مواد شیمیایی کولینگ تاور

خنک کردن با استفاده از آب هنوز هم کارآمد ترین تکنیک برای گرفتن حرارت از سیستم های صنعتی محسوب میشود. آب های در گردش که به منظور خنک سازی بکار می روند غالبا آب شور، آب شیرین و … می باشند که اصولا از آب شیرین جهت جریان جبرانی سیستم های مدار باز استفاده می گردد، که بسته به منابع تامین، کیفیت متفاوتی خواهد داشت. از این رو کنترل صحیح فرآیند بهسازی شیمیایی در سیستم های مدار باز و بسته کولینگ تاور امری اجتناب ناپذیر می باشد. بدون افزودن مواد شیمیایی به آب برج خنک‌ کننده، راندمان کولینگ تاور به مرور زمان به دلیل ایجاد رسوب، خوردگی و زیست توده‌ها کاهش خواهد یافت.

در انتخاب مواد شیمیایی تزریقی مهمترین پارامتر هایی که باید مد نظر قرار گیرند عبارتند از:

خصوصیات سیستم کولینگ تاور(شامل نوع برج خنک کن)مدار باز و بسته(، ظرفیت آن، درجه حرارت محیط، آب مصرفی )

 پارامترهای کیفی آب در گردش و جبرانی(کیفیت نمک های محلول در آب، PH آب و نوع و مقدار گاز های حل شده نظیر اکسیژن و گاز کربنیک)

انواع مواد شیمیایی تزریقی سیستم کولینگ تاور

• ضد خوردگی Anti Corrosion

بازدارنده های خوردگی باید بتوانند سطوح فلزی مختلف که در سیستم به کار گرفته شده است را به خوبی از فرآیند خوردگی محافظت نموده و باید در غلظت های کم و میزان دوز بهینه مؤثر باشند، ضمن آنکه ایجاد رسوب زیاد و ناخواسته در سیستم را ننمایند. قابلیت کاربرد آنها در طیف وسیعی از PH باید مدنظر باشد و درجه حرارت های بالا را بتوانند به خوبی تحمل نموده و تجزیه نشوند، ضمن آنکه کیفیت آب نباید بر راندمان آنها تأثیر منفی بگذارد.

ضد خوردگی

• ضد رسوب Anti Scale

مواد ضد رسوب مواد شیمیایی هستند که از تشکیل رسوب ناشی از آب های با TH و TDS بالا بر روی سطوح انتقال حرارت مبدل حرارتی جلوگیری نموده و ترکیبی از فسفات‌ها، پلیمرها و آزول‌ها در نسبت‌های مختلف هستند که نسبت ترکیب آنها به مقدار سختی آب و آلیاژ در تماس بستگی دارد.

جنس رسوبات لوله های داخلی کولینگ تاورها معمولا از سولفات کلسیم ، فسفات روی و کلسیم ، سیلیکات مگنزیم و کربنات کلسیم میباشد. برای پیشگیری از این اتفاق به آب داخل سیستم مواد شیمیایی ضد رسوب اضافه می کنند.

روش عملکردی این محلول شیمیایی برای ممانعت از فرآیند Scalling شامل مراحل زیر می شود:

• جلوگیری از ایجاد رسوب هسته کریستال
• جلوگیری از تشکیل کریستال
• ممانعت از تجمع کریستال ها

ضد رسوب

• بایوساید Biocide

بایوسایدها (زیست کش ها) مواد شیمیایی هستند که در تصفیه آب و فاضلاب جهت نابودی یا کنترل هر گونه میکروارگانیسم مضر مورد استفاده قرار می گیرند. در واقع بایوسایدها به وسیله جلوگیری از رشد میکروارگانیسم ها باعث نابودی آنها می شوند.

مکانیسم اثر بایوسایدها

عملکرد بایوسایدها به گونه ای است که  فعالیت متابولیک میکروارگانیسم ها را متوقف می سازد. این کار باعث تغییر در عملکرد مناسب سلول ها می شود که در نتیجه مرگ میکروارگانیسم ها و باکتری ها را به همراه دارد. اثربخشی بایوسایدها براساس غلظت آن‌ها و مدت زمان استفاده از آن‌ها متفاوت است. اگر غلظت بایوساید پایین‌تر از غلظت کشندگی آن باشد و یا مدت زمان استفاده از بایوساید کوتاه باشد، اثر بخشی biocide کاهش یافته و ممکن است بعضی از میکروارگانیسم‌ها زنده بمانند .در واقع ابتدا این بایوسایدها به داخل سلول نفوذ کرده و سپس واکنش تخریب رخ می دهد. واکنش تخریب می­ تواند یکی از موارد زیر باشد:

*اکسیداسیون ترکیبات آلی

*غیر فعال شدن آنزیم ها

*غیر ثابت بودن غشاء و تجزیه سریع سلول

*اسیدی شدن سیتوپلاسم از سلول و متلاشی کردن متابولیسم سلولی

عملکرد بایوساید

انواع بایوساید های سیستم کولینگ تاور 

• بایوساید گلوتارآلدئید

این بایوساید غیر اکسید کننده باعث اختلال در رشد باکتری ها و قارچ ها می شود و در آب های صنعتی بسیار کاربرد دارد. میزان حلالیت آن در آب بسیار بالاست و مانع ایجاد حباب و کف در آب می شود. مکانیزم اثر آن بر روی باکتری های بی هوازی در محیطی با pH بین 3 تا 5 بالا است.

مکانیسم عملکرد بایوساید گلوتارآلدئید شامل چسبندگی به لیپیدها در غشای سلولی هدف و در نهایت اختلال در اجزای داخل غشا است. آنها با حمله به غشای پروتینی میکرواورگانیسم مانع رسیدن مواد غذایی به آن شده و از طریق آسیب رساندن به سیتوپلاسم باکتری باعث نشت محتوای باکتری می شوند. همچنین اثر محمدودی روی جلبک و قارچ ها دارد.

گلوتار آلدئید

• بایوساید ایزوتیازولین

ایزوتیازولین ترکیبی شیمیایی با فرمول C₃H₃NOS و جرم مولکولی آن 101.123 g/mol است؛ که یک ماده ی ضد میکروب به حساب می آید و معمولا برای کنترل قارچ ها، باکتری ها و یا جلبک ها استفاده می گردد. از آنجایی که محلول های آبی بیشتر مستعد رشد و ادامه ی زندگی باکتری ها هستند بنابراین ایزوتیازولین بیشتر در آب و به عنوان گند زدا مورد استفاده قرار می گیرد. مشتقات آن شامل متیل ایزوتیازولینون و متیل کلروایزوتیازولینون هستند. نوع مخلوط آن با نام کتون در لوازم آرایشی و بهداشتی به صورت گسترده استفاده می شود.

یکی از پارامترهای کلیدی در کاربرد بایوساید ایزوتیازولین پایداری آن ها است. بایوساید ایزوتیازولین فراریت بالایی داشته و به شرایط دمایی و pH حساس است. (4-5) البه قابل ذکر است پایداری این ترکیبات تحت تاثیر افزایش دما و قلیایی می باشد و با افزایش pH از 4.5 به 11 و افزایش دما از 7 به40  درجه ­ی سانتی گراد برسد آهنگ تخریب افزایش می­یابد. همچنین نور UV هم در تجزیه ی آن موثر است.

ایزوتیازولین

تفاوت بایوساید با بایودیسپرسانت

پراکنده کننده های زیستی یا بایودیسپرسانت ها، میکروارگانیسم ها را از بین نمی برند اما رسوبات حاصل از میکروارگانیسم ها را از بین می برند و این امر باعث می شود که بایوسایدها به طور موثرتری به میکرو ارگانیسم ها حمله کنند. آن ها همچنین از اتصال میکروارگانیسم ها به سطوح فلزی جلوگیری می کنند.

• دیسپرسانت و بایودیسپرسانت Dispersant

دیسپرسانت ها مخلوط شیمیایی از مواد فعال سطحی است که‌ به منظور تسریع و بهبود جداسازی ذرات و جلوگیری از تجمیع آن‌ها با یکدیگر به کلوئید افزوده می‌شود.

دیسپرس کننده ها از طریق واکنش های سطحی، عمل می کنند. مولکول های واکنش فعال سطحی مانند سورفاکتانت ها، دارای دو بخش می باشند که به هم متصل هستند:

*بخش آبدوست

*بخش روغن دوست

تخریب ناشی از وجود توده‌های لجن و رسوب در کولینگ تاور، بویلرها و سایر تجهیزات صنعتی می‌تواند خطر بزرگی برای عملکرد و راندمان آنها باشد. استفاده از مواد شیمیایی دیسپرسانت می‌تواند سرعت انباشته شدن رسوب و لجن را کاهش دهد. پلی اکریلیک اسید (PAA) و اسید هیدروکسی اتیلیدین-1،1-دی فسفونیک (HEDP) به عنوان ترکیبات دیسپرسانت در سیستم‌های آبی کاربرد دارند.

پایداری حرارتی HEDP بین 230 تا 270 درجه سانتی‌گراد است که نسبت به PAA از پایداری حرارتی کمتری برخوردار است. این ترکیبات علاوه بر کنترل رسوب، نرخ خوردگی را نیز کاهش می‌دهند

عملکرد دیسپرسانت