La incrustación y la corrosión han estado afectando el sistema de enfriamiento. Debido a los problemas medioambientales cada vez más graves, resulta cada vez más difícil demostrar la legitimidad del uso de reactivos químicos para prevenir estos problemas.
1.Introducción
Las nanoburbujas se han utilizado en muchas aplicaciones de ingeniería, ambientales, biológicas y médicas, y se han informado muchos resultados beneficiosos. Aunque estos beneficios en ocasiones superan el razonamiento científico detrás de la aparición de las nanoburbujas. Las partículas y burbujas de menos de 1 micrón son nanoburbujas. Las nanoburbujas se pueden medir utilizando métodos similares, como la dispersión dinámica de la luz; El gas en las nanoburbujas se concentra y se encuentra en un estado de alta-presión, y el gas se transfiere al líquido circundante hasta que el líquido se satura con el gas y pierde el gradiente de concentración o la presión interna de las nanoburbujas se equilibra con la presión del fluido. Estos gases alteran el entorno químico del fluido circundante.
2.Propiedades físicas y químicas de las nanoburbujas.
a.Largo tiempo de residencia en agua.
b.Buena estabilidad en el agua.
c.Puede actuar como inhibidor de la corrosión y como revestimiento protector.
Las nanoburbujas pueden afectar fuertemente el flujo de fluidos a lo largo de superficies microrugosas pero hidrofóbicas. La vida útil de las nanoburbujas adheridas a la superficie puede ser de varias horas, días y meses, y pueden soportar temperaturas cercanas al punto de ebullición. Además, con la ayuda de "pinning", las nanoburbujas pueden permanecer en superficies rugosas durante más tiempo. Una vez que aparecen algunas nanoburbujas en la superficie del acero, la fuerza de fricción sobre la superficie del acero puede disminuir. La longitud del deslizamiento aumentará con el aumento de la cobertura de la superficie y el ángulo de contacto de las nanoburbujas en superficies rugosas disminuirá. Debido a la erosión/corrosión del acero, la fricción de la pared disminuirá y mejorará la humectabilidad de las superficies de acero rugosas. Después de la inyección continua de nanoburbujas, la longitud del deslizamiento aumenta aún más cuando las nanoburbujas cubren una mayor parte de la superficie del acero. Por lo tanto, las nanoburbujas superficiales actúan como materiales de recubrimiento en la superficie del acero, provocando los siguientes efectos
(1) Inhibir la corrosión aumentando la longitud del deslizamiento
(2) Al actuar como burbujas, evita que la interfaz activa quede expuesta a fluidos térmicos ácidos.
d.Ayuda a formar precipitación de sílice.
El dióxido de silicio, que suele estar presente en el agua de refrigeración, puede precipitarse mediante nanoburbujas, que son muy densas y ayudan a suprimir la corrosión del metal en fluidos ácidos.
La precipitación de sílice amorfa es común en las centrales eléctricas, donde el fluido se enfría rápidamente durante el proceso de producción. Este problema de incrustaciones de sílice es tan importante como la corrosión del metal. A temperaturas moderadas en las centrales eléctricas, el acero con bajo-carbono tiende a incrustarse y corroerse. Además, algunos estudios también han encontrado que una vez que se forma una capa inicial de precipitación de sílice amorfa, puede dificultar una mayor reacción entre la superficie de acero que se encuentra debajo y el fluido caliente. Por lo tanto, los precipitados de sílice pueden desempeñar un papel en la inhibición de la corrosión en fluidos calientes ácidos a temperatura media.
Considerando un cierto margen de corrosión y una vida útil de 20-años, generalmente se considera que la velocidad de corrosión aceptable del material es inferior a 0,1 milímetros por año. Sin embargo, la corrosión es muy severa en ambientes de fluidos ácidos y calientes, variando desde unos pocos milímetros por año en ambientes de fluidos moderados hasta más de 100 milímetros por año en ambientes de alta temperatura y alta velocidad de fluido. Por lo tanto, la regulación del pH es uno de los métodos más utilizados para suprimir esta fuerte corrosión, pero también puede cambiar fácilmente las propiedades químicas del fluido, produciendo potencialmente productos no deseados. Por el contrario, encontramos que las nanoburbujas, como aditivo químicamente benigno, respetuoso con el medio ambiente, fácil de usar y de bajo costo, tienen buenos efectos de inhibición de la corrosión, posiblemente logrados actuando como recubrimientos de gas y promoviendo una ligera precipitación de sílice sobre el acero.
e.Tiene la función de esterilización y limpieza.
Las nanoburbujas llevan cargas negativas y agregan sustancias positivas (+). Las burbujas pequeñas tienen varias funciones, como la eliminación de aceite, el desprendimiento de sedimentos entre los objetos que entran y se limpian, y la fuerza y la onda de choque cuando las burbujas se rompen.
Uno de los principales beneficios de las nanoburbujas es su alto poder de limpieza. El mecanismo de limpieza se considera el siguiente:
Al limpiar los contaminantes adheridos a la superficie de las obleas de silicio, la fuerza y la onda de choque cuando las burbujas estallan mejoran en gran medida la fuerza de limpieza cuando se utiliza un chorro de agua ultrapura que contiene UFB (burbujas/nanoburbujas ultra-finas).
Las nanoburbujas penetran en el aceite y penetran entre los límites de la superficie adhesiva, exhibiendo un efecto desengrasante de separación y eliminación de aceite. Además, puede penetrar en espacios estrechos entre objetos en estrecho contacto entre sí. Cuando las burbujas a nanoescala se fusionan en microburbujas, las microburbujas pueden actuar como cuñas para separarlas. Estas características potencian el poder de limpieza. Actualmente se utiliza para la limpieza de baños/duchas, platos y piezas de máquinas del hogar. También tiene un alto efecto bactericida. No sólo las bacterias adheridas a la superficie, sino también pequeñas burbujas pueden penetrar el cuerpo del camarón y esterilizarlo. Con el agua del grifo y la atmósfera, casi el 90% de las bacterias han sido esterilizadas con éxito mediante pequeñas burbujas.
Experimento de comparación de limpieza (agua pura frente a agua pura con nanoburbujas): resultados de la limpieza de obleas de silicona con agua pulverizada ultrapura
Las características de alta presión dentro de las burbujas ultrafinas se utilizaron para verificar experimentalmente el efecto de las ondas de presión en la eliminación de partículas pequeñas en superficies sólidas. Se descubrió que se eliminaron todas las partículas pequeñas de más de 1 micrón y la proporción de áreas lavables alcanzó el 92%.
3.Beneficios directos aportados por el sistema.
El flujo de nanoburbujas en el sistema, que transportan cargas negativas y pueden liberar radicales libres, puede eliminar eficazmente la suciedad existente y prevenir la acumulación de biopelículas, mejorando así la eficiencia de la torre de agua y aportando las siguientes ventajas:
1.Reducir el escalamiento de la tubería
2.Reducir la corrosión de las tuberías
3.Mantener la calidad del agua limpia
4.Reducir la demanda de productos químicos.
5.Mejorar la eficiencia de la transferencia de calor puede ahorrar a los clientes hasta un 30% de los costos de energía
6.Extender la vida útil de las torres de enfriamiento.
4.Introducción al equipo especializado de nanoburbujas para sistemas de refrigeración desarrollado por JMFILTEC
El sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos proviene de expertos técnicos en soluciones globales de tratamiento de cavitación hidráulica, desarrollado por Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. para equipos de microoxidación y eliminación de incrustaciones. Esta tecnología ha pasado múltiples patentes. Proporcionamos soluciones comprobadas para sistemas de tratamiento de interfaz de intercambio de gas-líquido y tuberías, intercambiadores de calor, que puedenMaximizar la eficiencia, seguridad y confiabilidad de la operación del equipo..
Las ventajas de este sistema para condensadores evaporativos incluyen el bajo coste, el respeto al medio ambiente, el suministro de agua limpia y la ausencia de necesidad de agentes químicos.
Ventajas para las torres de enfriamiento: 50% de reducción en la reposición de agua, 50% de reducción en la descarga de aguas residuales, inhibición de incrustaciones, contaminación biológica y corrosión.
Utilizado para tuberías de agua caliente, puede resolver el problema de incrustaciones en tuberías de agua dura.
Este dispositivo ha sido validado durante más de 3 años en múltiples industrias.
1, Resolvió el problema de contaminación de las membranas de ultrafiltración y membranas de ósmosis inversa en el proyecto de desalinización.
2, la aplicación en proyectos de MBR de tratamiento de aguas residuales y MBR de tratamiento de aguas de minas aumenta significativamente el flujo de membranas de ultrafiltración.
3, En el proyecto de la planta de agua, después de adoptar dispositivos antiobstrucción y desincrustación, se eliminó el proceso de floculación con floculantes, produciendo agua potable totalmente verde y libre de químicos, reduciendo significativamente los costos operativos.
4, en la prueba de desincrustación de la torre de enfriamiento, además de reducir significativamente la contaminación, también se resolvió la contaminación del intercambiador de calor. La tecnología de su sistema de desincrustación por microoxidación con sistema de filtración de carburo de silicio ha demostrado ser eficaz para matar algas, oxidar la materia orgánica, eliminar las incrustaciones de iones de calcio y magnesio y ralentizar la corrosión, reemplazando por completo los métodos tradicionales de tratamiento de agua. Cubre el rango de calidad del agua de tratamiento de membranas, tratamiento de agua potable, agua caliente, congelación, enfriamiento de procesos y HVAC (HVAC).
La solución integrada para el sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos controla eficazmente las incrustaciones, la corrosión y la contaminación microbiana, al tiempo que proporciona un flujo de agua libre de químicos que puede reciclarse para aplicaciones de agua potable.
5.Principio de funcionamiento
Sistema de tratamiento de agua con libre circulación de químicos. Las nanoburbujas se generan mediante cavitación, que se forman y colapsan dinámicamente en líquidos. Las burbujas colapsan mediante procesos intensos, produciendo grupos hidroxilo. Debido a que la presión interna de las nanoburbujas alcanza más de 25 mPa, las nanoburbujas actúan como arena, frotando contra las tuberías que fluyen para eliminar la suciedad. Mientras tanto, debido a su grupo hidroxilo, puede oxidar la materia orgánica, matar bacterias, virus y algas. Cuando está completamente colapsada, la temperatura del vapor dentro de la burbuja puede ser de varios miles de grados Fahrenheit y la presión puede ser de varios cientos de atmósferas, liberando suficiente energía para destruir las bacterias.
El sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos acelera el agua a través de la boquilla mientras la desvía, generando una fuerza centrífuga extremadamente alta. La pared de la tubería se cubre con nuestra película de carburo de silicio a nanoescala de desarrollo propio-y se corta gas comprimido a través de la película para mezclar completamente el gas y el agua. Mediante una rotación a alta-velocidad, se genera un vacío dentro del tubo de cavitación, donde se cortan las burbujas para formar burbujas a nanoescala. Este proceso utiliza la energía del proceso de cavitación y dirige la energía hacia el flujo de agua en relación con la superficie del material. Este control de energía es el núcleo del sistema utilizado para controlar la contaminación y la corrosión. Esta tecnología puede lograr el consumo de energía más bajo de la industria, con una pérdida de carga de 3 a 8 metros para todo el sistema.
Ventajas de los sistemas de tratamiento de agua con libre circulación de productos químicos
①Sistema de tratamiento de agua con libre circulación de productos químicos para suprimir la contaminación.
1/32 de pulgada de suciedad puede reducir la eficiencia energética en un 30%. En el sistema de agua de refrigeración, a medida que aumenta la temperatura del agua, el calcio precipitará de la solución y formará suciedad en la superficie del intercambiador de calor. El método de tratamiento químico intenta retener los iones de calcio en la solución para evitar la formación de incrustaciones de calcita, lo que aumenta el consumo y el costo de energía. El sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos aumenta el valor del pH del agua en circulación, lo que dificulta la disolución del carbonato de calcio (CaCO3). A medida que las burbujas se forman y colapsan en la cámara de cavitación, la energía cinética y la temperatura local hacen que el carbonato de calcio forme sólidos de CaCO3 no adhesivos, que atraen los iones de calcio y carbonato disueltos y luego los filtran fuera del flujo de agua.
②Inhibición de la corrosión en sistemas de tratamiento de agua con libre circulación de productos químicos.
Durante el proceso de colisión del flujo de agua en la sala de procesamiento del sistema, se forma un área de vacío fuerte (27,5-29,5 "Hg), que separa el CO2 disuelto del agua y ayuda a mantener el valor del pH en un ambiente alcalino. Normalmente, se necesitan productos químicos corrosivos para tratar la suciedad y las bacterias, pero no son necesarios en los sistemas de tratamiento de agua con circulación libre de químicos. Este sistema inhibe las bacterias y ayuda a prevenir cualquier corrosión localizada causada por microorganismos, comúnmente conocida como corrosión microbiana (MIC). Este sistema utiliza un Sistema de filtración integrado para eliminar partículas sólidas del agua de refrigeración para mantener la limpieza de la superficie del equipo. Este sistema de filtración es una configuración estándar para cada programa de tratamiento de agua con circulación libre de químicos.
③El sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos inhibe las bacterias
La presión extremadamente alta y la alta temperatura generadas por la cavitación hidráulica controlada pueden dañar físicamente las bacterias y los microorganismos. Los microorganismos y bacterias pueden desarrollar resistencia a los agentes químicos tradicionales, lo que requiere ajustes frecuentes de los métodos de tratamiento. Sin embargo, el uso de un sistema de tratamiento de agua con libre circulación de químicos no presenta esta preocupación: - las bacterias no pueden cambiar ni tolerar el estrés físico al pasar por la cámara de tratamiento del sistema.
6.Composición del sistema
Un sistema de tratamiento de agua con libre circulación de químicos es muy conveniente de instalar, simplemente abriendo un bypass, que incluye una conexión de flujo lateral a la entrada del equipo, una conexión de flujo lateral a la salida del equipo y una conexión al tanque de recolección o tanque de agua de la torre de enfriamiento, condensador evaporativo, depurador de aire o enfriador de líquido. En un bypass, el agua pasa a través de la sala de tratamiento del sistema y regresa al fregadero o tanque de recolección del sistema de enfriamiento a través del bypass. Por supuesto, también se pueden añadir filtros adecuados para eliminar el carbonato de calcio precipitado junto con otros residuos que pueden causar contaminación y provocar crecimiento microbiano. El eficiente sistema de limpieza del fregadero guía la suciedad y los residuos hacia la entrada del filtro, manteniendo la limpieza del sistema de agua de refrigeración.
Nota: Debido a su estructura de derivación, incluso si se produce un mal funcionamiento, no afectará a todo el dispositivo.
7.Casos de aplicación
(1) Estudio de caso del sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos de JMFILTEC
1)1)La torre de enfriamiento de 240 toneladas de JMFILTEC está equipada con un sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos, que puede limpiar la suciedad que ha estado funcionando durante casi un año en solo un mes. El ciclo de cambio de agua se extiende a más de la mitad, reduciendo el consumo de agua y el impacto ambiental, además de reducir los problemas de seguridad de los empleados. La temperatura de salida del agua de refrigeración ha disminuido considerablemente y no se ha observado crecimiento de algas. El consumo de energía se ha reducido neto en 3kW:
Además, se instaló un controlador de conductividad en el flujo de retorno del tanque de recolección principal y se instaló un soporte colgante de corrosión para detectar la velocidad de corrosión de diferentes metales. Durante la primera puesta en marcha del sistema, el condensador fue sometido a un excelente tratamiento de pasivación. Cuando el sistema se pasiva y opera según los requisitos, los resultados pueden cumplir con todos los requisitos esperados:
a.Tasa de corrosión inferior a los estándares de la industria: acero con bajo contenido de carbono y acero galvanizado<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bbEl crecimiento microbiano también ha sido bien inhibido; En comparación con el antiguo sistema de tratamiento químico utilizado anteriormente, el recuento de bacterias aeróbicas (recuento total de colonias) ha disminuido en un 80 % (UFC/ml). A través de múltiples observaciones visuales, no se generó suciedad.
ccEn comparación con los métodos de tratamiento químico convencionales, los usuarios han logrado un ahorro de agua de más de 1000 m³ por año. El ahorro de costos anual supera los 100.000 RMB y el período de retorno de la inversión de todo el proyecto es de 12 meses.
(2) Agua de refrigeración del tratamiento Jinhua Yonghe (200 m ³/h)
Propósito del proyecto:
Reducir y/o evitar el tratamiento químico del agua de las torres de enfriamiento en el sistema de refrigeración de la fábrica, reducir la descarga de químicos al medio ambiente y mejorar la seguridad laboral al reducir el tratamiento de sustancias nocivas.
Resultado del proyecto:
1) Después de instalar el sistema de tratamiento de agua con circulación libre de químicos en el sistema de la torre de enfriamiento, se obtuvieron los siguientes resultados:
2) Evite el uso de agentes de tratamiento químico tóxicos y nocivos (fungicidas, agentes de eliminación de algas e inhibidores de corrosión) en el sistema de refrigeración y torre de enfriamiento.
3) Se ha reducido un 40% el consumo de agua de la torre de refrigeración evaporativa, lo que ha repercutido en los aportes y aguas residuales domésticas de la fábrica.
4)Reduzca la cantidad de agua ablandada utilizada en la torre de enfriamiento, reduciendo así la cantidad de ablandador utilizado.
5)Mejorar el ambiente laboral de los trabajadores.
6) La fábrica ahorra alrededor de 120.000 RMB al año.
7) El período de retorno de este proyecto es inferior a un año.