אבנית וקורוזיה השפיעו על מערכת הקירור. בגלל הבעיות הסביבתיות החמורות יותר ויותר, קשה יותר ויותר להוכיח את הלגיטימיות של שימוש בריאגנטים כימיים כדי למנוע בעיות אלו.
1.מָבוֹא
ננו-בועות שימשו ביישומים הנדסיים, סביבתיים, ביולוגיים ורפואיים רבים, ודווחו תוצאות מועילות רבות. למרות שהיתרונות הללו עולים לפעמים על ההיגיון המדעי מאחורי התרחשותן של ננו-בועות. חלקיקים ובועות הקטנות מ-1 מיקרון הן ננו-בועות. ניתן למדוד ננו-בועות בשיטות דומות, כגון פיזור אור דינמי; הגז בננו-בועות מרוכז ונמצא בלחץ גבוה-, והגז מועבר לנוזל שמסביב עד שהנוזל רווי בגז ומאבד את שיפוע הריכוז או שהלחץ הפנימי של הננו-בועות מאוזן עם לחץ הנוזל. גזים אלו משנים את הסביבה הכימית של הנוזל שמסביב.
2. תכונות פיזיות וכימיות של ננו-בועות
a.זמן שהייה ארוך במים
b.יציבות טובה במים
c.יכול לפעול כמעכב קורוזיה וכציפוי מגן
בועות ננו יכולות להשפיע מאוד על זרימת הנוזלים לאורך משטחים מיקרו מחוספסים אך הידרופוביים. אורך החיים של ננו-בועות המחוברות למשטח יכול להיות מספר שעות, ימים וחודשים, ויכול לעמוד בטמפרטורות הקרובות לרתיחה. בנוסף, בעזרת "הצמדה", ננו-בועות יכולות להישאר על משטחים מחוספסים למשך זמן ארוך יותר. ברגע שכמה בועות ננו מופיעות על פני הפלדה, כוח החיכוך על פני הפלדה עשוי לרדת. אורך ההחלקה יגדל עם הגדלת כיסוי המשטח, וזווית המגע של ננו-בועות על משטחים מחוספסים תקטן. עקב השחיקה/קורוזיה של הפלדה, חיכוך הקיר יקטן ותגבר יכולת ההרטבה של משטחי פלדה גסים. לאחר הזרקה מתמשכת של ננו-בועות, אורך ההחלקה גדל עוד יותר כאשר הננו-בועות מכסות חלק גדול יותר משטח הפלדה. לכן, ננו-בועות פני השטח פועלות כחומרי ציפוי על פני הפלדה, ומביאות את ההשפעות הבאות
(1) עיכוב קורוזיה על ידי הגדלת אורך החלקה
(2) בכך שהוא פועל כבועות, הוא מונע מהממשק הפעיל להיחשף לנוזלים תרמיים חומציים
d.עוזר ליצור משקעי סיליקה
דו תחמוצת הסיליקון, הנמצאת בדרך כלל במי קירור, יכולה להיות מושקעת על ידי ננו-בועות, שהן צפופות מאוד ועוזרות לדכא קורוזיה של מתכות בנוזלים חומציים.
משקעים של סיליקה אמורפית נפוצים בתחנות כוח, שם הנוזל מתקרר במהירות במהלך תהליך הייצור. בעיית אבנית זו של סיליקה חשובה באותה מידה כמו קורוזיה של מתכת. בטמפרטורות מתונות בתחנות כוח, פלדת פחמן נמוכה- נוטה להצטבר ולהיחלץ. בנוסף, מחקרים מסוימים מצאו גם שברגע שנוצרת שכבת משקעים של סיליקה אמורפית ראשונית, היא עלולה לעכב תגובה נוספת בין משטח הפלדה שמתחת לנוזל החם. לכן, משקעי סיליקה אכן יכולים למלא תפקיד בבלימת קורוזיה בנוזלים חמים בטמפרטורה בינונית חומצית.
בהתחשב בקצבת קורוזיה מסוימת ובחיי שירות של 20- שנים, שיעור הקורוזיה המקובל של החומר נחשב בדרך כלל לפחות מ-0.1 מילימטרים בשנה. עם זאת, קורוזיה חמורה מאוד בסביבות נוזלים חמים חומציים, נעה בין כמה מילימטרים בשנה בסביבות נוזלים מתונות ועד למעלה מ-100 מילימטרים בשנה בסביבות טמפרטורה גבוהה ומהירות נוזל גבוהה. לכן, ויסות pH היא אחת השיטות הנפוצות ביותר לדכא קורוזיה חזקה זו, אך היא יכולה גם לשנות בקלות את התכונות הכימיות של הנוזל, ועלולה לייצר מוצרים לא רצויים. לעומת זאת, מצאנו כי לבועות ננו, כתוסף שפיר מבחינה כימית, ידידותית לסביבה, קל לשימוש ובעלות נמוכה, יש השפעות טובות של עיכוב קורוזיה, המושגות אולי על ידי פעולה כציפוי גז וקידום משקעים קלים של סיליקה על פלדה.
e.יש לו את הפונקציה של עיקור וניקוי
ננו-בועות נושאות מטענים שליליים ומצטברים חומרים חיוביים (+). לבועות קטנות יש פונקציות שונות, כגון פינוי שמן, ניתוק משקעים בין חפצים הנכנסים לניקוי, וכוח וגל ההלם כאשר בועות נקרעות.
אחד היתרונות העיקריים של ננו-בועות הוא כוח הניקוי הגבוה שלהן. מנגנון הניקוי נחשב כדלקמן:
בעת ניקוי המזהמים המחוברים לפני השטח של פרוסות סיליקון, הכוח וגל ההלם כאשר הבועות מתפוצצות מגבירים מאוד את כוח הניקוי כאשר משתמשים בסילון מים טהור במיוחד המכיל UFB (אולטרה-עדינות/נובועות).
בועות ננו חודרות לתוך השמן וחודרות בין גבולות משטח הדבק, ומציגות אפקט מסיר שומנים של הפרדה והסרת שמן. בנוסף, הוא יכול לחדור לרווחים צרים בין עצמים במגע הדוק זה עם זה. כאשר בועות בקנה מידה ננומטרי מתמזגות למיקרו-בועות, מיקרו-בועות יכולות לפעול כטריזים להפריד ביניהן. מאפיינים אלה משפרים את כוח הניקוי. משמש כיום לניקוי חדרי אמבטיה/מקלחות ביתיים, כלים וחלקי מכונות. יש לו גם השפעה חיידקית גבוהה. לא רק חיידקים המחוברים למשטח, אלא גם בועות קטנות יכולות לחדור לגוף השרימפס ולעקר אותו. עם מי הברז והאטמוספרה, כמעט 90% מהחיידקים עוקרו בהצלחה על ידי בועות קטנות.
ניסוי השוואת ניקיון (מים טהורים לעומת מים טהורים ננו בועות): תוצאות של ניקוי פרוסות סיליקון עם תרסיס מים טהור במיוחד
מאפייני הלחץ הגבוה בתוך בועות אולטרה-עדינות נוצלו כדי לאמת באופן ניסיוני את ההשפעה של גלי לחץ על הסרת חלקיקים קטנים על משטחים מוצקים. נמצא כי כל החלקיקים הקטנים מעל 1 מיקרון הוסרו, ושיעור האזורים הניתנים לכביסה הגיע ל-92%.
3.הטבות ישירות שמביאה המערכת
זרימת הננו-בועות במערכת, הנושאות מטענים שליליים ויכולות לשחרר רדיקלים חופשיים, יכולה להסיר ביעילות לכלוך קיים ולמנוע הצטברות ביופילם, ובכך לשפר את היעילות של מגדל המים ולהביא את היתרונות הבאים:
1. הקטנת קנה המידה של צינור
2. הפחתת קורוזיה בצנרת
3. לשמור על איכות מים נקיים
4.להפחית את הביקוש לכימיקלים.
5. שיפור יעילות העברת החום יכול לחסוך ללקוחות עד 30% מעלות האנרגיה
6. הארכת חיי השירות של מגדלי קירור
4.היכרות עם ציוד הננו-בועות המיוחד למערכות קירור שפותח על ידי JMFILTEC
מערכת הטיפול במים ללא כימיקלים מגיעה ממומחים טכניים בפתרונות גלובליים לטיפול בקוויטציה הידראולית, שפותחה על ידי Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd עבור ציוד מיקרו חמצון והסרת אבנית. טכנולוגיה זו עברה מספר פטנטים. אנו מספקים פתרונות מוכחים עבור מערכות טיפול בממשק צינורות, מחליף חום וגז-, אשר יכוליםלמקסם את יעילות תפעול הציוד, הבטיחות והאמינות.
היתרונות של מערכת זו עבור מעבים אידוי כוללים עלות נמוכה, ידידותיות לסביבה, אספקת מים נקיים וללא צורך בחומרים כימיים,
יתרונות למגדלי קירור: הפחתה של 50% במילוי מים, הפחתה של 50% בהזרמת שפכים, עיכוב עכירות, זיהום ביולוגי וקורוזיה.
בשימוש עבור צינורות מים חמים, זה יכול לפתור את בעיית האבנית בצינורות מים קשים.
מכשיר זה אושר כבר למעלה מ-3 שנים במספר תעשיות.
1, פתר את בעיית הזיהום של ממברנות סינון אולטרה וממברנות אוסמוזה הפוכה בפרויקט ההתפלה.
2, היישום בפרויקטי MBR לטיפול בשפכים וטיפול במים במכרות מגביר באופן משמעותי את השטף של ממברנות סינון אולטרה.
3, בפרויקט מפעל המים, לאחר אימוץ התקני אנטי סתימה והסרת אבנית, בוטל תהליך הצקיפה עם חומרי פקקים, תוך הפקת מי שתייה ירוקים לחלוטין וללא כימיקלים, מה שמפחית משמעותית את עלויות התפעול.
4,במבחן הסרת האבנית של מגדל הקירור, בנוסף להפחתת הזיהום באופן משמעותי, נפתרה גם העיכול של מחליף החום. הטכנולוגיה של מערכת הסרת האבנית עם מיקרו חמצון עם מערכת סינון סיליקון קרביד הוכחה כיעילה בהריגת אצות, חמצון חומרים אורגניים, הסרת זיהומים ביוני סידן ומגנזיום, והאטת קורוזיה, תוך החלפת מוחלטת של שיטות טיפול במים מסורתיות. הוא מכסה את טווח איכות המים של טיפול בממברנות, טיפול במי שתייה, מים חמים, הקפאה, קירור תהליך ו-HVAC (HVAC).
הפתרון המשולב למערכת טיפול במים ללא כימיקלים שולט ביעילות באבנית, קורוזיה וזיהום מיקרוביאלי, תוך מתן זרימת מים ללא כימיקלים שניתן למחזר ליישומי מי שתייה.
5.עקרון עבודה
מערכת טיפול במים ללא כימיקלים. בועות ננו נוצרות באמצעות קוויטציה, אשר נוצרות באופן דינמי ומתמוטטות בנוזלים. בועות קורסות באמצעות תהליכים אינטנסיביים, ומייצרות קבוצות הידרוקסיל. בשל הלחץ הפנימי של ננו-בועות המגיע מעל 25mPa, הננו-בועות פועלות כמו חול, מתחככות בצינורות הזורמים כדי להסיר לכלוך. בינתיים, בשל קבוצת ההידרוקסיל שלו, הוא יכול לחמצן חומרים אורגניים, להרוג חיידקים, וירוסים ואצות. כאשר הוא מתמוטט לחלוטין, טמפרטורת האדים בתוך הבועה עשויה להיות כמה אלפי מעלות פרנהייט, והלחץ עשוי להיות כמה מאות אטמוספרות, מה שמשחרר מספיק אנרגיה כדי להשמיד חיידקים.
מערכת הטיפול במים ללא כימיקלים מאיצה מים דרך הזרבובית תוך הסטה, ויוצרת כוח צנטריפוגלי גבוה במיוחד. דופן הצינור מכוסה בסרט סיליקון קרביד-שפותח בעצמנו, וגז דחוס נחתך דרך הסרט כדי לערבב את הגז והמים במלואו. על ידי סיבוב- במהירות גבוהה, נוצר ואקום בתוך צינור הקוויטציה, שבו חותכים בועות ליצירת בועות ננומטריות. תהליך זה מנצל את האנרגיה של תהליך הקוויטציה ומפנה את האנרגיה לכיוון זרימת המים ביחס למשטח החומר. בקרת אנרגיה זו היא הליבה של המערכת המשמשת לבקרת עכירות וקורוזיה. טכנולוגיה זו יכולה להשיג את צריכת האנרגיה הנמוכה ביותר בתעשייה, עם אובדן ראש של 3-8 מטרים לכל המערכת.
היתרונות של מערכות לטיפול במים במחזור כימי
① מערכת טיפול במים במחזור חופשי כימי לדיכוי עכירות
1/32 אינץ' של לכלוך יכול להפחית את יעילות האנרגיה ב-30%. במערכת מי הקירור, ככל שטמפרטורת המים עולה, סידן יתקע מהתמיסה ויוצר לכלוך על פני מחליף החום. שיטת הטיפול הכימית מנסה לשמר יוני סידן בתמיסה כדי למנוע היווצרות אבנית קלציט, מה שמגדיל את צריכת האנרגיה ואת העלות. מערכת הטיפול במים במחזור החופשי מכימיקלים מעלה את ערך ה-pH של המים במחזור, ומקשה על המסת סידן פחמתי (CaCO3). כאשר בועות נוצרות וקורסות בתא הקוויטציה, האנרגיה הקינטית והטמפרטורה המקומית מניעות סידן פחמתי ליצירת מוצקי CaCO3 שאינם דביקים, המושכים יוני סידן ופחמתי מומסים ואז מסננים אותם מזרימת המים.
②עיכוב קורוזיה במערכות טיפול במים ללא כימיקלים
במהלך תהליך התנגשות זרימת המים בחדר עיבוד המערכת, נוצר אזור ואקום חזק (27.5-29.5 "Hg), המפריד את CO2 המומס מהמים ועוזר לשמור על ערך ה-pH בסביבה אלקלית. בדרך כלל יש צורך בכימיקלים קורוזיביים לטיפול בלכלוך ובחיידקים, אך הם אינם נחוצים במערכות מקומיות לטיפול במים בזרימת חיידקים ללא כימיקלים ומסייעים במניעת חיידקים זו. קורוזיה הנגרמת על ידי מיקרואורגניזמים, המכונה בדרך כלל קורוזיה מיקרוביאלית (MIC) מערכת זו משתמשת במערכת סינון משולבת כדי להסיר חלקיקים מוצקים ממי הקירור כדי לשמור על ניקיון פני הציוד מערכת סינון זו היא תצורה סטנדרטית עבור כל תוכנית טיפול במים במחזור.
③ מערכת טיפול במים במחזור חופשי כימי מעכבת חיידקים
הלחץ הגבוה במיוחד והטמפרטורה הגבוהה הנוצרים על ידי קירוב הידראולי מבוקר עלולים לפגוע פיזית בחיידקים ובמיקרואורגניזמים. מיקרואורגניזמים וחיידקים יכולים לפתח עמידות לחומרים כימיים מסורתיים, הדורשים התאמה תכופה של שיטות הטיפול. עם זאת, שימוש במערכת טיפול במים ללא כימיקלים אינו מעורר חשש זה - חיידקים אינם יכולים לשנות או לסבול מתח פיזי כאשר הם עוברים דרך תא הטיפול של המערכת.
6.הרכב המערכת
מערכת טיפול במים במחזור נטולי כימיקלים נוחה מאוד להתקנה, רק על ידי פתיחת מעקף, כולל חיבור זרימה צדדית לכניסת הציוד, חיבור זרימה צדדית לשקע הציוד, וחיבור למיכל האיסוף או למיכל המים של מגדל הקירור, מעבה האידוי, מקרצף האוויר או מצנן נוזלים. במעקף מים עוברים בחדר הטיפול במערכת וחוזרים אל הכיור או מיכל האיסוף של מערכת הקירור דרך המעקף. כמובן שניתן להוסיף גם מסננים תואמים להסרת הסידן פחמתי המשקע יחד עם שאריות נוספות שעלולות לגרום לזיהום ולהוביל לגידול חיידקים. מערכת ניקוי הכיור היעילה מובילה לכלוך ושאריות לכניסת המסנן, ושומרת על ניקיון מערכת מי הקירור.
הערה: בשל המבנה העוקף שלו, גם אם מתרחשת תקלה, לא תהיה לכך השפעה על המכשיר כולו
7.תיקי בקשה
(1) תיאור מקרה של מערכת טיפול במים ללא כימיקלים של JMFILTEC
1)1) מגדל הקירור של JMFILTEC 240 טון מצויד במערכת טיפול במים במחזור נטולת כימיקלים, שיכולה לנקות את הלכלוך שרץ כבר כמעט שנה תוך חודש אחד בלבד. מחזור החלפת המים מתארך ביותר ממחצית, מה שמפחית את צריכת המים וההשפעה הסביבתית, כמו גם מפחית את בעיות בטיחות העובדים. טמפרטורת היציאה של מי הקירור ירדה משמעותית, ולא נצפה גידול אצות. צריכת האנרגיה הופחתה נטו ב-3kW:
בנוסף, הותקן בקר מוליכות על הזרם החוזר של מיכל האיסוף הראשי, והותקנה תושבת תליית קורוזיה לזיהוי קצב קורוזיה של מתכות שונות. במהלך האתחול הראשון של המערכת, הקבל היה נתון לטיפול פסיבציה מעולה. כאשר המערכת עוברת פסיביות ומופעלת בהתאם לדרישות, התוצאות יכולות לעמוד בכל הדרישות הצפויות:
א.שיעור קורוזיה נמוך מהסטנדרטים בתעשייה: פלדת פחמן נמוכה ופלדה מגולוונת<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bb גם הצמיחה המיקרוביאלית נבלמת היטב; בהשוואה למערכת הטיפול הכימית הישנה ששימשה קודם לכן, ספירת החיידקים האירוביים (ספירת המושבות הכוללת) ירדה ב-80% (CFU/ml). באמצעות תצפיות חזותיות מרובות, לא נוצר לכלוך.
בהשוואה לשיטות טיפול כימיות קונבנציונליות, המשתמשים השיגו חיסכון במים של למעלה מ-1000 מ"ר בשנה. החיסכון השנתי בעלויות עולה על 100,000 RMB, ותקופת החזר ההשקעה של הפרויקט כולו היא 12 חודשים.
(2) מי קירור לטיפול ב-Jinhua Yonghe (200 מטר ³/שעה)
מטרת הפרויקט:
צמצמו ו/או הימנעו מהטיפול הכימי במי מגדל הקירור במערכת הקירור של המפעל, צמצום הזרמת כימיקלים לסביבה ושיפור בטיחות העבודה על ידי הפחתת הטיפול בחומרים מזיקים.
תוצאת הפרויקט:
1) לאחר התקנת מערכת הטיפול במים במחזור נטולי כימיקלים לתוך מערכת מגדל הקירור לקירור, התקבלו התוצאות הבאות:
2) הימנע משימוש בחומרי טיפול כימיים רעילים ומזיקים (קוטלי פטריות, חומרים להסרת אצות ומעכבי קורוזיה) במערכת מגדל הקירור והקירור.
3) צריכת המים של מגדל הקירור האידוי צומצמה ב-40%, והייתה לה השפעה על הזרמת והביוב הביתי של המפעל.
4)הפחת את כמות המים המרוככים בשימוש במגדל הקירור, ובכך להפחית את כמות המרכך בשימוש.
5) שפר את סביבת העבודה לעובדים.
6) המפעל חוסך כ 120000 RMB בשנה.
7) תקופת ההחזר של פרויקט זה היא פחות משנה.