مواد شیمیایی برج خنک کننده افزودنیهایی هستند که برای بهینهسازی عملکرد و افزایش طول عمر سیستمهای خنککاری به آب گردش در برج اضافه میشوند. با تبخیر مداوم آب در برج خنککننده، غلظت املاح و مواد معدنی افزایش یافته و این امر موجب تشکیل رسوبات، خوردگی و رشد بیرویه میکروارگانیسمها میشود. مواد شیمیایی مخصوصی که به آب اضافه میشوند، با مکانیسمهای مختلفی از جمله تشکیل کریستالهای ریز، ایجاد لایه محافظ روی سطوح فلزی و از بین بردن میکروارگانیسمها، از بروز این مشکلات جلوگیری میکنند. انتخاب نوع و دوز مناسب این مواد شیمیایی به عوامل مختلفی از جمله جنس مواد ساختمانی برج، کیفیت آب ورودی و شرایط عملیاتی بستگی دارد. در ادامه، به بررسی انواع مواد شیمیایی مورد استفاده در برجهای خنککننده و عملکرد هر یک خواهیم پرداخت.
انواع مواد شیمیایی برج خنک کننده
برجهای خنککننده به عنوان قلب تپنده بسیاری از صنایع، نقش حیاتی در دفع حرارت و حفظ کارایی سیستمها ایفا میکنند. با این حال، آب گردش در این برجها به مرور زمان مستعد تشکیل رسوب، خوردگی و آلودگی میکروبی میشود. برای مقابله با این چالشها، طیف گستردهای از مواد شیمیایی تخصصی به آب برج اضافه میشوند. این مواد شیمیایی با مکانیزمهای مختلفی از جمله تشکیل لایههای محافظ، پراکندهسازی ذرات، تنظیم pH و از بین بردن میکروارگانیسمها، از بروز مشکلات مذکور جلوگیری میکنند. انتخاب نوع و دوز مناسب این مواد شیمیایی به عوامل متعددی از جمله جنس مواد ساختمانی برج، کیفیت آب ورودی، شرایط آب و هوایی و نوع میکروارگانیسمهای موجود بستگی دارد. استفاده بهینه از این مواد شیمیایی نه تنها عمر مفید تجهیزات برج را افزایش میدهد، بلکه راندمان انتقال حرارت را بهبود بخشیده و هزینههای عملیاتی را کاهش میدهد. در ادامه به بررسی انواع اصلی این مواد شیمیایی میپردازیم:
بازدارندههای خوردگی (Corrosion Inhibitors)
ضد رسوبها (Scale Inhibitors)
همانطور که پیشتر گفتیم، یکی از مهمترین چالشهایی که در سیستمهای برج خنککننده با آن مواجه هستیم، تشکیل رسوب است. رسوب، لایه جامدی است که بر روی سطوح داخلی برج، لولهها و مبدلهای حرارتی تشکیل میشود و به مرور زمان باعث کاهش راندمان انتقال حرارت، افزایش مصرف انرژی، خوردگی و در نهایت خرابی تجهیزات میشود. برای مقابله با این مشکل، از مواد شیمیایی خاصی به نام ضد رسوب استفاده میشود.
مکانیسم عملکرد ضد رسوبها
ضد رسوبها با مکانیسمهای مختلفی از تشکیل رسوب جلوگیری میکنند:
- تغییر ساختار بلورها: این مواد با تغییر در ساختار بلورهای رسوب، از تشکیل بلورهای بزرگ و چسبنده جلوگیری کرده و باعث ایجاد بلورهای ریز و شل میشوند که به راحتی از سطح جدا میشوند.
- تشکیل لایه محافظ: برخی از ضد رسوبها با تشکیل یک لایه محافظ روی سطح، از اتصال یونهای تشکیلدهنده رسوب به سطح جلوگیری میکنند.
- پراکندگی ذرات: این مواد با پراکنده کردن ذرات جامد معلق در آب، از تجمع آنها و تشکیل رسوب جلوگیری میکنند.
انواع ضد رسوبها
- فسفاتها: این مواد با تشکیل یک لایه کریستالی روی سطح، از تشکیل رسوب کربنات کلسیم جلوگیری میکنند.
- پلیکربنکسیلاتها: این مواد با جذب روی سطح بلورهای در حال رشد، از بزرگ شدن آنها جلوگیری میکنند.
- پلیفسفاتها: این مواد با تشکیل کمپلکس با یونهای کلسیم، از تشکیل رسوب کربنات کلسیم جلوگیری میکنند.
بیوسایدها (Biocides)
همانطور که پیشتر اشاره شد، یکی از چالشهای اصلی در بهرهبرداری از برجهای خنککننده، رشد بیرویه میکروارگانیسمهایی مانند جلبکها، باکتریها و قارچها در آب گردش است. این موجودات زنده علاوه بر ایجاد بوی نامطبوع و کاهش راندمان انتقال حرارت، میتوانند باعث مسدود شدن لولهها، خوردگی تجهیزات و حتی بروز بیماریهای عفونی شوند. برای مقابله با این مشکل، از گروهی از مواد شیمیایی به نام بیوسایدها استفاده میشود.
بیوسایدها چیستند؟
بیوسایدها موادی هستند که به طور خاص برای کشتن یا مهار رشد میکروارگانیسمها طراحی شدهاند. این مواد با مکانیسمهای مختلفی مانند تخریب دیواره سلولی، تداخل در متابولیسم سلولی یا آسیب رساندن به DNA میکروارگانیسمها عمل میکنند.
انواع اصلی بیوسایدهای مورد استفاده در برجهای خنککننده
- کلر: یکی از قدیمیترین و پرکاربردترین بیوسایدهاست. کلر با اکسید کردن اجزای سلولی میکروارگانیسمها، آنها را از بین میبرد. با این حال، کلر دارای معایبی مانند خوردگی تجهیزات، تولید ترکیبات آلی کلردار و حساسیت به مواد آلی موجود در آب است.
- برم: شباهت زیادی به کلر دارد اما قدرت اکسیدکنندگی کمتری دارد. برم کمتر از کلر به مواد آلی واکنش نشان میدهد و خوردگی کمتری ایجاد میکند.
- ترکیبات آمونیوم چهارتایی (Quaternary Ammonium Compounds یا QACs): این ترکیبات با تخریب غشای سلولی میکروارگانیسمها عمل میکنند. QACs دارای طیف وسیعی از فعالیت ضد میکروبی هستند و به طور کلی کمخطرتر از کلر و برم محسوب میشوند.
- ایزوتیازولینها: این ترکیبات دارای اثر ضد میکروبی قوی و طیف وسیعی از فعالیت هستند. ایزوتیازولینها در غلظتهای پایین مؤثر بوده و به مواد آلی حساسیت کمتری دارند.
پراکندهکنندهها (Dispersants)
پراکندهکنندهها (Dispersants) یکی از اجزای مهم در بستههای شیمیایی برجهای خنککننده هستند. این مواد شیمیایی با مکانیزمهای پیچیده، ذرات جامد معلق در آب برج را به صورت جداگانه نگه داشته و از چسبیدن آنها به یکدیگر و تشکیل رسوبات جلوگیری میکنند.
چرا تشکیل رسوب در برجهای خنککننده مشکلساز است؟
- کاهش راندمان انتقال حرارت: رسوبات روی سطوح انتقال حرارت، مانند لولههای مبدل حرارتی، یک لایه عایق ایجاد میکنند و باعث کاهش کارایی سیستم خنککاری میشوند.
- افزایش افت فشار: تجمع رسوبات در لولهها و کانالها، باعث افزایش افت فشار و در نتیجه افزایش مصرف انرژی پمپ میشود.
- مسدود شدن لولهها: در موارد شدید، رسوبات میتوانند لولهها را مسدود کرده و باعث اختلال در جریان آب و توقف عملکرد سیستم شوند.
- خوردگی گالوانیکی: برخی از رسوبات میتوانند محیطی برای ایجاد خوردگی گالوانیکی فراهم کنند.
مکانیسم عملکرد پراکندهکنندهها
پراکندهکنندهها معمولاً مولکولهای آلی بزرگ و پیچیدهای هستند که دارای گروههای عاملی قطبی و غیرقطبی هستند. بخش قطبی این مولکولها به سطح ذرات جامد متصل میشود و بخش غیرقطبی آن در آب حل میشود. این اتصال دوگانه باعث ایجاد یک لایه محافظ دور تا دور ذرات جامد شده و مانع از نزدیک شدن آنها به یکدیگر و چسبیدن به سطوح میشود.
انواع پراکندهکنندهها
- پلیاکریلاتها: یکی از رایجترین انواع پراکندهکنندهها هستند که به دلیل کارایی بالا و سازگاری با محیط زیست، مورد توجه قرار گرفتهاند.
- فسفاتها: این مواد علاوه بر خاصیت پراکندگی، میتوانند به عنوان بازدارنده خوردگی نیز عمل کنند.
- پلیفسفاتها: این مواد نیز خاصیت پراکندگی دارند و همچنین میتوانند از تشکیل رسوبات کلسیم جلوگیری کنند.
تنظیمکنندههای pH
pH یکی از مهمترین پارامترهای آب در برجهای خنککننده است. این پارامتر بر عملکرد مواد شیمیایی دیگر، میزان خوردگی، تشکیل رسوب و رشد میکروارگانیسمها تأثیر مستقیم دارد. به همین دلیل، حفظ pH آب در محدوده بهینه بسیار حائز اهمیت است.
چرا تنظیم pH ضروری است؟
- تأثیر بر عملکرد مواد شیمیایی: بسیاری از مواد شیمیایی مورد استفاده در برجهای خنککننده، مانند بازدارندههای خوردگی و ضد رسوبها، در محدوده pH خاصی بهترین عملکرد را دارند.
- کنترل خوردگی: pH پایین (اسیدی) میتواند باعث خوردگی فلزات شود، در حالی که pH بالا (قلیایی) ممکن است باعث تشکیل رسوبات خاص شود.
- جلوگیری از تشکیل رسوب: برخی از رسوبات در pHهای خاص تشکیل میشوند. با تنظیم pH میتوان از تشکیل این رسوبات جلوگیری کرد.
- کنترل رشد میکروارگانیسمها: pH بر فعالیت میکروارگانیسمها تأثیر میگذارد. برخی از میکروارگانیسمها در pHهای خاص بهتر رشد میکنند.
انواع تنظیمکنندههای pH
- اسیدها:
- اسید سولفوریک: یکی از رایجترین اسیدهای مورد استفاده برای کاهش pH آب است. این اسید قوی بوده و به سرعت pH آب را کاهش میدهد.
- اسید کلریدریک: اسید دیگری است که برای کاهش pH استفاده میشود.
- بازها:
- سود سوزآور (هیدروکسید سدیم): یک باز قوی است که برای افزایش pH آب استفاده میشود.
- آمونیاک: یک باز ضعیفتر است که گاهی اوقات برای افزایش pH استفاده میشود.
مواد شیمیایی کمکی
علاوه بر مواد شیمیایی اصلی مانند بازدارندههای خوردگی، ضد رسوبها و بیوسایدها که برای حفظ عملکرد مطلوب برجهای خنککننده ضروری هستند، دسته دیگری از مواد شیمیایی به نام “مواد شیمیایی کمکی” نیز در این سیستمها مورد استفاده قرار میگیرند. این مواد شیمیایی، با هدف تکمیل عملکرد مواد اصلی و بهبود کلی سیستم، به آب برج اضافه میشوند.
ضد کف (Defoamer):
- علت تشکیل کف: عوامل مختلفی مانند هوادهی، تلاطم آب، وجود مواد آلی و برخی مواد شیمیایی میتوانند باعث ایجاد کف در برجهای خنککننده شوند.
- مشکلات ناشی از کف: کف علاوه بر ایجاد اختلال در عملکرد پمپها و سایر تجهیزات، میتواند باعث کاهش راندمان انتقال حرارت و افزایش پتانسیل خوردگی شود.
- عملکرد ضد کف: مواد ضد کف با کاهش کشش سطحی حبابها و تسهیل ترکیدن آنها، از تشکیل کف جلوگیری میکنند. این مواد معمولاً ترکیبات سیلیکونی یا الکلی هستند.
شلاته کنندهها (Chelating Agents):
- عملکرد شلاته کنندهها: این مواد با تشکیل کمپلکسهای پایدار با یونهای فلزی (مانند کلسیم، منیزیم و آهن)، از واکنش این یونها با سایر مواد شیمیایی یا تشکیل رسوبات جلوگیری میکنند.
- کاربردها: شلاته کنندهها در کنار سایر مواد شیمیایی، به بهبود عملکرد آنها کمک کرده و از ایجاد رسوبات سخت و چسبنده جلوگیری میکنند. همچنین، در فرآیند تمیز کردن برجها نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
پاککنندهها (Cleaners):
- علت نیاز به تمیزکاری: با گذشت زمان، رسوبات، جلبکها و سایر آلودگیها در برجهای خنککننده تجمع میکنند و باعث کاهش راندمان سیستم میشوند.
- انواع پاککنندهها: پاککنندههای اسیدی و قلیایی برای از بین بردن انواع مختلف رسوبات استفاده میشوند.
- نحوه استفاده: معمولاً پس از تخلیه آب برج، پاککنندهها به مدت چند ساعت با آب مخلوط شده و سپس برج شستشو داده میشود.
خرید مواد شیمیایی برج خنککننده از شرکت پترومهر آریا اعتماد جنوب
آیا به دنبال راهی برای افزایش عمر و کارایی برج خنککننده خود هستید؟ شرکت پترومهر آریا اعتماد جنوب، طیف گستردهای از مواد شیمیایی باکیفیت برای برجهای خنککننده را ارائه میدهد. با استفاده از محصولات ما، از تشکیل رسوب، خوردگی و رشد میکروارگانیسمها جلوگیری کرده و راندمان سیستم خود را بهینه کنید. مواد شیمیایی ما شامل بازدارندههای خوردگی، ضد رسوبها، بیوسایدها، شلاته کنندهها و پاککنندهها میشود. برای مشاوره و سفارش محصولات با شماره تماس 09390400109 تماس حاصل فرمایید.