Ablagerungen und Korrosion haben das Kühlsystem beeinträchtigt. Aufgrund der immer schwerwiegenderen Umweltprobleme wird es immer schwieriger, die Legitimität des Einsatzes chemischer Reagenzien zur Vermeidung dieser Probleme nachzuweisen.
1.Einführung
Nanobläschen wurden in vielen technischen, ökologischen, biologischen und medizinischen Anwendungen eingesetzt und es wurden viele positive Ergebnisse berichtet. Obwohl diese Vorteile manchmal die wissenschaftliche Begründung für das Auftreten von Nanobläschen übertreffen. Partikel und Bläschen, die kleiner als 1 Mikrometer sind, sind Nanobläschen. Nanobläschen können mit ähnlichen Methoden gemessen werden, beispielsweise mit dynamischer Lichtstreuung; Das Gas in den Nanobläschen ist konzentriert und steht unter hohem Druck. Das Gas wird an die umgebende Flüssigkeit übertragen, bis die Flüssigkeit mit dem Gas gesättigt ist und den Konzentrationsgradienten verliert oder der Innendruck der Nanobläschen mit dem Flüssigkeitsdruck ausgeglichen ist. Diese Gase verändern die chemische Umgebung der umgebenden Flüssigkeit.
2.Physikalische und chemische Eigenschaften von Nanobläschen
a.Lange Verweilzeit im Wasser
b.Gute Stabilität im Wasser
c.Kann als Korrosionsinhibitor und als Schutzbeschichtung wirken
Nanobläschen können den Flüssigkeitsfluss entlang mikrorauer, aber hydrophober Oberflächen stark beeinflussen. Die Lebensdauer von an der Oberfläche haftenden Nanobläschen kann mehrere Stunden, Tage und Monate betragen und Temperaturen nahe dem Siedepunkt standhalten. Darüber hinaus können Nanobläschen mit Hilfe des „Pinnings“ über einen längeren Zeitraum auf rauen Oberflächen verbleiben. Sobald einige Nanoblasen auf der Stahloberfläche erscheinen, kann die Reibungskraft auf der Stahloberfläche nachlassen. Mit zunehmender Oberflächenbedeckung nimmt die Schlupflänge zu und der Kontaktwinkel von Nanobläschen auf rauen Oberflächen nimmt ab. Durch die Erosion/Korrosion von Stahl nimmt die Wandreibung ab und die Benetzbarkeit rauer Stahloberflächen wird verbessert. Nach kontinuierlicher Injektion von Nanobläschen erhöht sich die Schlupflänge weiter, wenn die Nanobläschen einen größeren Teil der Stahloberfläche bedecken. Daher wirken Oberflächen-Nanobläschen als Beschichtungsmaterialien auf der Stahloberfläche und bringen die folgenden Effekte mit sich
(1) Korrosionsverhinderung durch Erhöhung der Schlupflänge
(2) Durch die Blasenwirkung wird verhindert, dass die aktive Schnittstelle sauren Thermoflüssigkeiten ausgesetzt wird
d.Hilft bei der Bildung von Silica-Ausfällungen
Siliziumdioxid, das häufig in Kühlwasser vorkommt, kann durch Nanobläschen ausgefällt werden, die sehr dicht sind und dazu beitragen, Metallkorrosion in sauren Flüssigkeiten zu unterdrücken.
Die Ausfällung von amorpher Kieselsäure ist in Kraftwerken üblich, wo die Flüssigkeit während des Produktionsprozesses schnell abgekühlt wird. Dieses Problem der Silikatablagerung ist ebenso wichtig wie die Metallkorrosion. Bei moderaten Temperaturen in Kraftwerken neigt kohlenstoffarmer Stahl zur Ablagerung und Korrosion. Darüber hinaus haben einige Studien auch herausgefunden, dass, sobald sich eine anfängliche Niederschlagsschicht aus amorphem Siliciumdioxid gebildet hat, diese die weitere Reaktion zwischen der darunter liegenden Stahloberfläche und der heißen Flüssigkeit behindern kann. Daher können Silikatniederschläge tatsächlich eine Rolle bei der Korrosionshemmung in sauren, heißen Flüssigkeiten mittlerer Temperatur spielen.
Unter Berücksichtigung eines bestimmten Korrosionszuschlags und einer Lebensdauer von 20-Jahren wird die akzeptable Korrosionsrate des Materials üblicherweise mit weniger als 0,1 Millimeter pro Jahr angenommen. Allerdings ist die Korrosion in säurehaltigen Umgebungen mit heißen Flüssigkeiten sehr schwerwiegend und reicht von einigen Millimetern pro Jahr in Umgebungen mit mäßigen Flüssigkeiten bis zu über 100 Millimetern pro Jahr in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hohen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten. Daher ist die pH-Regulierung eine der am häufigsten verwendeten Methoden zur Unterdrückung dieser starken Korrosion, kann aber auch leicht die chemischen Eigenschaften der Flüssigkeit verändern und möglicherweise unerwünschte Produkte erzeugen. Im Gegensatz dazu haben wir herausgefunden, dass Nanobläschen als chemisch unbedenklicher, umweltfreundlicher, einfach zu verwendender und kostengünstiger Zusatzstoff eine gute korrosionshemmende Wirkung haben, die möglicherweise dadurch erreicht wird, dass sie als Gasbeschichtungen wirken und eine leichte Ausfällung von Siliciumdioxid auf Stahl fördern.
e.Es hat die Funktion der Sterilisation und Reinigung
Nanobläschen tragen negative Ladungen und aggregieren positive (+) Substanzen. Kleine Blasen haben verschiedene Funktionen, wie z. B. die Entfernung von Öl, die Ablösung von Sedimenten zwischen eindringenden und reinigenden Objekten sowie die Kraft und Stoßwelle, wenn Blasen platzen.
Einer der großen Vorteile von Nanobläschen ist ihre hohe Reinigungskraft. Der Reinigungsmechanismus wird wie folgt betrachtet:
Bei der Reinigung der auf der Oberfläche von Siliziumwafern haftenden Schadstoffe erhöhen die Kraft und die Stoßwelle beim Platzen der Blasen die Reinigungskraft erheblich, wenn ein ultrareiner Wasserstrahl mit UFB (ultra-feine Blasen/Nanoblasen) verwendet wird.
Nanobläschen dringen in das Öl ein und dringen zwischen die Grenzen der Klebefläche ein, wodurch sie eine entfettende Wirkung der Trennung und Ölentfernung entfalten. Darüber hinaus kann es in enge Räume zwischen Objekten eindringen, die in engem Kontakt zueinander stehen. Wenn nanoskalige Blasen zu Mikrobläschen verschmelzen, können Mikrobläschen als Keile wirken, um sie zu trennen. Diese Eigenschaften erhöhen die Reinigungskraft. Wird derzeit zum Reinigen von Badezimmern/Duschen, Geschirr und Maschinenteilen im Haushalt verwendet. Es hat auch eine hohe bakterizide Wirkung. Nicht nur an der Oberfläche haftende Bakterien, sondern auch kleine Bläschen können in den Körper der Garnele eindringen und ihn sterilisieren. Mit Leitungswasser und der Atmosphäre wurden fast 90 % der Bakterien durch kleine Bläschen erfolgreich sterilisiert.
Reinigungsvergleichsexperiment (reines Wasser vs. reines Nanoblasenwasser): Ergebnisse der Reinigung von Siliziumwafern mit ultrareinem Wasserspray
Die Hochdruckeigenschaften innerhalb ultrafeiner Blasen wurden genutzt, um die Wirkung von Druckwellen auf die Entfernung kleiner Partikel auf festen Oberflächen experimentell zu überprüfen. Es wurde festgestellt, dass alle kleinen Partikel über 1 Mikrometer entfernt wurden und der Anteil der waschbaren Bereiche 92 % erreichte.
3.Direkte Vorteile, die das System mit sich bringt
Der Fluss von Nanobläschen im System, die negative Ladungen tragen und freie Radikale freisetzen können, kann vorhandenen Schmutz effektiv entfernen und die Ansammlung von Biofilmen verhindern, wodurch die Effizienz des Wasserturms verbessert wird und folgende Vorteile entstehen:
1. Reduzieren Sie die Skalierung der Pipeline
2. Reduzieren Sie die Korrosion der Rohrleitung
3. Sorgen Sie für sauberes Wasser
4. Reduzieren Sie die Nachfrage nach Chemikalien.
5. Durch die Verbesserung der Wärmeübertragungseffizienz können Kunden bis zu 30 % der Energiekosten einsparen
6.Verlängern Sie die Lebensdauer von Kühltürmen
4.Einführung in die von JMFILTEC entwickelte spezielle Nanoblasenausrüstung für Kühlsysteme
Das chemiefreie zirkulierende Wasseraufbereitungssystem stammt von technischen Experten für globale hydraulische Kavitationsbehandlungslösungen und wurde von Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. für Mikrooxidations- und Kalkentfernungsgeräte entwickelt. Diese Technologie wurde mehrfach patentiert. Wir bieten bewährte Lösungen für Pipeline-, Wärmetauscher- und Gas-{4}}Flüssigkeitsaustausch-Schnittstellenbehandlungssysteme, die das könnenMaximieren Sie die Effizienz, Sicherheit und Zuverlässigkeit des Anlagenbetriebs.
Zu den Vorteilen dieses Systems für Verdunstungskondensatoren gehören niedrige Kosten, Umweltfreundlichkeit, die Bereitstellung von sauberem Wasser und der Verzicht auf chemische Mittel.
Vorteile für Kühltürme: 50 % Reduzierung der Wassernachfüllung, 50 % Reduzierung der Abwasserentsorgung, Verhinderung von Verschmutzung, biologischer Verschmutzung und Korrosion.
Es wird für Warmwasserleitungen verwendet und kann das Problem der Ablagerungen in Leitungen mit hartem Wasser lösen.
Dieses Gerät wurde seit über 3 Jahren in verschiedenen Branchen validiert.
1, Das Verschmutzungsproblem von Ultrafiltrationsmembranen und Umkehrosmosemembranen im Entsalzungsprojekt wurde gelöst.
2, Die Anwendung in MBR-Projekten zur Abwasseraufbereitung und zur Grubenwasseraufbereitung erhöht den Fluss von Ultrafiltrationsmembranen erheblich.
3. Im Wasserwerksprojekt wurde nach der Einführung von Anti-Verstopfungs- und Entkalkungsvorrichtungen der Flockungsprozess mit Flockungsmitteln eliminiert, wodurch vollständig umweltfreundliches und chemikalienfreies Trinkwasser erzeugt wurde, was die Betriebskosten erheblich senkte.
4, Im Kühlturm-Entkalkungstest wurde nicht nur die Verschmutzung deutlich reduziert, sondern auch die Verschmutzung des Wärmetauschers behoben. Die Technologie des Mikrooxidations-Entkalkungssystems mit Siliziumkarbid-Filtrationssystem hat sich als wirksam bei der Abtötung von Algen, der Oxidation organischer Stoffe, der Entfernung von Kalzium- und Magnesiumionenverschmutzungen und der Verlangsamung der Korrosion erwiesen und ersetzt damit herkömmliche Wasseraufbereitungsmethoden vollständig. Es deckt den Wasserqualitätsbereich Membranaufbereitung, Trinkwasseraufbereitung, Warmwasser, Gefrieren, Prozesskühlung und HVAC (HVAC) ab.
Die integrierte Lösung für ein chemikalienfreies zirkulierendes Wasseraufbereitungssystem kontrolliert wirksam Kalkablagerungen, Korrosion und mikrobielle Kontamination und sorgt gleichzeitig für einen chemikalienfreien Wasserfluss, der für Trinkwasseranwendungen recycelt werden kann.
5.Funktionsprinzip
Chemikalienfreies zirkulierendes Wasseraufbereitungssystem. Durch Kavitation entstehen Nanobläschen, die sich in Flüssigkeiten dynamisch bilden und kollabieren. Durch intensive Prozesse kollabieren Blasen und es entstehen Hydroxylgruppen. Aufgrund des Innendrucks der Nanobläschen von über 25 mPa wirken Nanobläschen wie Sand und reiben an den fließenden Rohren, um Schmutz zu entfernen. Aufgrund seiner Hydroxylgruppe kann es organische Stoffe oxidieren und Bakterien, Viren und Algen abtöten. Wenn die Blase vollständig kollabiert ist, kann die Temperatur des Dampfes in der Blase mehrere tausend Grad Fahrenheit betragen, und der Druck kann mehrere hundert Atmosphären betragen, wodurch genügend Energie freigesetzt wird, um Bakterien zu zerstören.
Das chemiefreie zirkulierende Wasseraufbereitungssystem beschleunigt das Wasser durch die Düse und erzeugt dabei eine extrem hohe Zentrifugalkraft. Die Rohrwand wird mit unserem selbst-entwickelten nanoskaligen Siliziumkarbidfilm bedeckt, und komprimiertes Gas wird durch den Film geschnitten, um Gas und Wasser vollständig zu vermischen. Durch die Hochgeschwindigkeitsrotation wird im Kavitationsrohr ein Vakuum erzeugt, in dem Blasen zerschnitten werden, um nanoskalige Blasen zu bilden. Dieser Prozess nutzt die Energie des Kavitationsprozesses und lenkt die Energie in Richtung der Wasserströmung relativ zur Materialoberfläche. Diese Energiekontrolle ist der Kern des Systems zur Kontrolle von Verschmutzung und Korrosion. Diese Technologie kann mit einem Druckverlust von 3–8 Metern für das gesamte System den niedrigsten Energieverbrauch in der Branche erzielen.
Vorteile chemiefreier zirkulierender Wasseraufbereitungssysteme
①Chemikalienfreies Umlaufwasseraufbereitungssystem zur Unterdrückung von Verschmutzung
1/32 Zoll Schmutz kann die Energieeffizienz um 30 % reduzieren. Im Kühlwassersystem fällt bei steigender Wassertemperatur Kalzium aus der Lösung aus und bildet Schmutz auf der Oberfläche des Wärmetauschers. Bei der chemischen Behandlungsmethode wird versucht, Calciumionen in der Lösung zurückzuhalten, um die Bildung von Calcitablagerungen zu verhindern, die den Energieverbrauch und die Kosten erhöhen. Das chemiefreie Umlaufwasseraufbereitungssystem erhöht den pH-Wert des Umlaufwassers und erschwert so die Auflösung von Calciumcarbonat (CaCO3). Während sich in der Kavitationskammer Blasen bilden und kollabieren, treiben kinetische Energie und lokale Temperatur Calciumcarbonat an, um nicht klebende CaCO3-Feststoffe zu bilden, die gelöste Calcium- und Carbonationen anziehen und sie dann aus dem Wasserfluss filtern.
②Korrosionshemmung in chemikalienfreien Umlaufwasseraufbereitungssystemen
Während des Kollisionsprozesses des Wasserflusses im Systemverarbeitungsraum entsteht ein starker Vakuumbereich (27,5–29,5 Zoll Hg), der gelöstes CO2 vom Wasser trennt und dabei hilft, den pH-Wert in einer alkalischen Umgebung aufrechtzuerhalten. Normalerweise werden zur Behandlung von Schmutz und Bakterien korrosive Chemikalien benötigt, in chemikalienfreien zirkulierenden Wasseraufbereitungssystemen sind sie jedoch nicht erforderlich. Dieses System hemmt Bakterien und hilft, lokale Korrosion durch Mikroorganismen zu verhindern, die allgemein als mikrobielle Korrosion (MIC) bezeichnet wird Ein integriertes Filtersystem zur Entfernung fester Partikel aus dem Kühlwasser, um die Sauberkeit der Geräteoberfläche zu gewährleisten. Dieses Filtersystem ist eine Standardkonfiguration für jedes chemikalienfreie Umlaufwasseraufbereitungsprogramm.
③Chemiefreies zirkulierendes Wasseraufbereitungssystem hemmt Bakterien
Der extrem hohe Druck und die hohe Temperatur, die durch kontrollierte hydraulische Kavitation erzeugt werden, können Bakterien und Mikroorganismen physisch schädigen. Mikroorganismen und Bakterien können Resistenzen gegen herkömmliche chemische Wirkstoffe entwickeln, was eine häufige Anpassung der Behandlungsmethoden erfordert. Bei der Verwendung eines chemiefreien zirkulierenden Wasseraufbereitungssystems bestehen diese Bedenken jedoch nicht. - Bakterien können sich beim Durchgang durch die Behandlungskammer des Systems nicht verändern oder physikalischen Belastungen standhalten.
6.Systemzusammensetzung
Ein chemikalienfreies Umlaufwasseraufbereitungssystem lässt sich sehr einfach installieren, indem einfach ein Bypass geöffnet wird, einschließlich einer Seitenflussverbindung zum Einlass der Ausrüstung, einer Seitenflussverbindung zum Auslass der Ausrüstung und einer Verbindung zum Sammeltank oder Wassertank des Kühlturms, Verdunstungskondensators, Luftwäschers oder Flüssigkeitskühlers. Bei einem Bypass fließt das Wasser durch den Behandlungsraum des Systems und kehrt über den Bypass zum Spülbecken oder Sammeltank des Kühlsystems zurück. Natürlich können auch passende Filter hinzugefügt werden, um das ausgefällte Calciumcarbonat und andere Rückstände zu entfernen, die eine Verschmutzung verursachen und zu mikrobiellem Wachstum führen können. Das effiziente Spülbeckenreinigungssystem leitet Schmutz und Rückstände zum Einlass des Filters und sorgt so für die Sauberkeit des Kühlwassersystems.
Hinweis: Aufgrund der Bypass-Struktur hat selbst eine Fehlfunktion keine Auswirkungen auf das gesamte Gerät
7.Anwendungsfälle
(1)Fallstudie des chemiefreien Umlaufwasseraufbereitungssystems von JMFILTEC
1)1)Der 240-Tonnen-Kühlturm von JMFILTEC ist mit einem chemikalienfreien Umlaufwasseraufbereitungssystem ausgestattet, das den seit fast einem Jahr laufenden Schmutz in nur einem Monat beseitigen kann. Der Wasserwechselzyklus wird um mehr als die Hälfte verlängert, wodurch der Wasserverbrauch und die Umweltbelastung reduziert sowie die Sicherheitsprobleme der Mitarbeiter verringert werden. Die Austrittstemperatur des Kühlwassers ist deutlich gesunken und es ist kein Algenwachstum zu beobachten. Der Energieverbrauch wurde netto um 3 kW reduziert:
Darüber hinaus wurde am Rücklauf des Hauptsammeltanks ein Leitfähigkeitsregler und eine Korrosionsaufhängehalterung installiert, um die Korrosionsrate verschiedener Metalle zu erfassen. Bei der Erstinbetriebnahme der Anlage wurde der Kondensator einer hervorragenden Passivierungsbehandlung unterzogen. Wenn das System passiviert und bedarfsgerecht betrieben wird, können die Ergebnisse alle erwarteten Anforderungen erfüllen:
a.Korrosionsrate niedriger als Industriestandards: kohlenstoffarmer Stahl und verzinkter Stahl<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bbDas mikrobielle Wachstum wurde ebenfalls gut gehemmt; Im Vergleich zum früheren chemischen Behandlungssystem ist die aerobe Bakterienzahl (Gesamtkolonienzahl) um 80 % (KBE/ml) zurückgegangen. Durch mehrfache visuelle Beobachtungen wurde kein Schmutz erzeugt.
ccIm Vergleich zu herkömmlichen chemischen Aufbereitungsmethoden konnten Anwender eine Wassereinsparung von über 1000 m³ pro Jahr erzielen. Die jährlichen Kosteneinsparungen übersteigen 100.000 RMB und die Investitionsrenditedauer des gesamten Projekts beträgt 12 Monate.
(2) Jinhua Yonghe Behandlungskühlwasser (200 m³/h)
Projektzweck:
Reduzieren und/oder vermeiden Sie die chemische Behandlung des Kühlturmwassers im Fabrikkühlsystem, reduzieren Sie die Freisetzung von Chemikalien in die Umwelt und verbessern Sie die Arbeitssicherheit durch die Reduzierung der Behandlung schädlicher Substanzen.
Projektergebnis:
1) Nach der Installation des chemiefreien Umlaufwasseraufbereitungssystems in das Kühlturmsystem wurden die folgenden Ergebnisse erzielt:
2) Vermeiden Sie die Verwendung giftiger und schädlicher chemischer Behandlungsmittel (Fungizide, Algenentfernungsmittel und Korrosionsinhibitoren) im Kühl- und Kühlturmsystem.
3) Der Wasserverbrauch des Verdunstungskühlturms wurde um 40 % reduziert und hatte Auswirkungen auf den Zufluss und die häuslichen Abwasserkanäle der Fabrik.
4) Reduzieren Sie die Menge des im Kühlturm verwendeten enthärteten Wassers und damit die Menge des verwendeten Enthärters.
5)Verbesserung des Arbeitsumfelds für Arbeitnehmer.
6) Die Fabrik spart jährlich etwa 120.000 RMB.
7) Die Rückgabefrist dieses Projekts beträgt weniger als ein Jahr.