کاربردهای ازن در برج خنک‌کننده

shamimsharifکاربرد ازن در برج های خنک کننده0 Comments

cooling-towers-cropped_0

تاریخچه استفاده از ازن در برج‌ خنک‌کننده

درانگلستان ازن از حدود ۱۴سال پيش مستقيما براي كنترل باكتريايي برج هاي خنك كننده به كار مي رود. اين تكنولوژي نخستين بار در آمريكا و آلمان شكل گرفت و ۲۰ سال است كه با موفقيت مورد استفاده قرار مي گيرد.   


 

ازن در برج های خنک کننده -شمیم شریف

عملکرد برج‌ خنک‌کننده

برج خنک­ کننده برای خنک کردن جریانی از آب عمل می­کند. در شکل زیر یک برج خنک­ کننده نوعی نشان داده شده و عملکرد بخش­های مختلف آن به اختصار نوشته شده:

نحوه  عملکرد برج های خنک کننده
نحوه عملکرد برج خنک کننده

 

برج خنک­ کننده به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می­کند و با تماس دادن هوای محیط با آب گرم، که موجب تبخیر بخشی از آب گرم شده می­شود، و آب را خنک می­کند، سپس این آب خنک شده به تجهیزاتی که به آب خنک نیاز دارند برگشت داده می­شود. معمولا مواد شیمیایی نظیر کلر و عوامل کیلیت­ساز[۱] برای کنترل رشد بیولوژیکی( که بیوفیلم نامیده می­شود) و رسوب افزوده می­شوند. کنترل بیوفیلم و رسوب در بازدهی انتقال حرارت برج نقش اساسی دارد. برای نگه­داشتن غلظت مواد شیمیایی و آلودگی در سطح مطمئن، آب به صورت دوره­ای تحت فرآیندی به نام blow down ازسیستم تخلیه می­شود.

 

کاربردهای ازن در برج خنک‌کننده

۱٫ کنترل رشد بیولوژیکی( جلبک)

ازن مي تواند در سيستم هاي خنك­كننده جايگزين همه ي تصفيه هاي شيميايي ميكروب­كش شود. ازن باکتری­ها را با تخریب دیواره سلولی­شان می­کشد که در این فرآیند میکروارگانیزم نمی­تواند ایمنی را توسعه دهد. ازن باقی­مانده با غلظت ۰٫۴ پی­پی­ام یا بیشتر مرگ صددرصدی میکروارگانیزم­هایی چون Pseudomonas fluorescens ( که تولیدکننده بیوفیلم است) در مدت۲ تا ۳ دقیقه را نشان داده است.

۲٫ کنترل رسوبات

پدیده دیگری که در برج خنک­کننده نیاز به عملیات دارد، انباشت مواد معدنی است. مواد معدنی همچون کلسیم و منیزیم که جامدات محلول در آب متداولی هستند، با دو روش حرارتی و زیستی دفع می­شوند. با تبخیر آب، مواد جامد محلول در آب باقی­مانده ته­نشین می­شوند. بیوفیلم نیز در دیواره­ها و اجزای برج شروع به شکل­گیری می­کند. درواقع بیوفیلم به عنوان چسب برای میکروکریستال­های مواد معدنی عمل می­کند. درطی زمان تجمع مواد آلی و غیرآلی موجب افزایش ضخامت رسوب می­شود. اگر بیوفیلم موجود باشد، ازن می­تواند رسوب را سست و حذف کند ولی اگر بیوفیلم وجود نداشته باشد، ازن در حذف رسوب ممکن است غیرموثر باشد. ثابت شده كه ازن مواد معلق را كاملا جدا مي­كند و بيوفيلم­ها و رسوب­هاي سطحي را از بين مي­برد.

۳٫ خوردگی

نگرانی مهم دیگر در نگهداری برج خنک­کننده خوردگی تدریجی قسمت­های مختلف برج است. بیشتر خوردگی برج­های خنک­کننده به دلیل باکتری­هایی است که شرایط را برای خوردگی میکروبیولوژیکی مساعد می­کنند. زمانی که مقادیر کافی و مناسب ازن تزریق شود، کنترل جمعیت میکروبی انجام می­شود. از طرف دیگر به دلیل اکسیدکنندگی بالا، ازن می­تواند خورنده باشد اما با این وجود به دلیل اینکه برای خاصیت میکروب­کشی فقط غلظت­های کم ازن مورد نیاز است و نیمه­عمر آن نیز کم می­باشد، تاثیرات خورندگی ازن به حداقل می­رسد.

 

در بررسی تاثیر ازن بر خوردگی در برج خنک‌کننده، غلظت ازن عامل مهمی می‌باشد بطوریکه در غلظت‌های پیشنهادی ازن موجب خوردگی نمی‌شود، ولی در غلظت‌های بالاتر ممکن است موجب خوردگی شود. در زیر جدولی از تاثیر ازن با دو غلظت متفاوت بر میزان خوردگی را مشاهده می‌کنید که در غلظت کمتر( پیشنهادی)، خوردگی را( نسبت به هوا) کاهش داده است.

 

میزان ازن موردنیاز

دز مورد نياز ازن در يك سيستم خنك­كننده به چند عامل بستگي دارد:

     ·  كيفيت آب

     ·  دما

     ·  ميزان چرخش آب

 

فواید استفاده از ازن در برج­های خنک­کننده

  • کاهش میزان آب مورد نیاز
  • کاهش مصرف انرژی
  • کاهش میزان مواد شیمیایی مورد نیاز
  • جلوگیری از رشد جلبک
  • میکروارگانیزم­های نسبت به ازن مقاوم نمی­شوند درحالیکه در زمان­های طولانی درمعرض قرارگیری با مواد شیمیایی دیگر این اتفاق می­افتد و مقاومت ایجاد می­شود
  • افزایش ایمنی به دلیل عدم نیاز به ذخیره­سازی
  • مطابقت با قوانین بین­المللی مانند EPA
  •  حذف عالی بیوفیلم
  • موثر در ازبین بردن میکروارگانیزم­هایی چون Legionella، E.coli، Listeria و غیره. 
  • جلوگیری از رسوب
  • افزایش بازده حرارتی به دلیل حذف رسوب و بیوفیلم
  • هيچ اثر معكوسي بر مواد به­كاررفته در برج­هاي خنك­ كننده ندارد

نمونه عملی

در زیر جدولی از مقایسه هزینه­های عملیاتی و میزان آب مصرفی در واحدهای برج خنک­کنندهUtility Annex  نشان داده شده که ظرفیت تولید ازن۶۰۰ گرم برساعت برای آن نصب شده است. استفاده از ازن به منظور نگهداری برج­های خنک­کننده پتانسیل خوبی برای صرفه­جویی­های بخش نگهداری و عملیات دارد.


[۱] Chelating agent

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *