بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
حذف سیلیس از آب برج خنک کننده نیروگاه حرارتی مس سرچشمه و بازیافت آب بلودان و جلوگیری از ورود رسوبات به سد رسوبگیر ومانع شدن از آلودگی محیط زیست
چکیده
اساس کار نیروگاههای حرارتی بر مبنای تبدیل انرﮊی حرارتی حاصل از سوخت ذغال سنگ، گاز، مازوت و سایر فراوردههای نفتی و یا انرﮊی حرارتی حاصل از فعل و انفعالات هسته ای به انرﮊی الکتریکی می باشد. نیروگاه حرارتی، انرﮊی الکتریکی را توسط توربو ﮊنراتور (سیستمهای وابسته به هم، مبدلهای حرارتی و یک برج خنک کننده ) تولید میکند و هر عاملی که سبب پایین آمدن راندمان فعالیت دستگاههای یاد شده شود کل سیستم را تحت الشعاع قرار می دهد. با توجه به آنالیزهای انجام شده بر روی آب خام برج خنک کننده این حقیقت ثابت شد که عمده رسوبات در تجهیزات نیروگاه و جداره لوله ها از نوع سیلیسی می باشد در نتیجه، این پژوهش به منظور کم کردن و یا حذف این نوع رسوبات از آب خام و کاهش blow down و make up انجام گردید.
بدین منظور به مدت چند ماه هرروز از آب خام نمونه برداری شد و نمونه ها آنالیز گردیدند و با محاسبه اندیس های لانجلیر و رایزنر رسوب گذار بودن شدید آب برج تایید گردید. روش های زیادی در جهت برطرف کردن رسوبات سیلیس مورد آزمایش قرار گرفت ولی با توجه به شرایط خاص برج خنک کننده مجتمع مس سرچشمه نرم کردن آب خام به روش سرد جوایگوی مشکل سیلیس بود به همین علت در جهت کنترل مقدار رسوب سیلیس در برج خنک کننده روش بالا پیشنهاد گردید. این تحقیق مقدار سیلیس آب را از ppm٩٠به ppm٥٥ تقلیل داد و بالطبع مقدار make up آب خام را نیز از m3/hr ٨٥ به m3/hr٧٠ و همچنین مقدار بلودان هم از m3/hr ٣٥ m3/hr ٢٠ کاهش داده شد.
وازه های کلیدی: برج خنک کننده، سیلیس، بازیافت بلودان،سختی دائم، سختی موقت
١‐ مقدمه
١‐١‐ حذف سیلیس ]١[
سیلیس از نظر فراوانی در خاک مقام دوم را داراست. و در حدود ٧/٢٧ ٪ پوسته جامد زمین را تشکیل میدهد. یک ترکیب مهم و فراوان سیلیس که در آبها دیده میشود عبارت است از دی اکسید سیلیس یا سیلیکا. در طبیعت هم سیلیکا به صور مختلف مشاهده می شود که یکی از معمولی ترین فرم آن شن سیلیسی است مقدار سیلیکا در آبهای طبیعی ppm١٠٠-١ است سیلیکا را در آب به صورت کلوییدی در نظرمیگیرند و این بدان علت است که با مواد جاذب سطحی چون اکسید منیزیم یا هیدروکسید فریک رفتاری چون جذب سطحی مواد کلوییدی دارد در غلظتهای زیاد بیش از ppm ٥٠ ، دیگر قوانین جذب سطحی صادق نیستند و چنین به نظر میرسد که واکنش شیمیایی منجر به ایجاد رسوب، اتفاق می افتد کنترل غلظت سیلیکا در نیروگاهها بسیار مهم است. با پیشرفت تکنولوﮊی نیروگاهها، حد مجاز غلظت سیلیکا به مرور زمان
کمتر شده است زیرا برای کاهش هزینه نیروگاه مجبورند که فشار بخار را هر چه بیشتر افزایش دهند و هر چه فشار بخار افزایش یابد، دردسر سیلیکا بیشتر خواهد شد. رسوب سیلیکا روی پره های توربین نیروگاهها، علاوه بر آنکه هزینه تمیز کردن را افزایش میدهد، باعث کاهش قابل توجهی در راندمان نیروگاهها میگردد.
٢‐١‐ روشهای نرم کردن آب
در فرآیندهای ته نشینی، مواد زاید محلول در آب را به صورت نامحلول در آورده تا به صورت رسوب تهنشین شوند و یا به اصطلاح آب را توسط روشهایی نرم می کنندمهمترین روشهای نرم کردن آب عبارتند از:
الف : روش آهک زنی آهک زنی به سه روش انجام می گیرد.]١[
١- نرم کردن به روش سرد ٢- نرم کردن به روش گرم ٣- نرم کردن به روش داغ
ب : روش Lime – Soda Treat ج:Ion exchange
٢‐ روش تحقیق
با توجه به هدف این پروﮊه که کم کردن مقدار رسوبات سیلیسی در آب خام ورودی به برج خنککننده میباشد جهت تشخیص مواد شیمیایی مورد نظرو غلظت آنها در جهت اهداف پروﮊه، دقیقترین روش در آنالیز پارامترها بکار گرفته شد.
با محاسبه اندیس های لانجلیر و پایداری رایزنر رسوبگذار بودن شدید آب برج تایید می شود که نتایج به صورت زیر می باشد.
در حالیکه اندیس اشباع لانجلیر باید در محدوده ٨/٠ تا ٤/٠ و اندیس پایداری رایزنر در محدوده ٧-٦ باشد اما همانطور که مشاهده میشود اندیس لانجلیر در مورد آب برج ٧/١ و پایداری رایزنر برج کمتر از ٦ میباشد که این اعداد نشاندهنده رسوبگذار بودن شدید آب برج بوده و همچنین نتیجه گرفته میشود که علاوه بر رسوبات سیلیسی، رسوبات دیگر نیز بر جداره لولههای انتقال، تشکیل شده که خود به تشکیل رسوبات سیلیس کمک مینماید. لذا باید آب برج را ابتدا از حالت رسوبگذار بودن شدید دور نموده ، سپس مواد سیلیسی را به گونه ای کنترل نمود که رسوبات سیلیسی تشکیل نشود.
با توجه به رسوبگذار بودن شدید آب برج، لازمه به اجرا در آمدن روش بهره برداری در سیکل غلظتی پایین درین دادن زیاد آب گردشی میباشد به عبارتی سیکل غلظتی را باید در حدی پایین نگهداشت که در PH <7.5 سیلیس از ppm٢٠٠ و درPH>7.5 از ppm١٠٠ تجاوز ننماید. قرار گرفتن در محدوده PH<7.5 باعث خورنده شدن آب سیستم شده که قابل اجرا نیست و برقرار کردن PH > 7.5 در حدی بلودان می طلبد که در مقایسه با سیلیس آب خام که حدود٩٠ میباشد سیستم از حالت سیستم کولینگ فعلی خارج شده و یک سیستم گذرا را بوجود می آورد که در هر دو صورت اشکال اجرایی دارد.]٤[
جهت کاهش سیلیس آب خام چندین مرحله آزمایش درجهت بهینه سازی مواد مورد استفاده انجام گرفت در تمام مراحل از دستگاه جارتست استفاده شد و آزمایشات با مقادیر متفاوت و زمانهای مختلف وتکرار زیاد انجام پذیرفت.
١‐٢‐ بهینه سازی آهک
جدول (٢): نتایج نهایی بهینه سازی آهک
