انواع سختی گیر برج خنک کننده

در مقاله قبل با موضوع سختی گیر و کاربرد آن در برج خنک کننده از سایت ، در مورد سختی گیر در برج های خنک کننده و کاربردهای آن صحبت کردیم. اما در این مقاله قصد داریم تا در مورد انواع سختی گیر برج خنک کننده و نحوه کار هرکدام، مطالبی را بیان کنیم.

انواع سختی گیر کولینگ تاور

انواع سختی گیر برج خنک کن شامل

• سختی گیر رزینی
• سختی گیر مغناطیسی و الکترومغناطیسی
• سختی گیر الکترونیکی
• سختی گیر شیمیایی
• سختی گیری اسمز معکوس (RO)

می باشد که در ادامه این بخش به توضیح درباره هر یک می پردازیم.

سختی گیر رزینی

مراحل مختلف کاری و نحوه عملکرد سختی گیر در یک دستگاه سختی گیر رزینی، عبارت است از:

• سرویس (Service)
• بک واش (Backwash)
• مکش محول آب و نمک (Brine Draw)
• شستشوی آهسته (Slow Rinse)
• شستشوی سریع (Fast Rinse)

مرحله اول: سرویس (Service)

در زمانی که در حال کار و در مرحله سرویس است، یون های سدیم موجود در بستر رزین، جای خود را با یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب تعویض کرده و به این ترتیب، یون های کلسیم و منیزیم که منشاء تشکیل رسوب کربنات کلسیم و کربنات منیزیم هستند، از آب خارج می شوند. در برج خنک کننده کراس فلو جریان آب از بالای برج به سمت پایین پاشیده شده و هوا از قسمت پایین توسط یک فن یا پروانه در جهت عمود بر جریان آب دهش یا مکش‌شده و در این ارتباط جریان آب در سطح عرضی کولینگ تاور خنک می‌گردد.

به تدریج و به مرور زمان و با افزایش مقدار یون های کلسیم و منیزیم در بستر رزین، رزین به حالت اشباع رسیده و توان سختی گیری خود را از دست می دهد. از این زمان به بعد شاهد نشتی یون های کلسیم منیزیم در آب خروجی دستگاه خواهیم بود.این حالت معمولاً در حدود بازه 85%-90% ظرفیت نامی سختی گیر اتفاق می افتد و می بایست سختی گیر وارد فاز شستشو و احیاء شود.

بک واش دستگاه سختی گیر رزینی، از مهمترین مراحل شستشوی دستگاه محسوب می شود. دلیل این امر نیز این است که بستر رزین در زمانی که دستگاه سختی گیر در وضعیت سرویس قرار داشته، مدت زیادی تحت جریان مداوم آب از بالا به پایین بوده و به این ترتیب، بستر رزین کاملاً حالت فشرده پیدا کرده است.

در حالت بک واش، جهت جریان آب معکوس شده و آب در داخل سختی گیر از پایین به بالا حرکت می کند. این کار موجب انبساط بستر رزین و شناور شدن دانه های رزین شده و ضمن آماده سازی بهتر آنها برای احیا، ذرات معلق درگیر شده در داخل بستر رزین نیز از دستگاه سختی گیر خارج می شوند.

مدت زمان بک واش دستگاه سختی گیر، بین 5 تا 15 دقیقه (معمولاً 10 دقیقه) و با دبی بین 12 تا 30 متر بر ساعت (حاصل ضرب مترمکعب بر ساعت در سطح مقطع بستر با واحد متر مربع) بوده و حجم مخزن رزین می بایست به گونه ای باشد که بستر رزین بتواند به میزان 50 درصد انبساط داشته باشد.

نهایتاً زمانی بک واش به انتها می رسد که آب خروجی حاصل از بک واش، کاملاً تمیز و شفاف شده باشد.مهمترین مرحله احیای دستگاه سختی گیر رزینی، مرحله مکش محلول آب و نمک در ستون رزین است. میزان و غلطت محلول آب و نمک و کنترل فرآیند انجام احیا در این مرحله، تأثیر زیادی بر روی عملکرد رزین در مرحله سرویس بعدی خواهد داشت.

در این مرحله با وارد شدن محلول آب و نمک، فرآیند تبادل معکوس شده و یون های سدیم موجود در محلول، جایگزین یون های کلسیم و منیزیم جذب شده در بستر رزین می شوند.غلطت محلول آب و نمک می بایست در محدوده 8% تا 20% (معمولاً 10%) و با دبی 5/0 تا 1 gpm به ازای هر فوت مکعب رزین باشد.

• مدت زمان انجام عملیات مکش آب و نمک حدوداً بین 15 تا 60 دقیقه (معمولاً 25 دقیقه) به طول می انجامد.
• میزان نمک مورد استفاده برای احیای رزین حدوداً بین 60 تا 120 گرم به ازای هر لیتر رزین می باشد.

مرحله چهارم: شستشوی آهسته (Slow Rinse)

پس از انجام مکش آب و نمک و مدت زمان سپری شده، لازم است تا ستون رزین کاملاً شستشو داده شود تا محلول آب و نمک بصورت کامل از دستگاه سختی گیر خارج شود.

دبی شستشوی آهسته می بایست مشابه دبی مکش محلول آب و نمک باشد تا فرصت کافی برای گذر آب از درون رزین ها در ستون فراهم باشد. مدت زمان شستشوی آهسته حدوداً بین 15 تا 20 دقیقه تنظیم می شود.

در آخرین مرحله، لازم می باشد تا تمام املاح باقیمانده در ستون (شامل یون های کلراید و سختی) بصورت کامل از ستون رزین خارج شوند تا امکان قرار گرفتن مجدد دستگاه سختی گیر رزینی در وضعیت سرویس مهیا شود.

دبی شستشوی سریع دستگاه سختی گیر، مشابه دبی وضعیت سرویس (حدوداً بین gpm 3 – 5/1 به ازای هر فوت مکعب رزین) بوده و بین 25 تا 30 دقیقه زمان می برد.

سختی گیر مغناطیسی و الکترومغناطیسی

یکی از انواع سختی گیرهای رایج مورد استفاده در صنعت جهت تصفیه و از بین بردن املاح آب، سختی گیر مغناطیسی می باشد. امروزه سختی گیر مغناطیسی به دلیل تکنولوژی برتر نسبت به سایر سختی گیرها کاربرد فراوانی دارند. در این روش با استفاده از میدان های مغناطیسی و الکترومغناطیسی و بدون نیاز به مواد افزودنی مواد معدنی آب از بین می روند و یون زدایی آب رخ می دهد.

نحوه عملکرد سختی گیر مغناطیسی

در سختی گیر مغناطیسی که از تجهیزات گرمایش و موتورخانه به شمار می رود، مواد معدنی با قرار گرفتن در میدان مغناطیسی یون زدایی می شوند و در آب به حالت معلق در می آیند. این امر باعث می شود تماس مولکول های آب با یکدیگر کاهش پیدا کند، حلالیت آب زیاد شود که سبب حل شدن رسوبات قبلی در آب می شود و در نهایت از لوله خارج می شود.

در واقع می توان گفت با عبور آب از میدان مغناطیسی، جریان القایی باعث تغییر شکل یون ها می شود که این یون ها در آب شناور شده و تمایلی به رسوب شدن ندارند و همراه با جریان آب از لوله خارج می شوند. سختی گیر مغناطیسی بدون نیاز به مواد شیمیایی و افزودنی های دیگر سبب تغییرات فیزیکی در آب می شوند. تغییرات ایجاد شده در آب قبل و بعد از سختی گیر را در شکل زیر مشاهده می کنید.

انواع سختی آب در لوله های انتقال

بهتر است در مواقعی که سختی آب بیش از حد نرمال و جریان آب متلاطم است، از سختی گیر مغناطیسی استفاده نشود یا در کنار سختی گیر رزینی بکار برده شود تا بتوان به نتیجه مطلوبی دست یافت.

سختی گیر مغناطیسی برج خنک کننده

مزایای سختی گیر مغناطیسی

• کاهش استهلاک، افزایش عمر لوله ها و تجهیزات
• عدم نیاز به سرویس و نگهداری و کاهش هزینه های جانبی
• نصب بسیار آسان
• قیمت مناسب تر نسبت به سایر سختی گیرها
• عدم نیاز به مواد شیمیایی
• کاهش مصرف آب به دلیل عدم نیاز به شستشو و تخلیه سختی آب و بک واش
• بر کیفیت آب آشامیدنی مانند تغییر رنگ، بو و سایر عوامل هیچ گونه تاثیری نمی گذارند و باعث بهبود کیفیت و تصفیه آب آشامیدنی می شوند
• عدم نیاز به لوله کشی و سازگار با انواع لوله کشی (بر روی انواع لوله ها نصب می شوند)

نقاط ضعف سختی گیر مغناطیسی

• در سختی گیر مغناطیسی با فاصله گرفتن از میدان مغناطیسی اثرپذیری میدان مغناطیسی برای جداسازی یون ها و از بین بردن سختی آب کم می شود، به همین دلیل جهت تامین کل مدار و از بین بردن کامل سختی آب باید از چند سختی گیر مغناطیسی در کنار هم استفاده شود.
• سختی گیر مغناطیسی بر مدار قبلی و لوله کشی ها تاثیر ندارند و رسوبات قبلی مدار را حذف نمی کنند.

سختی گیر الکترونیکی

سختی گیر الکترونیکی دستگاهی است شامل مجموعه‌ای از سختی گیرهای فیزیکی بوده که به آن رسوب زدای الکترونیکی گفته می‌‌‌‌شود. رسوب گیر الکترونیکی با به‌ کار بردن میدان مغناطیسی بر آب و بدون کوچک ‌ترین تغییر شیمیایی در آن از از قبل تشکیل شده جلوگیری می ‌شود و به ‌مرور از بین می ‌برد.

ایجاد و القاء میدان مغناطیسی از طریق سختی گیری الکترونیکی سبب از ‌بین ‌رفتن توازن میان یون ‌های منفی و مثبت در آب شده و در نتیجه این ذرات بی‌تأثیر و معلق می ‌شوند و دیگر چسبندگی نسبت به سیستم لوله‌کشی ندارند. این سختی گیر از تجهیزاتی برای تصفیه آب بشمار می ‌رود که به بخش خارجی لوله حامل آب و یا لوازمی که نیاز به محافظت در مقابل رسوب دارند، نصب می ‌شود.

روش نصب آن به این صورت است که با استفاده از یک سیم به ‌راحتی دور لوله مانند یک سیم‌ پیچ پیچیده می ‌شود. برای پوشش اندازه لوله از ۸ تا ۱۲۵۰ میلی ‎متر طیف وسیعی از واحدها موجود است. برای نصب این دستگاه نیازی به برش لوله و یا لوله ‌کشی اضافی نیست.

هنگامی‌که اقدام به نصب کردید، شما دو سیم ‌پیچ سیمی دارید که دور لوله آب ورودی شما قرار گرفته ‌اند. نکته قابل ‌توجه این است که سختی شیمیایی آب از طریق الکترونیکی تغییر نمی ‌کند، بلکه مانع از تشکیل رسوب در سیستم تأسیسات می ‌شود.

سختی گیر اسمز معکوس

سختی گیر اسمز معکوس برج خنک کنندهطرز کار سختی گیر اسمز معکوس برج خنک کننده

سختی گیر شیمیایی

• سیستم سختی گیر شیمیایی ته نشین کننده

برای شستشوی البته کاربرد دارند. با عوامل سختی آب ترکیب شده و آن را نرم می کنند و باعث می شوند که کلسیم و منیزیم رسوب کنند و در شستشو دخالتی نداشته باشند. از معایب آن این است که آب را قلیایی کرده و ممکن است به پوست آسیب بزند. کارکرد درست برج خنک کننده انتقال حرارت در کاربری خود زمانی مشخص خواهد شد که دمای خروجی نزدیک ترین میزان خود به دمای وت بالب را پیدا نماید.

• سختی گیر شیمیایی غیر ته نشینی چیست

این روش از سختی گیر هم برای شستشوی البسه مناسب بوده و بر خلاف ته نشین کننده رسوبی تشکیل نمی شود. مکانیزم آن واکنش فسفات با کلسیم و منیزیم می باشد. از معایب آن قیمت بالا و همچنین عدم سازگاری با محیط زیست می باشد. در کل این سختی گیر های شیمیایی نه از نظر قیمت و نه از نظر سازگاری با محیط زیست مقرون به صرفه نیستند.