Vodní kámen a koroze ovlivňují chladicí systém. Kvůli stále závažnějším problémům životního prostředí je stále obtížnější prokázat oprávněnost použití chemických činidel k prevenci těchto problémů.
1.Zavedení
Nanobubliny byly použity v mnoha inženýrských, environmentálních, biologických a lékařských aplikacích a bylo hlášeno mnoho prospěšných výsledků. I když tyto výhody někdy převyšují vědecké úvahy za výskytem nanobublin. Částice a bubliny menší než 1 mikron jsou nanobubliny. Nanobubliny lze měřit pomocí podobných metod, jako je dynamický rozptyl světla; Plyn v nanobublinách je koncentrovaný a ve vysokotlakém stavu a plyn se přenáší do okolní kapaliny, dokud se kapalina nenasytí plynem a neztratí koncentrační gradient nebo se vnitřní tlak nanobublinek vyrovná s tlakem kapaliny. Tyto plyny mění chemické prostředí okolní tekutiny.
2.Fyzikální a chemické vlastnosti nanobublin
a.Dlouhá doba setrvání ve vodě
b.Dobrá stabilita ve vodě
c.Může působit jako inhibitor koroze a jako ochranný povlak
Nanobubliny mohou silně ovlivnit proudění tekutin podél mikrodrsných, ale hydrofobních povrchů. Životnost nanobublin připojených k povrchu může být několik hodin, dnů a měsíců a vydrží teploty blízké varu. Navíc pomocí „přišpendlení“ mohou nanobubliny zůstat na drsném povrchu delší dobu. Jakmile se na povrchu oceli objeví nějaké nano bublinky, třecí síla na povrchu oceli se může snížit. Délka skluzu se bude zvětšovat se zvyšujícím se pokrytím povrchu a kontaktní úhel nanobublin na drsném povrchu se snižuje. V důsledku eroze/koroze oceli se sníží tření stěny a zvýší se smáčivost hrubých ocelových povrchů. Po kontinuálním vstřikování nanobublin se délka skluzu dále zvětšuje, když nanobubliny pokrývají větší část povrchu oceli. Povrchové nanobubliny proto působí jako povlakové materiály na ocelovém povrchu, což přináší následující efekty
(1) Inhibice koroze zvýšením délky skluzu
(2) Tím, že působí jako bubliny, zabraňuje vystavení aktivního rozhraní kyselým tepelným kapalinám
d.Napomáhá tvorbě sraženiny oxidu křemičitého
Oxid křemičitý, který se běžně vyskytuje v chladicí vodě, se může vysrážet nanobublinkami, které jsou velmi husté a pomáhají potlačovat korozi kovů v kyselých kapalinách.
Srážení amorfního oxidu křemičitého je běžné v elektrárnách, kde dochází k rychlému ochlazování tekutiny během výrobního procesu. Tento problém usazování oxidu křemičitého je stejně důležitý jako koroze kovu. Při mírných teplotách v elektrárnách má nízkouhlíková ocel sklon k tvorbě kotelního kamene a korozi. Kromě toho některé studie také zjistily, že jakmile se vytvoří počáteční vrstva srážení amorfního oxidu křemičitého, může to bránit další reakci mezi povrchem oceli a horkou tekutinou. Precipitáty oxidu křemičitého proto mohou skutečně hrát roli při inhibici koroze v kyselých středně teplých horkých tekutinách.
S ohledem na určitý přídavek na korozi a 20-letou životnost je přijatelná rychlost koroze materiálu obvykle považována za méně než 0,1 milimetru za rok. Koroze je však velmi závažná v kyselém prostředí s horkými tekutinami, v rozsahu od několika milimetrů za rok v prostředí s mírnou tekutinou až po více než 100 milimetrů za rok v prostředí s vysokou teplotou a vysokou rychlostí tekutiny. Regulace pH je proto jednou z nejčastěji používaných metod k potlačení této silné koroze, ale také může snadno změnit chemické vlastnosti kapaliny a potenciálně produkovat nežádoucí produkty. Naproti tomu jsme zjistili, že nanobubliny jako chemicky neškodné, ekologické, snadno použitelné a levné aditivum mají dobré antikorozní účinky, kterých lze dosáhnout tím, že působí jako plynové povlaky a podporují mírné vysrážení oxidu křemičitého na oceli.
e.Má funkci sterilizace a čištění
Nanobubliny nesou negativní náboje a agregují pozitivní (+) látky. Malé bublinky mají různé funkce, jako je odstraňování oleje, uvolňování usazenin mezi vnikajícími a čistícími předměty a síla a rázová vlna při prasknutí bublin.
Jednou z hlavních výhod nanobublin je jejich vysoká čisticí schopnost. Mechanismus čištění je považován za následující:
Při čištění znečišťujících látek přichycených na povrchu křemíkových plátků síla a rázová vlna při prasknutí bublin výrazně zesílí čisticí sílu při použití ultračistého vodního paprsku obsahujícího UFB (ultra-jemné bubliny/nanobubliny).
Nanobubliny pronikají do oleje a pronikají mezi hranice adhezivního povrchu, vykazují odmašťovací efekt oddělování a odstraňování oleje. Navíc dokáže proniknout do úzkých prostor mezi objekty v těsném vzájemném kontaktu. Když se nano bubliny spojí do mikrobublin, mohou mikrobubliny fungovat jako klíny, které je oddělí. Tyto vlastnosti zvyšují čisticí sílu. V současné době se používá k čištění koupelen/sprch v domácnosti, nádobí a částí strojů. Má také vysoký baktericidní účinek. Nejen bakterie přichycené na povrchu, ale také malé bublinky mohou proniknout do těla krevety a sterilizovat ji. Pomocí vody z vodovodu a atmosféry bylo téměř 90 % bakterií úspěšně sterilizováno malými bublinkami.
Srovnávací experiment čištění (čistá voda vs. čistá voda s nano bublinami): Výsledky čištění křemíkových plátků sprejem ultra čisté vody
Vysokotlaké charakteristiky uvnitř ultrajemných bublin byly využity k experimentálnímu ověření vlivu tlakových vln na odstraňování malých částic na pevných površích. Bylo zjištěno, že byly odstraněny všechny malé částice nad 1 mikron a podíl omyvatelných ploch dosáhl 92 %.
3.Přímé výhody, které systém přináší
Proudění nanobublin v systému, které nesou negativní náboje a mohou uvolňovat volné radikály, může účinně odstraňovat existující nečistoty a bránit hromadění biofilmu, čímž zlepšuje účinnost vodárenské věže a přináší následující výhody:
1. Snižte měřítko potrubí
2. Snižte korozi potrubí
3. Udržujte čistou kvalitu vody
4. Snížit poptávku po chemikáliích.
5. Zlepšení účinnosti přenosu tepla může zákazníkům ušetřit až 30 % nákladů na energii
6. Prodlužte životnost chladicích věží
4.Úvod do specializovaného nanobublinového zařízení pro chladicí systémy vyvinuté společností JMFILTEC
Bezchemický systém úpravy cirkulující vody pochází od technických odborníků na globální řešení hydraulické kavitace, vyvinutý společností Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. pro zařízení na mikrooxidaci a odstraňování vodního kamene. Tato technologie prošla několika patenty. Poskytujeme osvědčená řešení pro potrubí, výměníky tepla a systémy pro úpravu rozhraní výměny plynu-kapaliny, kterémaximalizovat efektivitu provozu zařízení, bezpečnost a spolehlivost.
Mezi výhody tohoto systému pro odpařovací kondenzátory patří nízká cena, šetrnost k životnímu prostředí, zajištění čisté vody a bez potřeby chemických činidel,
Výhody pro chladicí věže: 50% snížení doplňování vody, 50% snížení vypouštění odpadních vod, inhibice zanášení, biologického znečištění a koroze.
Používá se pro horkovodní potrubí, může vyřešit problém tvorby vodního kamene v potrubích s tvrdou vodou.
Toto zařízení bylo ověřeno více než 3 roky v různých průmyslových odvětvích.
1, Vyřešil problém znečištění ultrafiltračních membrán a membrán reverzní osmózy v projektu odsolování.
2, Aplikace při čištění odpadních vod MBR a čištění důlních vod projektů MBR výrazně zvyšuje tok ultrafiltračních membrán.
3, V projektu vodní elektrárny byl po přijetí zařízení proti zanášení a odstraňování vodního kamene eliminován proces flokulace s flokulanty, čímž se vyrábí plně zelená pitná voda bez chemikálií, což výrazně snižuje provozní náklady.
4,V testu odstraňování vodního kamene chladicí věže bylo kromě výrazného snížení zanášení vyřešeno také zanášení výměníku tepla. Technologie jeho mikrooxidačního odvápňovacího systému s filtračním systémem karbidu křemíku se osvědčila jako účinná při hubení řas, oxidaci organické hmoty, odstraňování znečištění vápenatými a hořečnatými ionty a zpomalení koroze, čímž zcela nahrazuje tradiční metody úpravy vody. Zahrnuje rozsah kvality vody pro membránovou úpravu, úpravu pitné vody, horkou vodu, mrazení, procesní chlazení a HVAC (HVAC).
Integrované řešení pro systém úpravy cirkulující vody bez chemických látek účinně kontroluje vodní kámen, korozi a mikrobiální kontaminaci a zároveň zajišťuje průtok vody bez chemikálií, kterou lze recyklovat pro aplikace s pitnou vodou.
5.Princip fungování
Bezchemický systém úpravy cirkulační vody. Kavitací vznikají nanobubliny, které se dynamicky tvoří a kolabují v kapalinách. Bubliny se hroutí intenzivními procesy a vytvářejí hydroxylové skupiny. Díky vnitřnímu tlaku nanobublin přesahujícímu 25 mPa působí nanobubliny jako písek, který se otírá o proudící potrubí a odstraňuje nečistoty. Mezitím díky své hydroxylové skupině může oxidovat organickou hmotu, zabíjet bakterie, viry a řasy. Když se úplně zhroutí, teplota páry uvnitř bubliny může být několik tisíc stupňů Fahrenheita a tlak může být několik stovek atmosfér, čímž se uvolní dostatek energie ke zničení bakterií.
Systém úpravy cirkulující vody bez chemických látek urychluje vodu skrz trysku a přitom se vychyluje, čímž vzniká extrémně vysoká odstředivá síla. Stěna potrubí je pokryta naším vlastnoručně-vyvinutým filmem z karbidu křemíku v nanoměřítku a stlačený plyn prochází filmem, aby se plyn a voda plně promíchaly. Vysokorychlostní rotací se uvnitř kavitační trubice vytváří vakuum, kde se bubliny řežou a vytvářejí nano bubliny. Tento proces využívá energii kavitačního procesu a směruje energii směrem k proudu vody vzhledem k povrchu materiálu. Tato regulace energie je jádrem systému používaného k regulaci znečištění a koroze. Touto technologií lze dosáhnout nejnižší spotřeby energie v průmyslu se ztrátou hlavy 3-8 metrů pro celý systém.
Výhody bezchemických systémů úpravy cirkulační vody
① Bezchemický systém úpravy cirkulující vody pro potlačení znečištění
1/32 palce nečistot může snížit energetickou účinnost o 30 %. V systému chladicí vody se při zvýšení teploty vody bude vápník vysrážet z roztoku a tvořit nečistoty na povrchu výměníku tepla. Metoda chemické úpravy se pokouší zadržet ionty vápníku v roztoku, aby se zabránilo tvorbě vápencového kamene, což zvyšuje spotřebu energie a náklady. Bezchemický systém úpravy cirkulující vody zvyšuje hodnotu pH cirkulující vody, což ztěžuje rozpouštění uhličitanu vápenatého (CaCO3). Jak se bubliny tvoří a kolabují v kavitační komoře, kinetická energie a místní teplota pohání uhličitan vápenatý za vzniku neadhezivních pevných látek CaCO3, které přitahují rozpuštěné ionty vápníku a uhličitanu a poté je filtrují z proudu vody.
②Inhibice koroze v systémech úpravy cirkulační vody bez chemických látek
Během procesu kolize vodního toku ve zpracovatelské místnosti se vytvoří silné vakuum (27,5-29,5 "Hg), které odděluje rozpuštěný CO2 od vody a pomáhá udržovat hodnotu pH v alkalickém prostředí. Normálně jsou korozivní chemikálie potřebné k ošetření nečistot a bakterií, ale nejsou vyžadovány v systémech na úpravu vody s cirkulací bez chemikálií. Tento systém inhibuje známou místní korozi mikroorganismy jako mikroorganismy a pomáhá předcházet korozi způsobené jakýmkoli mikroorganismem (MIC) Tento systém používá integrovaný filtrační systém k odstranění pevných částic z chladicí vody, aby se zachovala čistota povrchu zařízení. Tento filtrační systém je standardní konfigurací pro každý program úpravy vody bez použití chemikálií.
③Systém úpravy cirkulující vody bez chemikálií inhibuje bakterie
Extrémně vysoký tlak a vysoká teplota generované řízenou hydraulickou kavitací mohou fyzicky poškodit bakterie a mikroorganismy. Mikroorganismy a bakterie si mohou vyvinout rezistenci vůči tradičním chemickým činidlům, což vyžaduje časté úpravy léčebných metod. Používání systému na úpravu vody s volným cirkulací vody však tento problém nevyvolává - bakterie se nemohou změnit nebo tolerovat fyzický stres při průchodu zpracovatelskou komorou systému.
6.Složení systému
Systém úpravy cirkulující vody bez chemikálií je velmi pohodlné instalovat pouhým otevřením obtoku, včetně připojení bočního průtoku ke vstupu zařízení, připojení bočního průtoku k výstupu zařízení a připojení ke sběrné nádrži nebo vodní nádrži chladicí věže, odpařovacímu kondenzátoru, pračce vzduchu nebo chladiči kapalin. V bypassu voda prochází místností pro úpravu systému a přes bypass se vrací do jímky nebo sběrné nádrže chladicího systému. Samozřejmě lze také přidat odpovídající filtry k odstranění vysráženého uhličitanu vápenatého spolu s dalšími zbytky, které mohou způsobit znečištění a vést k mikrobiálnímu růstu. Účinný systém čištění dřezu vede nečistoty a zbytky ke vstupu filtru a udržuje tak čistotu systému chladicí vody.
Poznámka: Vzhledem k jeho bypassové struktuře, i když dojde k poruše, nebude mít dopad na celé zařízení
7.Případy aplikací
(1)Případová studie bezchemického systému úpravy cirkulační vody společnosti JMFILTEC
1)1) 240tunová chladicí věž společnosti JMFILTEC je vybavena bezchemickým systémem úpravy cirkulující vody, který dokáže vyčistit nečistoty, které byly v provozu téměř rok, za pouhý měsíc. Cyklus výměny vody se prodlouží o více než polovinu, čímž se sníží spotřeba vody a dopad na životní prostředí a také se sníží problémy s bezpečností zaměstnanců. Výstupní teplota chladicí vody se výrazně snížila a nebyl pozorován žádný růst řas. Spotřeba energie byla čistá snížena o 3 kW:
Kromě toho byl na zpětný tok hlavní sběrné nádrže instalován regulátor vodivosti a byl instalován korozní závěsný držák pro detekci rychlosti koroze různých kovů. Při prvním spuštění systému byl kondenzátor podroben vynikající pasivační úpravě. Když je systém pasivován a provozován podle požadavků, mohou výsledky splňovat všechny očekávané požadavky:
a. Míra koroze nižší než průmyslové standardy: nízkouhlíková ocel a galvanizovaná ocel<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bbMikrobiální růst byl také dobře inhibován; Ve srovnání se starým systémem chemického ošetření používaným dříve se počet aerobních bakterií (celkový počet kolonií) snížil o 80 % (CFU/ml). Díky několika vizuálním pozorováním nevznikla žádná špína.
ccVe srovnání s konvenčními metodami chemického čištění uživatelé dosáhli úspory vody více než 1000 m³ za rok. Roční úspora nákladů přesahuje 100 000 RMB a doba návratnosti investice celého projektu je 12 měsíců.
(2) Chladicí voda na úpravu Jinhua Yonghe (200 m³/h)
Účel projektu:
Snížit a/nebo se vyhnout chemické úpravě vody chladicí věže v chladicím systému závodu, snížit vypouštění chemikálií do životního prostředí a zlepšit bezpečnost práce snížením úpravy škodlivých látek.
Výsledek projektu:
1) Po instalaci systému úpravy cirkulující vody bez chemických látek do systému chladicí věže byly získány následující výsledky:
2) Vyhněte se použití toxických a škodlivých chemických prostředků (fungicidů, prostředků na odstraňování řas a inhibitorů koroze) v systému chladicí a chladicí věže.
3) Spotřeba vody odpařovací chladicí věže byla snížena o 40 % a mělo to dopad na přítok a domovní odpadní vodu továrny.
4) Snižte množství změkčené vody používané v chladicí věži, čímž se sníží množství použitého změkčovače.
5) Zlepšit pracovní prostředí pro pracovníky.
6) Továrna ušetří asi 120 000 RMB ročně.
7) Doba návratnosti tohoto projektu je kratší než jeden rok.