بخشی از مقاله
چکیده
از مهمترین مشکلات آب برج خنک کننده گردشی تر مصرف آب جبرانی بالا و جهت کاهش مشکلات بیولوژیکی و خوردگی و رسوب گذاري از تعداد و مقدار زیادي از مواد شیمیایی بازدارنده پایه معدنی و آلی استفاده می کند مصرف زیاد آب می تواند باعث تغییر کمی منابع از جمله افت سطح آبخوان در مناطق صنعتی به دلیل برداشت بی رویه از آبخوان مورد استحصال گردد .
و مصرف تعداد و مقدار زیادي از مواد شیمیایی بازدارنده میتواند علاوه بر آلودگی هاي درزمان تهیه مواد اولیه و در زمان پروسه ساخت با وارد شدن این مواد شیمیایی متنوع وپایداردر آب با توجه به وجود مواد مغذي مانند ترکیبات ارتوفسفات تغییراتی در اکوسیستم آبی منطقه شود ونیز می تواند تغییر کیفی آبهاي زیر زمینی در اثر نشت پساب بلودان به سفره هاي زیر زمینی و افزایش برخی پارامترهاي شیمیایی از جمله کلراید, سولفات, سدیم نیز گردد و از لحاظ اقتصادي نیز هزینه ها را نیز افزایش دهد با ساخت یک مجموعه کامل برج خنک کن در مقیاس نیمه صنعتی که مجهز به رك خوردگی و رسوب گذاري و مبدل حرارتی می باشد. این داده ها به صورت تجربی بدست آمد .در این پایلوت از یک پکیج ازن زنی با تولید 20 گرم در ساعت استفاده شد. روش متداول کلر زنی و مواد بازدارنده با روش جدید ازن زنی در دو دوره چهل و پنج روزه با هم مقایسه شد .
با توجه به عامل محدود کننده کلراید در سیستم و استفاده از آب چاه با اندازه گیري بلودان یصص مصرف آب در روش جدید ازن زنی کاهش یافت و مواد خوردگی یتخ , مواد رسوب گذاري یتخ , بایوساید غیر اکسنده و کلر و ماده به طور کامل حذف شد و با اندازه گیري خقه آب غwپw 2پئB در روش ازن زنی میزان آن به یک ششم مقدار آن در کلر زنی رسید .
در این تحقیق روش ازن زنی نسبت به کلرزنی میزان کاهش آهن محلول 97/5 درصد شد .همچنین کاهش میزان کدروت آب برج خنک کن با استفاده از روش ازن زنی 70 درصد کاهش داشت .
با جایگزینی گندزداي قوي ازن به جاي کلر و بایوساید هاي غیر اکسنده پایه آلی بدلیل موثر تر بودن در از بین بردن بایوفیلم ها و میکروارگانیسم ها و کمک غیر مستقیم به فرایند جلوگیري مسائل خوردگی و رسوب گذاري و کاهش کدروت و آهن گردشی آب و همچجنین بدلیل ناپایداري و تبدلیل ازن پس از چند دقیقه به گاز اکسیژن, باعث افزایش سیکل تغلیظ و کاهش مصرف آب و باعث حذف تعدادي از مواد بازدارنده و کاهش قابل ملاحظه تعدادي ازمواد شیمیایی دیگر می گردد .و با مقایسه هزینه ها در زمان سه سال در مقیاس صنعتی مورد نظر هزینه بر گشت داده می شود .
مقدمه :
از مهمترین مشکلات آب برج خنک کننده گردشی تر مصرف آب جبرانی بالا است. مصرف زیاد آب می تواند باعث تغییر کمی منابع از جمله افت سطح آبخوان در مناطق صنعتی به دلیل برداشت بی رویه از آبخوان مورد استحصال گردد. جهت کاهش مشکلات بیولوژیکی و خوردگی و رسوب گذاري از تعداد و مقدار زیادي از مواد شیمیایی بازدارنده پایه معدنی و آلی استفاده میگردد. مصرف تعداد و مقدار زیادي از مواد شیمیایی بازدارنده میتواند علاوه بر هزینه اقتصادي بالاي آن، ورود این مواد شیمیایی متنوع و پایدار در آب، با توجه به وجود مواد مغذي مانند ترکیبات اورتوفسفات تغییراتی در اکوسیستم آبی منطقه شود.
کاهش مصرف آب در صنایع امروزه اهمیت زیادي دارد و فواید اقتصادي براي صنعت و جامعه ایجاد می کند. از کار افتادن صنایع از ناحیه مشکلات برج خنک کاري می تواند هزینه هاي اقتصادي را در بر داشته باشد . از طرفی مسئولین محیطزیست جهانی و محلی تاکید بر استفاده از مواد کم خطرتر و ناپایدار در صنایع را تاکید می کنند. عدم کنترل مسائل خوردگی و رسوبگذاري میتواند ضررهاي فنی، ایمنی و اقتصادي زیادي به صنعت وارد نماید. هدف از ارائه این مقاله ارائه راه حلی جهت کاهش آلودگی آب دوریز و کاهش مقدار آن و همچنین تاثیرات مثبت ماده ازن در کیفیت آب برج هاي خنک کن تر است .
ازن یک گندزداي اکسیدکننده قوي تر از کلر می باشد و داراي خصوصیات منحصربه فردي می باشد.
استفاده از ازن در برجهاي خنک کننده براي اولین بار در سال 1980 در برج هاي خنک کن آمریکا انجام شد.
- کاربرد ازن در برجهاي خنککاري نیروگاههاي آمریکا که از سال 1985شروع گریده است، تاثیرات کاهش مصرف آب و انرژي و مواد شیمیایی مصرفی و همچنین مسائل کاهش آلودگیهاي زیست محیطی در آن آورده شده است.
- در تحقیق کاربردي دیگر کاربرد ازن در برج خنک کن توسط سازمان فضایی کندي انجام گردیده است. در سال 2005این تحقیق توسط حپ عغعشAخ و همکاران در سازمان فضایی امریکا انجام دادهاند. در این تحقیق با نگهداري میزان ازن در غلظت 0/1 میلیگرم در لیتردر آب گردشی برج، میتوان 10-20 درصد میزان راندمان انرژي و بین 50-30 درصد آب دورریز را در برج هاي خنککاري بهبود بخشید.
کار مطالعاتی بر روي برج خنک کن پالایشگاه تهران که در سال 1389 توسط دکتر عطایی انجام شد که با بکار بردن ازن و تغییردر نوع پرکننده هاي و قطره گیرهاي برج هاي خنک کن جهت تصفیه آب برج ها می تواند باعث افزایش راندمان انرژي و کاهش مصرف آب و مواد شیمیایی گردد.
-مهمترین تحقیق در مورد ازنزنی در ایران به صورت آزمایشگاهی با عنوان بررسی تصفیه آب برجهاي خنک کننده توسط فرآیند ازنزنی توسط آقاي احمد پور و همکاران صورت گرفت. در این تحقیق آزمایشگاهی با تزریق ازن در دو راکتور شیشهاي میزان تاثیر آن در کاهش آب جبرانی برج خنککاري مورد بررسی قرار گرفته است.
بررسیهاي مدلسازي کاربرد ازن در برج خنککاري با استفاده از نرم افزار ABع1ق و کاهش مصرف آب و افزایش راندمان انرژي توسط آقاي دکتر عطایی انجام شده است. این تحقیقات در سال 2005 تا 2009 توسط آقاي دکتر عطایی و همکاران صورت گرفته است. در این تحقیقات بررسی استفاده از ازن جهت افزایش راندمان انرژي و کاهش مصرف آب در برج خنککاري و مقایسه آن با روشهاي متداول مورد بررسی قرار گرفته است.
روش ها :
-1 طراحی و شرایط پایلوت برج خنک کن تر
هدف از ساخت پایلوت پلنت برج خنک کاري بررسی امکان سنجی استفاده از گاز ازن در برجهاي خنک کن تر، جهت کاهش و یا حذف مواد شیمیایی، کاهش مصرف آب جبرانی، بیخطرنمودن آب تخلیه برجها وافزایش راندمان انرژي تبادلی به همراه بررسی مسائل خوردگی و رسوب گذاري می باشد.مسائل افزایش راندمان انرژي و مسائل خوردگی و رسوب گذاري در مقاله دیگر مورد بررسی قرار می گیرد.
شرایط دمایی و جنس مواد و نوع برج مشابه برج خنک کن هدف صورت گرفته شده است.
نوع برج: برج تر، جریان متقاطع و با فن القایی- نسبت دبی مایع به هوا -1/1=میزان آب گردشی عملیاتی2= مترمکعب در ساعت-دماي خنک شده 27= درجه سانتیگراد- دماي برگشتی 42= درجه سانتیگراد-دماي تر 12= درجه سانتیگراد
جنس برج: ساختمان چوبی و دیوارهها ورقه آلومینیم و کرکره پلاستیک
جنس پرکننده و نوع: پلیپروپیلن و از نوع تربواسپلش-جنس لوله و مبدلها: کربن استیل و استنلس استیل
برج خنک کن با خصوصیات بالا به همراه مبدل و کانکس تجهیزات جانبی در شکل سمت راست 1-1 آورده شده است . در این پروژه از یک دستگاه ازن 20 گرم در ساعت با خوراك هوا 50 - گرم در ساعت با خوراك اکسیژن - استفاده شده است که در شکل سمت چپ به همراه تجهیزات جانبی آن مانند پمپ محلول ساز، اکسیژن ساز و مخزن آزاد سازي ازن اضافی آورده شده است.
شکل -1-1 شکل سمت راست نمایی کلی از برج خنک کاري و تجهیزات جانبی آن و شکل سمت چپ پکیج دستگاه ازن
