رسوب در برج خنك كننده به معني تغليظ و تجميع املاح و ناخالصي هاي موجود در آب برج خنك كن مي باشد. در برج خنك كننده، عمده خنك سازي توسط پديده تبخير انجام مي شود كه در حين انجام پديده تبخير تنها آب خالص به صورت بخار در مي آيد. بنابراين املاح و ناخالصيهاي آب، در آب باقيمانده تغليظ مي گردد. در ادامه اين مطلب براي روشن شدن مفهوم تغليظ املاح و مواد جامد درون آب، ابتدا بايستي با مفهوم سيكل تغليظ كه با علامت ( C ) نشان داده مي شود آشنا شويم و به بررسي انواع رسوب در برج خنك كننده و فرآيند تشكيل آن ها مي پردازيم.
كنترل رسوب در برج خنك كننده
سيكل تغليظ نسبت كنداكتيويته ( هدايت الكتريكي ) آب گرم ورودي به برج خنك كننده به كنداكتيويته آب جبراني مي باشد. به طور كلي كنداكتيويته بستگي به يونهاي موجود در آب دارد. به طور مثال اگر غلظت يون كلرايد در آب گرم ورودي به برج ۱۰۰ mg/lit باشد و غلظت آن در آب جبراني ۲۰ mg/lit باشد، سيكل تغليظ عدد ۵ خواهد بود. عملكرد برج خنك كننده با سيكل تغليظ بالا، باعث دستيابي به بسياري از فوائد اقتصادي و زيست محيطي مي گردد و همچنين باعث كاهش هزينه هاي عمليات آبي در برج خنك كننده مانند كاهش مصرف آب برج خنك كننده ، كاهش آب جبراني مورد نياز و كاهش مصرف مواد شيميايي مي گردد. زماني كه سيستم در سيكل تغليظ بالا كار مي كند و آب جبراني به برج نيز داراي مقادير املاح زياد است، همانطور كه اشاره شد بنابر رابطه سيكل تغليظ غلظت املاح و مواد جامد در آب چرخشي نيز زياد خواهد شد. بنابراين، ميزان رسوب در برج خنك كننده افزايش پيدا مي كند و براي جلوگيري از تشكيل رسوب بايستي مواد شيميايي كه اصطلاحا به آنها ضد رسوب گفته مي شود به آب تزريق مي گردد.
در برج خنك كننده خنك سازي توسط پديده تبخير انجام مي شود كه در حين انجام پديده تبخير تنها آب خالص به صورت بخار در مي آيد. بنابراين املاح و ناخالصيهاي آب، در آب باقيمانده تغليظ مي گردد كه باعث تغليظ و تجميع املاح و ناخالصي هاي موجود در آب و تشكيل رسوب در برج خنك كننده مي شود.
اين مواد شيميايي كه مانع از تشكيل رسوبات در قسمت هاي مختلف سيستم خنك كننده به خصوص مبدل هاي حرارتي مي گردند، بسيار گرانقيمت هستند، پس بايستي همواره ميزان زير آب برج خنك كننده كه به منظور كاهش املاح آب چرخشي مي باشد، كنترل شود. تشكيل رسوب در برج خنك كننده نه تنها باعث گرفتگي خطوط لوله دستگاه ها و مبدل هاي حرارتي مي شود، همچنين باعث كاهش بازده حرارتي مبدل ها نيز مي گردد.
انواع رسوب در برج خنك كننده
تركيباتي كه معمولا به صورت رسوب در سيستم هاي خنك كننده مشاهده مي شود به شرح زير است:
- كربنات كلسيم
- فسفات كلسيم و فسفات روي
- سيليكا و سيليكات مگنزيم
- سولفات كلسيم
فرآيند تشكيل رسوب در برج خنك كننده
در يك محلول رقيق و غيراشباع، مواد حل شونده بصورت يونها، يونهاي پيچيده و يا مولكول هاي تكي وجود دارد، در حاليكه در يك محلول غليظ و فوق اشباع بعضي از اين حل شونده ها با هم تركيب شده و هسته هاي رسوب را تشكيل مي دهند. پي اولين گام در تشكيل رسوب در برج خنك كننده ايجاد هسته رسوب مي باشد. با توجه به شرايط موجود در محلول و اندازه اين هسته ها ممكن است هسته ها دوباره در داخل محلول، حل شوند و يا اينكه به صورت يك كريستال رشد نمايد.
ميزان رشد كريستال بستگي به ميزان نفوذ يونهاي حل شده در آب در سطح كريستال و ميزان قرارگرفتن اين يونها در سطح كريستال دارد. نيروي محركه لازم براي جذب يونها در سطح كريستال و در نتيجه رشد كريستال رسوب همان تفاوت غلظت حل شونده ها ( يونها ) مابين كريستال و بالك سيال مي باشد. عواملي كه در ميزان نفوذ يونها در سطح كريستال تاثير مي گذارد شامل سرعت آب، دما و ويسكوزيته مي باشد. كريستال هايي كه تشكيل شده اند تمايل به تجمع با يكديگر دارند و تشكيل كريستال هاي بزرگتري مي دهند.
در مطلب بعدي ضمن معرفي انواع و مكانيزم هاي بازدارنده رسوب به بررسي اقدامات موثر در رسوب زدايي برج خنك كننده مي پردازيم.