رسوب در برج خنک کننده به معنی تغلیظ و تجمیع املاح و ناخالصی های موجود در آب برج خنک کن می باشد. در برج خنک کننده، عمده خنک سازی توسط پدیده تبخیر انجام می شود که در حین انجام پدیده تبخیر تنها آب خالص به صورت بخار در می آید. بنابراین املاح و ناخالصی های آب، در آب باقیمانده تغلیظ می گردد.
در ادامه این مطلب از شرکت بادران تهویه صنعت برای روشن شدن مفهوم تغلیظ املاح و مواد جامد درون آب، ابتدا بایستی با مفهوم سیکل تغلیظ که با علامت (C) نشان داده می شود، آشنا شویم. سپس به بررسی انواع رسوب در برج خنک کننده و فرآیند تشکیل آنها خواهیم پرداخت.
کنترل رسوب در برج خنک کننده
سیکل تغلیظ نسبت کنداکتیویته (هدایت الکتریکی) آب گرم ورودی به برج خنک کننده به کنداکتیویته آب جبرانی می باشد. به طور کلی کنداکتیویته بستگی به یون های موجود در آب دارد. به طور مثال اگر غلظت یون کلراید در آب گرم ورودی به برج 100mg/lit باشد و غلظت آن در آب جبرانی 20mg/lit باشد، سیکل تغلیظ عدد 5 خواهد بود. عملکرد برج خنک کننده با سیکل تغلیظ بالا، باعث دستیابی به بسیاری از فوائد اقتصادی و زیست محیطی می گردد و همچنین باعث کاهش هزینه های عملیات آبی در برج خنک کننده مانند کاهش مصرف آب برج خنک کننده، کاهش آب جبرانی مورد نیاز و کاهش مصرف مواد شیمیایی می گردد.
زمانی که سیستم در سیکل تغلیظ بالا کار می کند و آب جبرانی به برج نیز دارای مقادیر املاح زیاد است، همانطور که اشاره شد بنابر رابطه سیکل تغلیظ غلظت املاح و مواد جامد در آب چرخشی نیز زیاد خواهد شد. بنابراین، میزان رسوب در برج خنک کننده افزایش پیدا می کند و برای جلوگیری از تشکیل رسوب بایستی مواد شیمیایی که اصطلاحاً به آنها ضد رسوب گفته می شود به آب تزریق می گردد.
در برج خنک کننده خنک سازی توسط پدیده تبخیر انجام می شود که در حین انجام پدیده تبخیر تنها آب خالص به صورت بخار در می آید. بنابراین املاح و ناخالصی های آب، در آب باقیمانده تغلیظ می گردد که باعث تغلیظ و تجمیع املاح و ناخالصی های موجود در آب و تشکیل رسوب در برج خنک کننده می شود.
این مواد شیمیایی که مانع از تشکیل رسوبات در قسمت های مختلف سیستم خنک کننده به خصوص مبدل های حرارتی می گردند، بسیار گران قیمت هستند، پس بایستی همواره میزان زیر آب برج خنک کننده که به منظور کاهش املاح آب چرخشی می باشد، کنترل شود. تشکیل رسوب در برج خنک کننده نه تنها باعث گرفتگی خطوط لوله دستگاه ها و مبدل های حرارتی می شود، همچنین باعث کاهش بازده حرارتی مبدل ها نیز می گردد.
انواع رسوب در برج خنک کننده
ترکیباتی که معمولاً به صورت رسوب در سیستم های خنک کننده مشاهده می شود به شرح زیر است:
- کربنات کلسیم
- فسفات کلسیم و فسفات روی
- سیلیکا و سیلیکات مگنزیم
- سولفات کلسیم
فرآیند تشکیل رسوب
در یک محلول رقیق و غیراشباع، مواد حل شونده بصورت یون ها، یونهای پیچیده و یا مولکول های تکی وجود دارد، در حالیکه در یک محلول غلیظ و فوق اشباع بعضی از این حل شونده ها با هم ترکیب شده و هسته های رسوب را تشکیل می دهند. پی اولین گام در تشکیل رسوب در برج خنک کننده ایجاد هسته رسوب می باشد. با توجه به شرایط موجود در محلول و اندازه این هسته ها ممکن است هسته ها دوباره در داخل محلول، حل شوند و یا اینکه به صورت یک کریستال رشد نماید.
میزان رشد کریستال بستگی به میزان نفوذ یون های حل شده در آب در سطح کریستال و میزان قرارگرفتن این یون ها در سطح کریستال دارد. نیروی محرکه لازم برای جذب یون ها در سطح کریستال و در نتیجه رشد کریستال رسوب همان تفاوت غلظت حل شونده ها (یون ها) مابین کریستال و بالک سیال می باشد.
عواملی که در میزان نفوذ یون ها در سطح کریستال تاثیر می گذارد شامل سرعت آب، دما و ویسکوزیته می باشد. کریستال هایی که تشکیل شده اند تمایل به تجمع با یکدیگر دارند و تشکیل کریستال های بزرگتری می دهند.
در مطلب بعدی ضمن معرفی انواع و مکانیزم های بازدارنده رسوب به بررسی اقدامات موثر در رسوب زدایی برج خنک کننده می پردازیم.
