Jakość wody, jako czynnika chłodniczego, jest istotnym uwarunkowaniem w eksploatacji wyparnych układów chłodzenia. Nieodpowiednie przygotowanie wody, w krótszym, bądź dłuższym czasie, staje się przyczyną występowania wielu niepożądanych zjawisk. Do najbardziej istotnych należą: korozja materiałów konstrukcyjnych, procesy narastania osadów mineralnych na elementach wymiany ciepła oraz niekontrolowany rozwój mikro- i makroflory.
Wpływ grubości osadów, a szczególnie kamienia wodnego w skraplaczu, przedstawia poniższy rysunek. Osad o grubości 1 mm zmniejsza wydajność skraplacza do 70%.
Producenci urządzeń chłodniczych opracowali wytyczne dla jakości wody obiegowej, aby powierzchnia wymiany ciepła nie była narażona na wytrącanie się osadów, korozję i czynniki biologiczne.
Wybierając sposób przygotowania wody należy kierować się, oprócz oczekiwanych parametrów, także kosztami eksploatacji – pobór wody uzupełniającej, zużycie preparatów chemicznych oraz ilości ścieków z odsalania układu.
Najpowszechniej stosowaną metodą uzdatniania jest zmiękczanie wody do poziomu ok. 2-4 dH za pomocą złoża jonowymiennego (standardowe zmiękczacze). W tym procesie usuwana jest twardość węglanowa i stała.
Wszystkie jony wapnia i magnezu zastąpione są jonem sodowym, który w połączeniu z różnymi anionami jest nietrwały i nie przyczynia się do powstania osadów. Kation sodu tworzy w wodzie wodorowęglan sodowy – NaHCO3. Następnie, wskutek przedmuchu wody powietrzem, ulatnia się z wody dwutlenek węgla wg reakcji:
Stąd też uzdatnianie wody tą metodą, w otwartych układach chłodzenia, prowadzi do jej alkalizacji (pojawia się NaOH) i wzrostu odczynu pH.
Zmiękczacze są regenerowane w znany sposób, za pomocą roztworów chlorku sodu NaCl, czyli soli tabletkowanej. Należy zaznaczyć, że ta technologia zmiękczania wody nie wpływa na zmniejszenie jej przewodnictwa. Jednym z wytycznych właściwych parametrów wody obiegowej jest właśnie jej przewodnictwo, które w różnych rejonach kraju ma inną wartość. Zatem pomimo zmiękczania wody uzupełniającej nadal pozostaje konieczność odsalania wody obiegowej, by zapobiec korozji i wytrącaniu się osadów mineralnych. Zwykle stopień zatężenia wody obiegowej wynosi od 2 cykli do maksymalnie 5.
Metoda amonowa „Demineralizacja przez odparowanie”
Przedsiębiorstwo Marcor opracowało innowacyjną, bardzo oszczędną metodę uzdatniania wody uzupełniającej na cele chłodnicze, jaką jest zmiękczenie i częściowa demineralizacja wody metodą amonową.
Metoda amonowa autorstwa Jana Marjanowskiego uzyskała patent nr UP RP – P.406782. W swoim działaniu wykorzystuje niemalże te same urządzenia, jak w metodzie zmiękczania sodowego. Różnica polega na zastosowaniu innego rodzaju złoża – kationitu, a do jego regeneracji – soli amonowych. Podczas przepływu wody przez złoże jonitowe wszystkie jony magnezu i wapnia zastąpione zostają lotnym składnikiem. Następnie woda wchodząc do obiegu w układzie chłodzenia zostaje przedmuchana powietrzem z wentylatora. Wówczas, powodujące twardość węglanową, sole połączone z lotnym składnikiem, przedostają się do pary wodnej. W ten sposób zmniejsza się przewodnictwo wody obiegowej, następuje bowiem częściowa demineralizacja (odsolenie) wody poprzez jej odparowanie.
Osadotwórczy wodorowęglan wapnia zamieniany jest na nietrwały wodorowęglan amonu.
Częściowa demineralizacja wody przez odparowanie lotnych związków wskutek przedmuchu
wody powietrzem z wentylatorów zachodzi wg reakcji:
Powstałe dwutlenek węgla i amoniak, jako związki lotne, zostają usunięte z wody uzupełniającej, powodując spadek jej przewodnictwa (zasolenia).
W wodzie pozostają m.in. chlorki i siarczany, a od ich ilości zależy bezpieczeństwo korozyjne układów ocynkowanych. Dlatego do metody amonowej kwalifikuje się woda o wysokiej twardości węglanowej oraz niskim poziomie chlorków i siarczanów.
W tab. 2 przedstawiono porównanie: metody amonowej i tradycyjnego zmiękczania wody.
„NERKA CHŁODNICZA” podczyszczanie i demineralizacja wody obiegowej
Drugą metodą uzdatniania wody opracowaną przez MARCOR, a przynoszącą znaczne oszczędności jest metoda jonitowego podczyszczania wody obiegowej (tzw. „nerka” wody chłodniczej).
Ta autorska metoda MARCOR polega na podczyszczaniu i demineralizacji wody obiegowej w wyparnych układach chłodzenia.
Kilka procent wody obiegowej jest filtrowana bocznikowo, poprzez przepływ jej przez złoża jonowymienne. Następuje zatrzymywanie soli w przepływie przez kationit oraz anionit, zamiast upustu wody obiegowej do kanalizacji i wymiany części na świeżą. Uzdatnianie wody obiegowej
na „nerce chłodniczej” przynosi znaczne oszczędności na odsalaniu wody, a więc zmniejsza:
– ilość ścieków,
– ilość wody uzupełniającej,
– ilość dozowanych preparatów chemicznych.
Rys. 1 przedstawiono ilustracyjnie zasadę działania technologii.
Właściwe przygotowanie wody zasilającej oraz uzdatnianie wody obiegowej w układzie chłodzenia wymagają szerokiej wiedzy specjalistycznej i znajomości zachodzących procesów (odparowanie, zatężanie, samoistna alkalizacja itp.).
Opracowanie technologii przygotowania wody należy zawsze rozpoczynać od rozpoznania układu pod względem materiałów konstrukcyjnych i rodzaju zastosowanych urządzeń (skraplacze, wieże wyparne, sprężarki, pompy). Kolejnym etapem jest dobór odpowiedniej techniki przygotowania wody uzupełniającej (zmiękczanie, dekarbonizacja, demineralizacja).
Ostatni etap, zmierzający do osiągnięcia właściwej jakości wody obiegowej, jest najbardziej złożony i wymaga zastosowania niejednokrotnie całej gamy metod korekcyjnych – począwszy od filtracji, poprzez automatyczne odsalanie, po dozowanie środków chemicznych.
Korekcja chemiczna wody
Korekcja chemiczna wody chłodniczej jest nieodzownym elementem niezależnie od technologii jej uzdatniania. Oczywiście lepiej przygotowana woda uzupełniająca, o mniejszym zasoleniu, wymaga mniejszych ilości środków korygujących. Preparaty produkowane przez Marcor pełnią szereg funkcji działając jako: inhibitory korozji, antyskalanty, stabilizatory krystalizacji i środki dyspersyjne nie pozwalające na tworzenie się, zwartych osadów. Dozowanie do obiegu wodnego preparatów opisanych wyżej odbywa się w sposób automatyczny, proporcjonalnie do strumienia wody uzupełniającej. Wydajny i multi-funkcyjny produkt Marcor, spełniający rolę inhibitora korozji i antyskalanta to Biofosfomar EKO, produkowany od ponad 20 lat. Nieodłącznym dla obiegu wodnego preparatem jest biocyd niepozwalający na rozwój życia biologicznego w obiegu wody. Dozowanie biocydu, szczególnie nieutleniającego, powinno się odbywać w sposób szokowy średnio 2 – 3 razy w tygodniu (zależnie od temperatur powietrza). Poniżej na rysunku przedstawiono schematycznie wbudowane elementy w obieg wodny układu chłodzenia konieczne dla prawidłowej i ekonomicznej pracy układu.
Przedstawione powyżej technologie opracowane przez zespół MARCOR zostały z powodzeniem wdrożone w wielu zakładach przemysłu spożywczego. Każdego roku generują istotne oszczędności w opłatach za wodę, ścieki i chemię korekcyjną.
Przedsiębiorstwo MARCOR w swojej ofercie posiada wszelkie urządzenia niezbędne do właściwego uzdatniania wody. Ponadto z powodzeniem od 1990 roku produkuje atestowane preparaty chemiczne do kondycjonowania wody. Własne laboratorium oraz doświadczeni technolodzy i serwis gwarantują bezpieczeństwo układów wodnych oraz eliminację awarii.
Zapraszamy Państwa do kontaktu z biurem obsługi Klienta Marcor. Chętnie odpowiemy na wszelkie pytania i podzielimy się wiedzą dotyczącą procesów, jakie przeprowadzimy na terenie przedsiębiorstwa. Udzielimy również wskazówek odnośnie sprzętu i preparatów do uzdatniania wody oraz ochrony instalacji wodnych. Czkamy na Państwa telefony, maile, formularze wiszące na stronie oraz kontakt osobisty w naszej siedzibie.
www.marcor.com.pl
marcor@marcor.com.pl
Marta Marjanowska
Jan Marjanowski
Arkadiusz Nalikowski