را حمل می‌کنند و می‌توانند رادیکال‌های آزاد را آزاد کنند، می‌توانند به طور موثر آلودگی موجود را حذف کرده و از تجمع بیوفیلم جلوگیری کنند، در نتیجه کارایی برج آب را بهبود می‌بخشند و مزایای زیر را به همراه دارند:

1. کاهش مقیاس خط لوله

2. کاهش خوردگی خط لوله

3-کیفیت آب تمیز را حفظ کنید

4. کاهش تقاضا برای مواد شیمیایی.

5. بهبود راندمان انتقال حرارت می تواند مشتریان را تا 30 درصد از هزینه های انرژی صرفه جویی کند

6. عمر مفید برج های خنک کننده را افزایش دهید

4.مقدمه ای بر تجهیزات تخصصی نانوحباب برای سیستم های خنک کننده توسعه یافته توسط JMFILTEC

سیستم تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی از کارشناسان فنی در راه حل های جهانی تصفیه کاویتاسیون هیدرولیک تهیه شده است که توسط شرکت فناوری Zhejiang Jianmo، آموزشی ویبولیتین برای میکرو اکسیداسیون و تجهیزات حذف مقیاس توسعه یافته است. این فناوری چندین اختراع ثبت کرده است. ما راه‌حل‌های اثبات‌شده‌ای را برای سیستم‌های تصفیه خط لوله، مبدل حرارتی و{4}}گاز ارائه می‌کنیم که می‌تواندکارایی، ایمنی و قابلیت اطمینان عملیات تجهیزات را به حداکثر برسانید.

از مزایای این سیستم برای کندانسورهای تبخیری می توان به ارزان بودن، سازگاری با محیط زیست، تامین آب تمیز و عدم نیاز به عوامل شیمیایی اشاره کرد.

مزایای برج های خنک کننده: کاهش 50 درصدی در پر کردن آب، کاهش 50 درصدی تخلیه فاضلاب، جلوگیری از رسوب، آلودگی بیولوژیکی و خوردگی.

برای خطوط لوله آب گرم استفاده می شود، می تواند مشکل پوسته شدن در خطوط لوله آب سخت را حل کند.

این دستگاه بیش از 3 سال است که در چندین صنعت معتبر است.

1، حل مشکل آلودگی غشاهای اولترافیلتراسیون و غشاهای اسمز معکوس در پروژه نمک زدایی.

2، کاربرد در پروژه های MBR تصفیه فاضلاب و تصفیه آب معدنی MBR به طور قابل توجهی شار غشاهای اولترافیلتراسیون را افزایش می دهد.

3، در پروژه کارخانه آب، پس از اتخاذ دستگاه های ضد گرفتگی و رسوب زدایی، فرآیند لخته سازی با لخته سازی حذف شده است و آب آشامیدنی کاملا سبز و بدون مواد شیمیایی تولید می کند و هزینه های عملیاتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

4، در تست رسوب زدایی برج خنک کننده، علاوه بر کاهش قابل توجه رسوب، رسوب مبدل حرارتی نیز برطرف شد. فناوری سیستم رسوب زدایی میکرو اکسیداسیون با سیستم فیلتراسیون کاربید سیلیکون در کشتن جلبک ها، اکسید کردن مواد آلی، از بین بردن رسوب یون های کلسیم و منیزیم و کاهش سرعت خوردگی، کاملاً جایگزین روش های سنتی تصفیه آب موثر است. این محدوده کیفیت آب تصفیه غشایی، تصفیه آب آشامیدنی، آب گرم، انجماد، خنک‌کننده فرآیند و HVAC (HVAC) را پوشش می‌دهد.

راه حل یکپارچه برای سیستم تصفیه آب بدون مواد شیمیایی به طور موثر مقیاس، خوردگی و آلودگی میکروبی را کنترل می کند، در حالی که جریان آب بدون مواد شیمیایی را فراهم می کند که می تواند برای کاربردهای آب آشامیدنی بازیافت شود.

5.اصل کار

سیستم تصفیه آب بدون مواد شیمیایی نانوحباب ها از طریق کاویتاسیون تولید می شوند که به صورت دینامیکی در مایعات شکل می گیرند و فرو می ریزند. حباب ها از طریق فرآیندهای شدید فرو می ریزند و گروه های هیدروکسیل تولید می کنند. به دلیل فشار داخلی نانوحباب‌ها به بیش از 25 میلی‌پاسکال، نانوحباب‌ها مانند ماسه عمل می‌کنند و به لوله‌های در حال مالش می‌روند تا کثیفی را از بین ببرند. در همین حال، به دلیل داشتن گروه هیدروکسیل، می تواند مواد آلی را اکسید کند، باکتری ها، ویروس ها و جلبک ها را از بین ببرد. هنگامی که به طور کامل فرو می ریزد، دمای بخار داخل حباب ممکن است چندین هزار درجه فارنهایت باشد و فشار ممکن است چند صد اتمسفر باشد و انرژی کافی برای از بین بردن باکتری ها آزاد شود.

سیستم تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی، آب را از طریق نازل تسریع می کند و در عین حال منحرف می شود و نیروی گریز از مرکز بسیار بالایی ایجاد می کند. دیواره لوله با فیلم کاربید سیلیکون ساخته شده در مقیاس نانو خود{1} پوشانده شده است و گاز فشرده از طریق لایه بریده می شود تا گاز و آب کاملاً مخلوط شود. با چرخش با سرعت بالا، یک خلاء در داخل لوله کاویتاسیون ایجاد می‌شود، جایی که حباب‌ها برای تشکیل حباب‌های نانومقیاس بریده می‌شوند. این فرآیند از انرژی فرآیند کاویتاسیون استفاده می کند و انرژی را نسبت به سطح ماده به سمت جریان آب هدایت می کند. این کنترل انرژی هسته سیستم مورد استفاده برای کنترل رسوب و خوردگی است. این فناوری می تواند کمترین مصرف انرژی در صنعت را با افت هد 3-8 متر برای کل سیستم به دست آورد.

مزایای سیستم های تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی

①سیستم تصفیه آب با گردش آزاد شیمیایی برای سرکوب رسوب

1/32 اینچ خاک می تواند بهره وری انرژی را تا 30 درصد کاهش دهد. در سیستم آب خنک کننده، با افزایش دمای آب، کلسیم از محلول رسوب کرده و روی سطح مبدل حرارتی کثیفی ایجاد می کند. روش تصفیه شیمیایی تلاش می کند تا یون های کلسیم را در محلول حفظ کند تا از تشکیل رسوب کلسیت جلوگیری کند که باعث افزایش مصرف انرژی و هزینه می شود. سیستم تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی، مقدار pH آب در گردش را افزایش می‌دهد و باعث می‌شود کربنات کلسیم (CaCO3) حل شود. همانطور که حباب ها در محفظه کاویتاسیون شکل می گیرند و فرو می ریزند، انرژی جنبشی و دمای محلی کربنات کلسیم را به شکل جامدات غیر چسبنده CaCO3 هدایت می کند که یون های کلسیم و کربنات محلول را جذب می کند و سپس آنها را از جریان آب خارج می کند.

②ممانعت از خوردگی در سیستم های تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی

در طی فرآیند برخورد جریان آب در اتاق پردازش سیستم، یک ناحیه خلاء قوی (27.5-29.5 "Hg) تشکیل می شود که CO2 محلول را از آب جدا می کند و به حفظ مقدار pH در یک محیط قلیایی کمک می کند. معمولاً برای درمان کثیفی و باکتری ها به مواد شیمیایی خورنده نیاز است، اما در سیستم های تصفیه شده بدون آب به هیچ عنوان در سیستم های بدون باکتری در گردش موضعی نیازی به آنها نیست. خوردگی ناشی از میکروارگانیسم ها که معمولاً به عنوان خوردگی میکروبی (MIC) شناخته می شود، از یک سیستم فیلتراسیون یکپارچه برای حذف ذرات جامد از آب خنک کننده برای حفظ پاکیزگی سطح تجهیزات استفاده می کند.

③سیستم تصفیه آب با گردش آزاد مواد شیمیایی باکتری ها را مهار می کند

فشار بسیار بالا و دمای بالا ایجاد شده توسط کاویتاسیون هیدرولیکی کنترل شده می تواند به باکتری ها و میکروارگانیسم ها آسیب فیزیکی وارد کند. میکروارگانیسم‌ها و باکتری‌ها می‌توانند مقاومت در برابر عوامل شیمیایی سنتی ایجاد کنند که نیاز به تنظیم مکرر روش‌های درمان دارند. با این حال، استفاده از سیستم تصفیه آب با گردش آزاد مواد شیمیایی این نگرانی را ندارد - باکتری ها نمی توانند استرس فیزیکی را هنگام عبور از اتاق تصفیه سیستم تغییر دهند یا تحمل کنند.

6.ترکیب سیستم

یک سیستم تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی برای نصب بسیار راحت است، فقط با باز کردن یک بای پس، از جمله اتصال جریان جانبی به ورودی تجهیزات، اتصال جریان جانبی به خروجی تجهیزات، و اتصال به مخزن جمع آوری یا مخزن آب برج خنک کننده، کندانسور تبخیری، اسکرابر هوا یا خنک کننده مایع. در یک بای پس، آب از اتاق تصفیه سیستم عبور می کند و از طریق بای پس به سینک یا مخزن جمع آوری سیستم خنک کننده باز می گردد. البته می‌توان فیلترهای منطبق را نیز اضافه کرد تا کربنات کلسیم رسوب‌شده را به همراه باقی مانده‌های دیگری که می‌توانند باعث آلودگی و رشد میکروبی شوند، حذف کنند. سیستم تمیز کردن سینک کارآمد، کثیفی و باقی مانده را به ورودی فیلتر هدایت می کند و تمیزی سیستم آب خنک کننده را حفظ می کند.

نکته: به دلیل ساختار بای پس، حتی در صورت بروز نقص، بر کل دستگاه تاثیری نخواهد داشت.

7.موارد کاربردی

(1) مطالعه موردی سیستم تصفیه آب در گردش بدون مواد شیمیایی JMFILTEC

1)1) برج خنک کننده 240 تنی JMFILTEC مجهز به سیستم تصفیه آب بدون مواد شیمیایی در گردش است که می تواند آلودگی هایی را که نزدیک به یک سال در حال اجرا بوده است را تنها در یک ماه تمیز کند. چرخه تغییر آب بیش از نصف افزایش یافته است که مصرف آب و اثرات زیست محیطی را کاهش می دهد و همچنین مسائل ایمنی کارکنان را کاهش می دهد. دمای خروجی آب خنک کننده به طور قابل توجهی کاهش یافته است و رشد جلبکی مشاهده نشده است. مصرف انرژی به طور خالص 3 کیلووات کاهش یافته است:

علاوه بر این، بر روی جریان برگشتی مخزن اصلی جمع آوری، یک کنترل کننده رسانایی نصب شده است و یک براکت آویز خوردگی برای تشخیص میزان خوردگی فلزات مختلف تعبیه شده است. در اولین راه اندازی سیستم، کندانسور تحت عملیات غیرفعال سازی عالی قرار گرفت. هنگامی که سیستم غیرفعال می شود و مطابق با الزامات کار می کند، نتایج می توانند تمام الزامات مورد انتظار را برآورده کنند:

نرخ خوردگی کمتر از استانداردهای صنعتی: فولاد کم کربن و فولاد گالوانیزه<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.

bb رشد میکروبی نیز به خوبی مهار شده است. در مقایسه با سیستم تصفیه شیمیایی قدیمی که قبلاً استفاده می شد، تعداد باکتری های هوازی (تعداد کل کلنی ها) 80٪ (CFU/ml) کاهش یافته است. از طریق مشاهدات بصری متعدد، هیچ کثیفی تولید نشد.

cc در مقایسه با روش های متداول تصفیه شیمیایی، کاربران به صرفه جویی در مصرف آب بیش از 1000 متر مکعب در سال دست یافته اند. صرفه جویی در هزینه سالانه بیش از 100000 RMB است و دوره بازگشت سرمایه کل پروژه 12 ماه است.

(2) آب خنک‌کننده تصفیه‌کننده جین‌هوا یونگه (200 متر ³ در ساعت)

هدف پروژه:

کاهش و/یا اجتناب از تصفیه شیمیایی آب برج خنک کننده در سیستم تبرید کارخانه، کاهش تخلیه مواد شیمیایی در محیط، و بهبود ایمنی کار با کاهش تصفیه مواد مضر.

نتیجه پروژه:

1) پس از نصب سیستم تصفیه آب بدون مواد شیمیایی در سیستم برج خنک کننده، نتایج زیر به دست آمد:

2) از استفاده از عوامل شیمیایی سمی و مضر (قارچ کش ها، عوامل حذف جلبک و بازدارنده های خوردگی) در سیستم برج خنک کننده و تبرید خودداری کنید.

3) مصرف آب برج خنک کننده تبخیری به میزان 40 درصد کاهش یافته و بر جریان ورودی و فاضلاب خانگی کارخانه تأثیر گذاشته است.

4) مقدار آب نرم شده استفاده شده در برج خنک کننده را کاهش دهید و در نتیجه میزان نرم کننده استفاده شده را کاهش دهید.

5) بهبود محیط کار برای کارگران.

6) کارخانه سالانه حدود 120000 RMB صرفه جویی می کند.

7) مدت بازگشت این پروژه کمتر از یک سال می باشد.