Накип і корозія вплинули на систему охолодження. Через дедалі серйозніші екологічні проблеми стає все важче довести законність використання хімічних реагентів для запобігання цим проблемам.
1.вступ
Нанобульбашки використовувалися в багатьох інженерних, екологічних, біологічних і медичних додатках, і повідомлялося про багато корисних результатів. Хоча ці переваги іноді перевищують наукові міркування про виникнення нанобульбашок. Частинки та бульбашки розміром менше 1 мікрона є нанобульбашками. Нанобульбашки можна виміряти за допомогою аналогічних методів, таких як динамічне розсіювання світла; Газ у нанобульбашках сконцентрований і перебуває під високим -тиском, і газ переноситься в навколишню рідину, доки рідина не насититься газом і не втратить градієнт концентрації або внутрішній тиск нанобульбашок не врівноважується з тиском рідини. Ці гази змінюють хімічне середовище навколишньої рідини.
2. Фізичні та хімічні властивості нанобульбашок
a.Тривалий час перебування у воді
b.Хороша стійкість у воді
c.Може діяти як інгібітор корозії та як захисне покриття
Нанобульбашки можуть сильно впливати на потік рідин уздовж мікрошорстких, але гідрофобних поверхонь. Тривалість життя нанобульбашок, прикріплених до поверхні, може становити кілька годин, днів і місяців, і вони можуть витримувати температури, близькі до кипіння. Крім того, за допомогою «закріплення» нанобульбашки можуть довше залишатися на шорстких поверхнях. Як тільки на поверхні сталі з’являться нанобульбашки, сила тертя на поверхні сталі може зменшитися. Довжина ковзання буде збільшуватися зі збільшенням покриття поверхні, а контактний кут нанобульбашок на шорстких поверхнях зменшуватиметься. Внаслідок ерозії/корозії сталі тертя стінок зменшиться, а змочуваність шорстких сталевих поверхонь підвищиться. Після безперервного введення нанобульбашок довжина ковзання ще більше збільшується, коли нанобульбашки покривають більшу частину сталевої поверхні. Таким чином, поверхневі нанобульбашки діють як матеріали покриття на сталевій поверхні, що забезпечує наступні ефекти
(1) Перешкоджання корозії шляхом збільшення довжини ковзання
(2) Діючи як бульбашки, він запобігає впливу кислих теплових рідин на активний інтерфейс
d.Сприяє утворенню кремнезему
Діоксид кремнію, який зазвичай міститься в охолоджувальній воді, може осідати нанобульбашками, які є дуже щільними та допомагають пригнічувати корозію металу в кислих рідинах.
Осадження аморфного кремнезему часто зустрічається на електростанціях, де рідина швидко охолоджується під час виробничого процесу. Ця проблема кремнезему настільки ж важлива, як і корозія металу. За помірних температур на електростанціях низько{2}}вуглецева сталь схильна до утворення накипу та корозії. Крім того, деякі дослідження також виявили, що як тільки утворюється початковий шар опадів аморфного кремнезему, це може перешкоджати подальшій реакції між поверхнею сталі нижче та гарячою рідиною. Таким чином, осад кремнезему справді може відігравати важливу роль у пригніченні корозії в кислих середньотемпературних гарячих рідинах.
Враховуючи певний припуск на корозію та 20-річний термін служби, прийнятна швидкість корозії матеріалу зазвичай вважається меншою за 0,1 міліметра на рік. Проте корозія є дуже сильною в кислих гарячих рідинних середовищах, коливається від кількох міліметрів на рік у помірних рідинних середовищах до понад 100 міліметрів на рік у середовищах з високою температурою та високою швидкістю рідини. Таким чином, регулювання pH є одним із найбільш часто використовуваних методів для придушення цієї сильної корозії, але воно також може легко змінити хімічні властивості рідини, потенційно створюючи небажані продукти. Навпаки, ми виявили, що нанобульбашки, як хімічно безпечна, екологічно чиста, проста у використанні та недорога добавка, мають хороші ефекти інгібування корозії, можливо досягнуті, діючи як газові покриття та сприяючи невеликому випаданню кремнезему на сталі.
e.Має функцію стерилізації та очищення
Нанобульбашки несуть негативні заряди та агрегують позитивні (+) речовини. Маленькі бульбашки виконують різні функції, такі як видалення масла, відшарування осаду між входом і очищенням об’єктів, а також сила та ударна хвиля, коли бульбашки розриваються.
Однією з головних переваг нанобульбашок є їх висока очисна здатність. Механізм очищення розглядається наступним чином:
Під час очищення забруднень, прикріплених до поверхні кремнієвих пластин, сила та ударна хвиля, коли бульбашки лопаються, значно посилюють силу очищення за допомогою струменя надчистої води, що містить UFB (над-дрібні бульбашки/нанобульбашки).
Нанобульбашки проникають в масло і проникають між межами клейкої поверхні, демонструючи знежирюючий ефект відділення та видалення масла. Крім того, він може проникати у вузькі простори між об'єктами, що знаходяться в тісному контакті один з одним. Коли нанорозмірні бульбашки зливаються в мікробульбашки, мікробульбашки можуть діяти як клини, щоб розділити їх. Ці властивості підвищують очисну здатність. В даний час використовується для чищення побутових ванних/душових, посуду та деталей машин. Також має високу бактерицидну дію. Не тільки бактерії, прикріплені до поверхні, але маленькі бульбашки також можуть проникати в тіло креветки і стерилізувати її. У водопровідній воді та атмосфері майже 90% бактерій успішно стерилізуються маленькими бульбашками.
Експеримент порівняння очищення (чиста вода проти нанобульбашкової чистої води): результати очищення кремнієвих пластин спреєм ультрачистої води
Характеристики високого тиску всередині наддрібних бульбашок були використані для експериментальної перевірки впливу хвиль тиску на видалення дрібних частинок на твердих поверхнях. Було виявлено, що всі дрібні частинки понад 1 мікрон були видалені, а частка змиваних ділянок досягла 92%.
3.Прямі вигоди, які приносить система
Потік нанобульбашок у системі, які несуть негативні заряди та можуть вивільняти вільні радикали, може ефективно видаляти існуючий бруд і запобігати накопиченню біоплівки, тим самим підвищуючи ефективність водонапірної вежі та приносячи такі переваги:
1. Зменшити масштабування конвеєра
2. Зменшити корозію трубопроводу
3. Підтримуйте чисту воду
4. Знизити попит на хімікати.
5. Підвищення ефективності теплопередачі може заощадити клієнтам до 30% витрат на енергію
6. Продовжити термін служби градирень
4.Знайомство зі спеціалізованим нанобульбашковим обладнанням для систем охолодження, розробленим JMFILTEC
Система очищення циркулюючої води без хімічних речовин розроблена технічними експертами в глобальних рішеннях для обробки гідравлічної кавітації, розроблена Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. для обладнання для мікроокислення та видалення накипу. Ця технологія пройшла численні патенти. Ми надаємо перевірені рішення для систем обробки трубопроводів, теплообмінників і газообмінних-рідинних систем, які можутьмаксимізувати ефективність роботи обладнання, безпеку та надійність.
Перевагами цієї системи для випарних конденсаторів є низька вартість, екологічність, забезпечення чистою водою та відсутність потреби в хімічних агентах,
Переваги для градирень: 50% зменшення поповнення води, 50% зменшення скиду стічних вод, запобігання забрудненню, біологічному забрудненню та корозії.
Використовується для трубопроводів гарячої води, він може вирішити проблему утворення накипу в трубопроводах з жорсткою водою.
Цей пристрій пройшов перевірку протягом 3 років у багатьох галузях.
1, Вирішено проблему забруднення ультрафільтраційних мембран і мембран зворотного осмосу в проекті опріснення.
2. Застосування в проектах MBR для очищення стічних вод і очищення шахтної води значно збільшує потік ультрафільтраційних мембран.
3. У проекті заводу з водопостачання, після застосування пристроїв проти засмічення та видалення накипу, процес флокуляції за допомогою флокулянтів було усунено, виробляючи повністю екологічно чисту та вільну від хімікатів питну воду, що значно зменшило експлуатаційні витрати.
4. Під час тесту на видалення накипу в градирні, окрім значного зменшення забруднення, також було усунено забруднення теплообмінника. Доведено, що технологія системи видалення накипу мікроокислення з системою фільтрації з карбіду кремнію є ефективною для знищення водоростей, окислення органічних речовин, видалення забруднення іонами кальцію та магнію та уповільнення корозії, повністю замінюючи традиційні методи очищення води. Він охоплює діапазон якості води для мембранної обробки, обробки питної води, гарячої води, заморожування, технологічного охолодження та HVAC (HVAC).
Інтегроване рішення для системи очищення циркулюючої води без хімікатів ефективно контролює накип, корозію та мікробне забруднення, водночас забезпечуючи безхімічний потік води, який можна повторно використовувати для питної води.
5.Принцип роботи
Безхімічна циркуляційна система очищення води. Через кавітацію утворюються нанобульбашки, які динамічно утворюються та руйнуються в рідинах. Бульбашки руйнуються через інтенсивні процеси, утворюючи гідроксильні групи. Завдяки внутрішньому тиску нанобульбашок, що перевищує 25 мПа, нанобульбашки діють як пісок, стираючись об труби, що протікають, щоб видалити бруд. Між тим, завдяки своїй гідроксильній групі, він може окислювати органічні речовини, вбивати бактерії, віруси та водорості. Після повного згортання температура пари всередині бульбашки може становити кілька тисяч градусів за Фаренгейтом, а тиск — кілька сотень атмосфер, вивільняючи достатньо енергії для знищення бактерій.
Система очищення води, що циркулює без хімікатів, прискорює воду через сопло, відхиляючись, створюючи надзвичайно високу відцентрову силу. Стінка труби покрита нашою-нанорозмірною плівкою з карбіду кремнію, а стиснений газ прорізається через плівку, щоб повністю змішати газ і воду. Завдяки високій -швидкості обертання всередині кавітаційної трубки створюється вакуум, де бульбашки розрізаються, утворюючи нанорозмірні бульбашки. Цей процес використовує енергію процесу кавітації та спрямовує енергію до потоку води відносно поверхні матеріалу. Цей контроль енергії є ядром системи, яка використовується для контролю забруднення та корозії. Ця технологія може досягти найнижчого споживання енергії в галузі з втратою напору 3-8 метрів для всієї системи.
Переваги безхімічних циркуляційних систем очищення води
①Система очищення води без хімікатів для придушення забруднення
1/32 дюйма бруду може знизити енергоефективність на 30%. У системі охолодження води, коли температура води підвищується, кальцій буде випадати з розчину та утворювати бруд на поверхні теплообмінника. Метод хімічної обробки намагається утримати іони кальцію в розчині, щоб запобігти утворенню кальцитного накипу, що збільшує споживання енергії та вартість. Система очищення циркулюючої води без хімікатів підвищує значення рН циркулюючої води, що ускладнює розчинення карбонату кальцію (CaCO3). Коли бульбашки утворюються та згортаються в кавітаційній камері, кінетична енергія та місцева температура змушують карбонат кальцію утворювати неклейкі тверді речовини CaCO3, які притягують розчинені іони кальцію та карбонату, а потім фільтрують їх із потоку води.
②Інгібування корозії в системах очищення води без хімікатів
Під час процесу зіткнення водяного потоку в кімнаті для обробки системи утворюється сильний вакуум (27,5-29,5 "Hg), який відокремлює розчинений CO2 від води та допомагає підтримувати значення рН у лужному середовищі. Зазвичай корозійні хімікати потрібні для очищення від бруду та бактерій, але вони не потрібні в системах очищення води, що циркулюють без хімікатів. Ця система пригнічує бактерії та допомагає запобігти будь-якій локальній корозії, спричиненій Мікроорганізми, широко відомі як система мікробної корозії (MIC), використовують інтегровану систему фільтрації для видалення твердих часток з охолоджувальної води, щоб підтримувати чистоту поверхні обладнання.
③ Система очищення циркулюючої води без хімікатів пригнічує бактерії
Надзвичайно високий тиск і висока температура, створювані керованою гідравлічною кавітацією, можуть фізично пошкодити бактерії та мікроорганізми. Мікроорганізми та бактерії можуть виробити стійкість до традиційних хімічних агентів, що вимагає частого коригування методів обробки. Однак використання циркулюючої системи очищення води без хімікатів не викликає таких проблем - бактерії не можуть змінюватися або витримувати фізичне навантаження під час проходження очисної камери системи.
6.Склад системи
Систему циркуляційної обробки води без хімікатів дуже зручно встановлювати, просто відкривши байпас, включаючи підключення бічного потоку до входу обладнання, підключення бічного потоку до випуску обладнання та підключення до резервуара для збору або резервуара для води градирні, випарного конденсатора, скрубера повітря або охолоджувача рідини. У байпасі вода проходить через кімнату обробки системи та повертається до раковини системи охолодження або збірного бака через байпас. Звичайно, також можна додати відповідні фільтри для видалення карбонату кальцію, що випав, разом з іншими залишками, які можуть спричинити забруднення та призвести до росту мікробів. Ефективна система очищення раковини направляє бруд і залишки до входу фільтра, підтримуючи чистоту системи охолоджувальної води.
Примітка. Завдяки структурі байпасу, навіть якщо виникне несправність, це не матиме впливу на весь пристрій
7.Випадки застосування
(1) Випадкове дослідження системи очищення циркулюючої води JMFILTEC без хімікатів
1)1) 240-тонна градирня JMFILTEC оснащена системою очищення циркулюючої води без хімікатів, яка може очистити бруд, який працює майже рік, лише за один місяць. Цикл заміни води подовжується більш ніж вдвічі, зменшуючи споживання води та вплив на навколишнє середовище, а також зменшуючи проблеми з безпекою працівників. Температура охолоджувальної води на виході значно знизилася, і зростання водоростей не спостерігалося. Споживання енергії було зменшено на 3 кВт:
Крім того, було встановлено контролер провідності на зворотному потоці головного збірного резервуару, а також встановлено корозійний підвісний кронштейн для визначення швидкості корозії різних металів. Під час першого запуску системи конденсатор був підданий чудовій пасивації. Коли система пасивована та працює відповідно до вимог, результати можуть відповідати всім очікуваним вимогам:
a.Швидкість корозії нижча за галузеві стандарти: низьковуглецева сталь і оцинкована сталь<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bbМікробний ріст також був добре пригнічений; У порівнянні зі старою системою хімічної обробки, яка використовувалася раніше, кількість аеробних бактерій (загальна кількість колоній) зменшилася на 80% (КУО/мл). Завдяки численним візуальним спостереженням бруд не утворився.
ccПорівняно зі звичайними методами хімічної обробки, користувачі досягли економії води понад 1000 м³ на рік. Річна економія коштів перевищує 100 000 юанів, а період повернення інвестицій всього проекту становить 12 місяців.
(2) Вода для охолодження Jinhua Yonghe (200 м³/год)
Мета проекту:
Зменшіть та/або уникайте хімічної обробки води градирні в заводській холодильній системі, зменшіть викид хімікатів у навколишнє середовище та підвищте безпеку праці шляхом зменшення обробки шкідливими речовинами.
Результат проекту:
1) Після встановлення системи очищення циркулюючої води без хімікатів у систему холодильної башти було отримано наступні результати:
2) Уникайте використання токсичних і шкідливих хімічних засобів обробки (фунгіцидів, засобів для видалення водоростей та інгібіторів корозії) у системі холодильного обладнання та градирні.
3) Споживання води випарною градирнею було зменшено на 40%, і це вплинуло на приплив і побутові стічні води заводу.
4) Зменшіть кількість пом’якшеної води, що використовується в градирні, тим самим зменшивши кількість використовуваного пом’якшувача.
5) Поліпшити робоче середовище для працівників.
6) Завод економить близько 120000 юанів щорічно.
7) Період повернення цього проекту менше одного року.