Afkalkning og korrosion har påvirket kølesystemet. På grund af de stadig mere alvorlige miljøproblemer bliver det stadig sværere at bevise legitimiteten af at bruge kemiske reagenser til at forhindre disse problemer.
1.Indledning
Nanobobler er blevet brugt i mange tekniske, miljømæssige, biologiske og medicinske applikationer, og mange gavnlige resultater er blevet rapporteret. Selvom disse fordele nogle gange overstiger den videnskabelige begrundelse bag forekomsten af nanobobler. Partikler og bobler mindre end 1 mikron er nanobobler. Nanobobler kan måles ved hjælp af lignende metoder, såsom dynamisk lysspredning; Gassen i nanoboblerne er koncentreret og i høj-tilstand, og gassen overføres til den omgivende væske, indtil væsken er mættet med gassen og mister koncentrationsgradienten eller nanoboblernes indre tryk er afbalanceret med væsketrykket. Disse gasser ændrer det kemiske miljø i den omgivende væske.
2. Fysiske og kemiske egenskaber ved nanobobler
a.Lang opholdstid i vand
b.God stabilitet i vand
c.Kan fungere som korrosionshæmmende og som beskyttende belægning
Nanobobler kan kraftigt påvirke strømmen af væsker langs mikro ru, men hydrofobe overflader. Levetiden for nanobobler knyttet til overfladen kan være flere timer, dage og måneder og kan modstå temperaturer tæt på kogepunktet. Derudover kan nanobobler ved hjælp af "pinning" holde sig på ru overflader i længere tid. Når der først kommer nogle nanobobler på ståloverfladen, kan friktionskraften på ståloverfladen falde. Sliplængden vil øges med øget overfladedækning, og kontaktvinklen for nanobobler på ru overflader vil falde. På grund af stålets erosion/korrosion vil vægfriktionen falde, og ru ståloverfladers fugtbarhed vil blive forbedret. Efter kontinuerlig indsprøjtning af nanobobler øges sliplængden yderligere, når nanoboblerne dækker en større del af ståloverfladen. Derfor fungerer overfladenanobobler som belægningsmaterialer på ståloverfladen, hvilket giver følgende effekter
(1) Inhibering af korrosion ved at øge glidelængden
(2) Ved at fungere som bobler forhindrer det den aktive grænseflade i at blive udsat for sure termiske væsker
d.Hjælper med at danne silicaudfældning
Siliciumdioxid, som almindeligvis er til stede i kølevand, kan udfældes af nanobobler, som er meget tætte og hjælper med at undertrykke metalkorrosion i sure væsker.
Udfældningen af amorf silica er almindelig i kraftværker, hvor væsken hurtigt afkøles under produktionsprocessen. Dette silica-afskalningsproblem er lige så vigtigt som metalkorrosion. Ved moderate temperaturer i kraftværker har lavt-kulstofstål tendens til at afskalere og korrodere. Derudover har nogle undersøgelser også fundet, at når først et første amorft silicaudfældningslag er dannet, kan det hindre yderligere reaktion mellem ståloverfladen under og den varme væske. Derfor kan silicapræcipitater faktisk spille en rolle i at hæmme korrosion i sure medium temperatur varme væsker.
I betragtning af en vis korrosionskvote og en levetid på 20-år anses den acceptable korrosionshastighed for materialet normalt for at være mindre end 0,1 millimeter pr. år. Korrosion er imidlertid meget alvorlig i miljøer med sure varme væsker, der spænder fra nogle få millimeter om året i moderate væskemiljøer til over 100 millimeter om året i miljøer med høj temperatur og høj væskehastighed. Derfor er pH-regulering en af de mest brugte metoder til at undertrykke denne stærke korrosion, men den kan også nemt ændre væskens kemiske egenskaber, hvilket potentielt kan producere uønskede produkter. I modsætning hertil fandt vi, at nanobobler, som et kemisk godartet, miljøvenligt, brugervenligt og billigt additiv, har gode korrosionshæmmende effekter, muligvis opnået ved at fungere som gasbelægninger og fremme let udfældning af silica på stål.
e.Det har funktionen til sterilisering og rengøring
Nanobobler bærer negative ladninger og samler positive (+) stoffer. Små bobler har forskellige funktioner, såsom oliefjernelse, løsrivelse af sediment mellem indgående og rensende genstande og kraften og stødbølgen, når bobler brister.
En af de største fordele ved nanobobler er deres høje renseevne. Rengøringsmekanismen betragtes som følger:
Når du renser de forurenende stoffer, der er knyttet til overfladen af siliciumwafers, øger kraften og stødbølgen, når boblerne brister, rensekraften i høj grad, når du bruger ultraren vandstråle indeholdende UFB (ultra-fine bobler/nanobobler).
Nanobobler trænger ind i olie og trænger ind mellem grænserne af den klæbende overflade og udviser en affedtende effekt ved adskillelse og oliefjernelse. Derudover kan den trænge ind i snævre rum mellem genstande i tæt kontakt med hinanden. Når bobler i nanoskala smelter sammen til mikrobobler, kan mikrobobler fungere som kiler til at adskille dem. Disse egenskaber øger rengøringsevnen. Bruges i øjeblikket til rengøring af husholdningsbadeværelser/brusere, service og maskindele. Det har også en høj bakteriedræbende effekt. Ikke kun bakterier knyttet til overfladen, men små bobler kan også trænge ind i rejens krop og sterilisere den. Med postevand og atmosfæren er næsten 90% af bakterierne med succes blevet steriliseret af små bobler.
Rengøringssammenligningseksperiment (rent vand vs. nanoboble rent vand): Resultater af rengøring af siliciumwafere med Ultra Pure Water Spray
Højtryksegenskaberne inde i ultrafine bobler blev brugt til eksperimentelt at verificere virkningen af trykbølger på fjernelse af små partikler på faste overflader. Det viste sig, at alle små partikler over 1 mikron blev fjernet, og andelen af vaskbare områder nåede 92%.
3.Direkte fordele fra systemet
Strømmen af nanobobler i systemet, som bærer negative ladninger og kan frigive frie radikaler, kan effektivt fjerne eksisterende snavs og forhindre biofilmakkumulering og derved forbedre effektiviteten af vandtårnet og bringe følgende fordele:
1.Reducer pipeline-skalering
2.Reducer rørledningskorrosion
3. Oprethold rent vandkvalitet
4.Reducer efterspørgslen efter kemikalier.
5. Forbedring af varmeoverførselseffektiviteten kan spare kunderne for op til 30 % af energiomkostningerne
6. Forlæng køletårnenes levetid
4.Introduktion til det specialiserede nanobobleudstyr til kølesystemer udviklet af JMFILTEC
Det kemiske frit cirkulerende vandbehandlingssystem kommer fra tekniske eksperter i globale hydrauliske kavitationsbehandlingsløsninger, udviklet af Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. til udstyr til mikrooxidation og kedelstensfjernelse. Denne teknologi har bestået flere patenter. Vi leverer gennemprøvede løsninger til rørledninger, varmevekslere og gas-væskeudvekslingsgrænsefladebehandlingssystemer, som kanmaksimere udstyrets driftseffektivitet, sikkerhed og pålidelighed.
Fordelene ved dette system til fordampningskondensatorer inkluderer lave omkostninger, miljøvenlighed, giver rent vand og intet behov for kemiske midler,
Fordele for køletårne: 50 % reduktion i vandpåfyldning, 50 % reduktion i spildevandsudledning, hæmning af begroning, biologisk forurening og korrosion.
Brugt til varmtvandsrørledninger kan det løse problemet med skalering i hårdtvandsrørledninger.
Denne enhed er blevet valideret i over 3 år i flere industrier.
1, Løste forureningsproblemet med ultrafiltreringsmembraner og omvendt osmosemembraner i afsaltningsprojektet.
2, Anvendelsen i MBR-projekter til spildevandsbehandling og MBR-projekter til rensning af minevand øger strømmen af ultrafiltreringsmembraner markant.
3, I vandanlægsprojektet er flokkuleringsprocessen med flokkuleringsmidler blevet elimineret efter at have vedtaget anti-tilstopnings- og afkalkningsanordninger, hvilket producerer fuldt grønt og kemikaliefrit drikkevand, hvilket reducerer driftsomkostningerne betydeligt.
4, I køletårnets afkalkningstesten blev besmudsningen af varmeveksleren, ud over at reducere tilsmudsningen betydeligt, også løst. Teknologien i dets mikrooxidationsafkalkningssystem med siliciumcarbidfiltreringssystem har vist sig at være effektiv til at dræbe alger, oxidere organisk materiale, fjerne calcium- og magnesiumionforurening og bremse korrosion, hvilket fuldstændig erstatter traditionelle vandbehandlingsmetoder. Det dækker vandkvalitetsområdet for membranbehandling, drikkevandsbehandling, varmt vand, frysning, proceskøling og HVAC (HVAC).
Den integrerede løsning til kemikaliefrit cirkulerende vandbehandlingssystem kontrollerer effektivt kalk, korrosion og mikrobiel forurening, samtidig med at den giver kemikaliefri vandstrøm, der kan genbruges til drikkevandsapplikationer.
5.Arbejdsprincip
Kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystem. Nanobobler genereres gennem kavitation, som dynamisk dannes og kollapser i væsker. Bobler kollapser gennem intense processer og danner hydroxylgrupper. På grund af det indre tryk fra nanobobler, der når over 25mPa, virker nanobobler som sand og gnider mod de strømmende rør for at fjerne snavs. I mellemtiden kan den på grund af sin hydroxylgruppe oxidere organisk materiale, dræbe bakterier, vira og alger. Når den er fuldstændig kollapset, kan temperaturen på dampen inde i boblen være flere tusinde grader Fahrenheit, og trykket kan være flere hundrede atmosfærer, hvilket frigiver nok energi til at ødelægge bakterier.
Det kemikaliefrit cirkulerende vandbehandlingssystem accelererer vandet gennem dysen, mens det afbøjes, hvilket genererer ekstrem høj centrifugalkraft. Rørvæggen er dækket med vores egenudviklede nanoskala siliciumcarbidfilm, og komprimeret gas skæres gennem filmen for at blande gassen og vandet fuldstændigt. Ved høj-rotation genereres et vakuum inde i kavitationsrøret, hvor bobler skæres til for at danne nanoskala bobler. Denne proces udnytter energien fra kavitationsprocessen og leder energien mod vandstrømmen i forhold til materialets overflade. Denne energistyring er kernen i det system, der bruges til at kontrollere tilsmudsning og korrosion. Denne teknologi kan opnå det laveste energiforbrug i branchen med et trykfald på 3-8 meter for hele systemet.
Fordele ved kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystemer
①Kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystem for at undertrykke tilsmudsning
1/32 tomme snavs kan reducere energieffektiviteten med 30 %. I kølevandssystemet vil der, efterhånden som vandtemperaturen stiger, kalk udfældes fra opløsningen og danne snavs på overfladen af varmeveksleren. Den kemiske behandlingsmetode forsøger at tilbageholde calciumioner i opløsningen for at forhindre dannelsen af kalksten, hvilket øger energiforbruget og omkostningerne. Det kemiske frie cirkulerende vandbehandlingssystem øger pH-værdien af det cirkulerende vand, hvilket gør det svært for calciumcarbonat (CaCO3) at opløses. Efterhånden som bobler dannes og kollapser i kavitationskammeret, driver kinetisk energi og lokal temperatur calciumcarbonat til at danne ikke-klæbende CaCO3-faststoffer, som tiltrækker opløste calcium- og carbonationer og derefter filtrerer dem ud af vandstrømmen.
②Korrosionshæmning i kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystemer
Under vandstrømmens kollisionsprocessen i systembehandlingsrummet dannes et stærkt vakuum (27,5-29,5 "Hg) område, som adskiller opløst CO2 fra vandet og hjælper med at opretholde pH-værdien i et alkalisk miljø. Normalt er der brug for ætsende kemikalier til at behandle snavs og bakterier, men de er ikke nødvendige i kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystemer og forhindrer lokalt cirkulerende vandbehandlingssystem. korrosion forårsaget af mikroorganismer, almindeligvis kendt som mikrobiel korrosion (MIC) Dette system bruger et integreret filtreringssystem til at fjerne faste partikler fra kølevandet for at opretholde en renhed på udstyrets overflade.
③Kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystem hæmmer bakterier
Det ekstremt høje tryk og høje temperatur genereret af kontrolleret hydraulisk kavitation kan fysisk skade bakterier og mikroorganismer. Mikroorganismer og bakterier kan udvikle resistens over for traditionelle kemiske midler, hvilket kræver hyppig justering af behandlingsmetoder. Brug af et kemisk frit cirkulerende vandbehandlingssystem har dog ikke denne bekymring. - bakterier kan ikke ændre eller tolerere fysisk stress, når de passerer gennem systemets behandlingskammer.
6.Systemsammensætning
Et kemikaliefrit cirkulerende vandbehandlingssystem er meget praktisk at installere, blot ved at åbne en bypass, inklusive en sidestrømsforbindelse til udstyrets indløb, en sidestrømsforbindelse til udstyrets udløb og tilslutning til opsamlingstanken eller vandtanken i køletårnet, fordampningskondensator, luftskrubber eller væskekøler. I en bypass passerer vandet gennem systemets behandlingsrum og returnerer til kølesystemets vask eller opsamlingsbeholder gennem bypasset. Der kan naturligvis også tilføjes matchende filtre for at fjerne det udfældede calciumcarbonat sammen med andre rester, der kan forårsage forurening og føre til mikrobiel vækst. Det effektive vaskerengøringssystem leder snavs og rester til filterets indløb og bibeholder kølevandssystemets renhed.
Bemærk: På grund af dens bypass-struktur, selv hvis der opstår en funktionsfejl, vil det ikke have en indvirkning på hele enheden
7.Ansøgningssager
(1) Casestudie af JMFILTEC's kemikaliefrit cirkulerende vandbehandlingssystem
1)1)JMFILTECs 240 tons køletårn er udstyret med et kemikaliefrit cirkulerende vandbehandlingssystem, som kan rense det snavs, der har kørt i næsten et år, på kun en måned. Vandskiftecyklussen forlænges med mere end halvdelen, hvilket reducerer vandforbruget og miljøpåvirkningen, samt reducerer medarbejdernes sikkerhedsproblemer. Kølevandets afgangstemperatur er faldet markant, og der er ikke observeret algevækst. Energiforbruget er netto reduceret med 3kW:
Derudover er der installeret en konduktivitetsregulator på returløbet af hovedopsamlingstanken, og der er installeret et korrosionshængende beslag til at detektere korrosionshastigheden af forskellige metaller. Ved den første opstart af systemet blev kondensatoren udsat for en fremragende passiveringsbehandling. Når systemet passiveres og drives efter krav, kan resultaterne opfylde alle forventede krav:
a. Korrosionshastighed lavere end industristandarder: lavt kulstofstål og galvaniseret stål<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bb Mikrobiel vækst er også blevet godt hæmmet; Sammenlignet med det gamle kemiske behandlingssystem, der blev brugt tidligere, er det aerobe bakterietal (samlet koloniantal) faldet med 80 % (CFU/ml). Gennem flere visuelle observationer blev der ikke dannet snavs.
ccSammenlignet med konventionelle kemiske behandlingsmetoder har brugerne opnået vandbesparelser på over 1000m³ om året. De årlige omkostningsbesparelser overstiger 100.000 RMB, og investeringsafkastperioden for hele projektet er 12 måneder.
(2) Jinhua Yonghe Treatment Cooling Water (200m³/time)
Projektformål:
Reducer og/eller undgå den kemiske behandling af køletårnsvand i fabrikkens køleanlæg, reducer udledningen af kemikalier til miljøet og forbedre arbejdssikkerheden ved at reducere behandlingen af skadelige stoffer.
Projektresultat:
1) Efter installation af det kemikaliefrie cirkulerende vandbehandlingssystem i køletårnssystemet, blev følgende resultater opnået:
2) Undgå at bruge giftige og skadelige kemiske behandlingsmidler (fungicider, midler til fjernelse af alger og korrosionsinhibitorer) i køle- og køletårnssystemet.
3)Vandforbruget i det fordampende køletårn er reduceret med 40 %, og det har haft indflydelse på fabrikkens tilstrømning og husspildevand.
4) Reducer mængden af blødgjort vand, der bruges i køletårnet, for derved at reducere mængden af blødgøringsmiddel.
5) Forbedre arbejdsmiljøet for arbejdere.
6) Fabrikken sparer omkring 120000 RMB årligt.
7) Returneringsperioden for dette projekt er mindre end et år.