Jakość wody. w układach chłodzenia cz.1. postęp techniczny. mgr inż. Jan Marjanowski, mgr Arkadiusz Nalikowski. Woda uzupełniająca i chłodząca



Podobne dokumenty
Wszystkie wymienione procesy związane są ze środowiskiem wodnym i mają swoje źródło w nieodpowiednim przygotowaniu

SERIA PRODUKTÓW DO ZABEZPIECZANIA OBIEGÓW CHŁODZĄCYCH

Katalog Produktów PREPARATY CHEMICZNE

OBIEGI CHŁODZENIA: OTWARTE I ZAMKNIĘTE Ekonomiczne gospodarowanie mediami chłodzącymi Uzdatnianie i kontroling jakościowy mediów

karta zmiękczaczy wody. usuwanie twardości ogólnej

BIOFOSFOMAR J.M. 0,01 0,2 dm 3 na 1 m 3 uzdatnianej wody. Nie stosować łącznie z dezynfekcją za pomocą chloru.

Zrównoważony rozwój przemysłowych procesów pralniczych. Moduł 1 Zastosowanie wody. Rozdział 3b. Zmiękczanie wody

Uzdatnianie wody na cele technologiczne i techniczne w browarach

Biała rdza w wyparnych układach chłodzenia ze stali galwanizowanej przyczyny, objawy, zapobieganie.

22 marca - Światowy Dzień Wody

Właściwe uzdatnianie wody dla obiegów grzewczych i chłodniczych w przetwórstwie ryb

Zabezpieczenie kondensatora pary (skraplacza) w elektrociepłowni przed osadami biologicznymi i mineralnymi

Sposób na wodę. gospodarka wodno-ściekowa. Antoni Litwinowicz ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Chemii i Diagnostyki. Prawo o wodzie

Postęp techniczny w przemyśle cukrowniczym. Maj 2015

profesjonalne, kompleksowe opomiarowanie i rozliczanie mediów dostarczanych do Twojego lokalu

Jakość wody w układach chłodzenia

1. Regulamin bezpieczeństwa i higieny pracy Pierwsza pomoc w nagłych wypadkach Literatura... 12

Jakość wody w układach chłodzenia (część 2)

Oczyszczanie wody - A. L. Kowal, M. Świderska-BróŜ

Wykaz produktów nie jest wyczerpujący. Złożone poniżej oświadczenia nie zwalniają z obowiązku ich weryfikacji.

BEZAWARYJNA PRACA UKŁADÓW CHŁODZENIA. a. w celu kontroli układu chłodzenia, w trakcie jego normalnej eksploatacji tzw. monitoring

Uzdatnianie wody technologicznej w chłodniach kominowych bez chemikaliów - Technologia PATHEMA- Krzysztof Potaczek

BIOTECHNOLOGIA OGÓLNA

UZDATNIANIE Z UWZGLĘDNIENIEM PRODUKTÓW UBOCZNYCH DEZYNFEKCJI

Uzdatnianie wody. Ozon posiada wiele zalet, które wykorzystuje się w uzdatnianiu wody. Oto najważniejsze z nich:

Eliminacja zjawisk korozyjnych z instalacji chłodniczych

Chemia środowiska laboratorium. Ćwiczenie laboratoryjne: Korozyjność i agresywność wód modyfikacja wykonania i opracowania wyników

OCENA AGRESYWNOŚCI I KOROZJI WOBEC BETONU I STALI PRÓBKI WODY Z OTWORU NR M1 NA DRODZE DW 913

Związek Międzygminny "Nida 2000" Stary Korczyn, Nowy Korczyn Data:

Księgarnia PWN: Apolinary L. Kowal, Maria Świderska-Bróż - Oczyszczanie wody

Instalacji odmagnezowania blendy flotacyjnej w Dziale Przeróbki Mechanicznej Olkusz Pomorzany ZGH Bolesław S.A.

Powiatowa Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna w Olecku

WYKRYWANIE ZANIECZYSZCZEŃ WODY POWIERZA I GLEBY

Autor. Patrycja Malucha ENERGOPOMIAR Sp. z o.o. Zakład Chemii i Diagnostyki. Wstęp

X Konkurs Chemii Nieorganicznej i Ogólnej rok szkolny 2011/12

Spis treści. Wstęp... 9

FORMULARZ ASORTYMENTOWO CENOWY PAKIET I. Cena jednostkowa Wartość netto Stawka Wartość brutto

OZNACZANIE TWARDOŚCI WODY SPOSOBEM WARTHA - PFEIFERA

Optymalne wykorzystanie wody chłodniczej razem z ProMinent-em

Uzdatnianie wody kotłowej. Produkty serii Chemkomplex 200. Para Woda zasilająca kotły Woda ciepła Woda gorąca

Laboratorium Ochrony przed Korozją. Ćw. 10: INHIBITORY

CHEMIA. Wymagania szczegółowe. Wymagania ogólne

Związki nieorganiczne

BIOCHEMICZNE ZAPOTRZEBOWANIE TLENU

WYMAGANIA EDUKACYJNE w klasie II

Urządzenia Watersystem do uzdatniania wody dla gastronomi

HYDROLIZA SOLI. 1. Hydroliza soli mocnej zasady i słabego kwasu. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

TEST PRZYROSTU KOMPETENCJI Z CHEMII DLA KLAS II

TEST NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z CHEMII DLA UCZNIA KLASY II GIMNAZJUM

Powstawanie żelazianu(vi) sodu przebiega zgodnie z równaniem: Ponieważ termiczny rozkład kwasu borowego(iii) zachodzi zgodnie z równaniem:

CHLOROWANIE WODY DO PUNKTU PRZEŁAMANIA

Legionella w instalacjach budynków

Raport Jakość wody i ścieków w 2011 roku

Urządzenia do ochrony instalacji Bosch D 3 Przedłuż żywotność Twojego ogrzewania

KWASY I WODOROTLENKI. 1. Poprawne nazwy kwasów H 2 S, H 2 SO 4, HNO 3, to:

WPŁYW SUROWCA NA JAKOŚĆ KONDENSATÓW doświadczenia z kampanii

Stacje odwróconej osmozy Technika membranowa

4. Składowanie. Preparatu nie należy składować razem z produktami spożywczymi, napojami oraz paszami.

UZDATNIANIE WODY W PRZEMYŚLE SPOŻYWCZYM TECHNIKI MEMBRANOWE. 26 marca 2010 Woda i Ścieki w Przemyśle Spożywczym - Białystok 2010

Technologia Wody Wykład 13(7)

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

KLASA II Dział 6. WODOROTLENKI A ZASADY

Reakcje chemiczne. Typ reakcji Schemat Przykłady Reakcja syntezy

Konkurs przedmiotowy z chemii dla uczniów dotychczasowych gimnazjów 24 stycznia 2018 r. zawody II stopnia (rejonowe)

OZNACZANIE WŁAŚCIWOŚCI BUFOROWYCH WÓD

Innowacyjny układ odzysku ciepła ze spalin dobry przykład

Wanda Wołyńska Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego Oddział Cukrownictwa. IBPRS Oddział Cukrownictwa Łódź, czerwiec 2013r.

Za poprawną metodę Za poprawne obliczenia wraz z podaniem zmiany ph

POLITECHNIKA POZNAŃSKA ZAKŁAD CHEMII FIZYCZNEJ ĆWICZENIA PRACOWNI CHEMII FIZYCZNEJ

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNYCH WODY

ZM-WORK25EC-A. Kompaktowe urządzenie do uzdatniania wody PZH. Usuwa i redukuje mangan, żelazo, amoniak, związki organiczne oraz zmiękcza wodę.

Inżynieria Środowiska S1. Chemia zajęcia laboratoryjne. Badanie fizykochemiczne wody

Konkurs Chemiczny dla uczniów szkół ponadgimnazjalnych rok szkolny 2013/2014

Propozycja planu wynikowego Chemia Nowej Ery - klasa 2 gimnazjum

Zastosowanie generatorów dwutlenku chloru i elektrolizerów w dezynfekcji wody pitnej

I. Pobieranie próbek. Lp. Wykaz czynności Wielkość współczynnika

SKUTKI SUSZY W GLEBIE

Karbonowy filtr sorpcyjny K870

Mikrofiltracja, ultrafiltracja i nanofiltracja. Katarzyna Trzos Klaudia Zięba Dominika Stachnik


Fragmenty Działu 5 z Tomu 1 REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH

Wykorzystanie wód poserwatkowych na cele energetyczne, a efekty uzyskane z tytułu ich zagospodarowania. Korzyści i przykłady z zastosowania

ZESTAW 06 MATERIAŁY DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM JEZUITÓW W GDYNI

RÓWNOWAGI W ROZTWORACH ELEKTROLITÓW.

ANTYSKALANT AUTOKLAWY / STERYLIZATORY OBIEGI CHŁODNICZE OBIEGI GRZEWCZE WODA PITNA

Spis treści. Właściwości fizyczne. Wodorki berylowców. Berylowce

Optymalizacja stosowania środków ochrony roślin

Test kompetencji z chemii do liceum. Grupa A.

Lublin Stacja Uzdatniania Wody w ZAK S.A.

SYSTEMATYKA PROCESÓW KOROZYJNYCH

SZCZEGÓŁOWE KRYTERIA OCENIANIA Z CHEMII DLA KLASY II GIMNAZJUM Nauczyciel Katarzyna Kurczab

Nauka przez obserwacje - Badanie wpływu różnych czynników na szybkość procesu. korozji

Wykaz stosowanych metod badawczych

SZKOLENIE. NAPRAWDĘ praktyczne seminarium z pokazami i warsztatami (nie tylko slajdy z rzutnika)

Amoniakalne urządzenia chłodnicze Tom I

Pierwiastki bloku d. Zadanie 1.

Zadanie 1. [ 3 pkt.] Uzupełnij zdania, wpisując brakującą informację z odpowiednimi jednostkami.

Kryteria oceniania z chemii kl VII

HYDROLIZA SOLI. Przykładem jest octan sodu, dla którego reakcja hydrolizy przebiega następująco:

IGCP XI Konferencja Techniczna Hotel Puławska Residence w Warszawie

Transkrypt:

postęp techniczny Jakość wody mgr inż. Jan Marjanowski, mgr Arkadiusz Nalikowski w układach chłodzenia cz.1 Poważnym problemem pojawiającym się w trakcie eksploatacji przemysłowych układów chłodzenia jest występowanie niekorzystnych procesów, prowadzących do pogorszenia efektywności wymiany ciepła, korozyjnego niszczenia elementów konstrukcyjnych instalacji, a także porastania mikrobiologicznego wewnątrz układu. Wymienione procesy związane są ze środowiskiem wodnym i mają swoje źródło w nieodpowiednim przygotowaniu wody, jako czynnika chłodniczego. W niniejszym artykule koncentrujemy się na omówieniu współczesnych metod uzdatniania wody chłodzącej w otwartych układach chłodzenia z odparowaniem. Część druga artykułu będzie stanowić praktyczny poradnik dla chłodnika w zakresie przygotowania wody w zakładzie mleczarskim. Nieodpowiednie przygotowanie wody, jako czynnika chłodniczego, w krótszym, bądź dłuższym czasie staje się przyczyną występowania w układzie chłodzenia szeregu niepożądanych zjawisk. Do najbardziej istotnych należą w szczególności: korozja materiałów konstrukcyjnych, procesy narastania osadów na elementach wymiany ciepła oraz niekontrolowany rozwój mikro- i makroflory. Szkodliwość wymienionych procesów dla prawidłowego działania układu chłodzenia jest zależna od specyfiki danego układu, a ich najdokuczliwiej odczuwalnym efektem, w aspekcie ekonomicznym, jest przede wszystkim szybkie pogorszeniu efektywności wymiany ciepła. Wymienione procesy przebiegają w sposób ściśle od siebie uzależniony, wywierając na siebie wzajemny wpływ. Prawidłowe przygotowanie wody uzupełniającej układ chłodzenia w połączeniu z odpowiednią korekcją i obróbką wody obiegowej oraz ciągłym monitoringiem istotnych parametrów umożliwiają całkowite wyeliminowanie tych niekorzystnych procesów oraz utrzymanie pełnej wydajności cieplnej układu. Woda uzupełniająca i chłodząca w układach otwartych z odparowaniem Brak jest centralnych wymagań, jakie powinna spełniać woda uzupełniająca otwarty układ chłodzenia, są jednakże zalecenia z reguły już dawno ustalone przez różne branżowe i korporacyjne stowarzyszenia inżynierskie lub producenckie. W oparciu o ogólne doświadczenia praktyczne producenci urządzeń chłodniczych (skraplacze, wieże wyparne, agregaty sprężarkowe) podają ogólne wytyczne dla wody uzupełniającej obieg chłodniczy, najczęściej dla celów utrzymania gwarancji dla urządzeń. Przestawiono je poniżej: parametry ogólne woda pozbawiona mętności, bez wyraźnego zapachu, nieskażona biologicznie, o niskiej zawartości substancji organicznych, odczyn ph optymalny odczyn ph w zakresie od 6,5 do 8,5, twardość od 35 mg/dm3 do 70 mg/ dm3 Ca w przeliczeniu na CaCO3 (od 2 n do 4 n). niskie zasolenie do ok. 1000 mg/dm3 odpowiadające przewodnictwu elektrycznemu wody do ok. 2000 µs / cm, przy czym korzystne jest aby suma chlorków i siarczanów w wodzie chłodzącej była niższa od 250 mg/dm3. Zalecenia dotyczące wody obiegowej z reguły normują kilka najważniejszych parametrów, które są odpowiedzialne za tendencje do korozji, bądź też wypadania osadów z wody obiegowej. Zalecenia te mogą w pewnym zakresie różnić się, w zależności od materiałów konstrukcyjnych wykorzystanych w danym obiegu chłodzenia (tab. 1 i tab. 2). fot. arch. Czynniki wpływające na prawidłową pracę 36 Czynniki wpływające na pogorszenie efektywności pracy układu chłodzenia można podzielić na dwie kategorie czynniki fizykochemiczne oraz czynniki biologiczne. Czynniki fizykochemiczne odpowiedzialne są za takie negatywne procesy, jak wytrącanie osadów na powierzchniach wymiany ciepła oraz korozja. Powstające w układach chłodzenia osady zbudowane są

najczęściej z nierozpuszczalnych soli wapnia i magnezu, wytrącających się z wody twardej (niezmiękczonej). Wytrącone osady oddziaływają negatywnie na pracę układu chłodzenia przede wszystkim poprzez obniżenie wydajności wymiany ciepła, działając jak izolator cieplny (rys.1). Do najważniejszych parametrów fizykochemicznych wody obiegowej odpowiedzialnych za wytrącanie osadów należą: twardość ogólna, zasadowość, odczyn ph, obecność anionów chlorkowych i siarczanowych. Najgroźniejszymi skutkami korozji w układzie chłodzenia jest niszczenie materiałów konstrukcyjnych, które w konsekwencji może prowadzić do trwałych uszkodzeń urządzeń, takich jak sprężarki, pompy, czy skraplacze. Wtórnym efektem korozji jest powstawanie osadów korozyjnych z nagromadzonych w układzie produktów korozji (tlenki metali). Za procesy korozyjne odpowiedzialne jest szereg czynników, spośród których najważniejsze to odczyn ph, stężenie tlenu rozpuszczonego, stężenie chlorków i siarczanów oraz związków amonowych: odczyn ph parametr decydujący o dynamice i kierunku zachodzenia procesów korozyjnych; zarówno odczyn zbyt kwaśny, jak i zbyt alkaliczny mogą negatywnie oddziaływać na materiały konstrukcyjne, tlen rozpuszczony stanowi depolaryzator katodowy dla reakcji korozyjnych; w jego obecności szczególnie na korozję równomierną narażona jest stal czarna. Otwarte układy chłodzenia charakteryzują się wysokim stopniem natlenienia wody obiegowej, co sprzyja korozji tlenowej, jony chlorkowe są odpowiedzialne za niszczenie warstewek pasywnych zarówno na powierzchni stali nierdzewnej, jak i stali ocynkowanej; poprzez lokalne niszczenie tych warstewek są czynnikiem inicjującym bardzo groźną korozję wżerową, jony siarczanowe szczególnie w obecności jonów chlorkowych są silnymi katalizatorami dla procesu korozji wżerowej, związki amonowe działają negatywnie przede wszystkim w stosunku do elementów wykonanych z miedzi i jej stopów, ale mogą również poprzez alkalizację wody powodować korozję warstewki cynkowej w przypadku stali galwanizowanej. Tabela 1. Wymagania dla wody obiegowej skraplacze natryskowo-wyparne ze stali ocynkowanej producent BALTIMORE Parametr Wartość ph 7,0 do 9,0 Twardość [mg/dm 3 Ca 30 do 500 Zasadowość ogólna [mg/dm 3 Ca max. 500 Zasolenie [mg/dm 3 max. 1000 Chlorki [mg/dm 3 Cl - max. 125 Siarczany [mg/dm 3 2- SO 4 max. 125 Przewodnictwo [µs/cm 1200 max. 1 (w procesie chlorowania ciągłego). (w procesie oczyszczania i dezynfekcji szokowej). W większości przypadków przez wpływ czynników biologicznych na układ chłodzenia rozumie się działalność mikroorganizmów obecnych w wodzie obiegowej. Działalność ta może powodować różnorakie efekty od tworzenia izolującej i hamującej przepływ warstwy biofilmu na powierzchniach wymiany ciepła, poprzez korozję mikrobiologiczną materiałów konstrukcyjnych układu, aż po właściwości zakaźne, 5 do 15, maksymalny czas trwania do 6 godzin Tabela 2. Wymagania dla wody obiegowej skraplacze natryskowo-wyparne ze stali nierdzewnej AISI 316 producent BALTIMORE Parametr Wartość ph 6,5 do 9,0 Twardość [mg/dm 3 Ca 50 do 500 Zasadowość ogólna [mg/dm 3 Ca max. 500 Zasolenie [mg/dm 3 max. 1500 Chlorki [mg/dm 3 Cl - max. 500 Siarczany [mg/dm 3 2- SO 4 max. 500 Przewodnictwo [µs/cm 2500 max. 2 (w procesie chlorowania ciągłego) (w procesie oczyszczania i dezynfekcji szokowej) 5 do 15, maksymalny czas trwania do 6 godzin w odniesieniu do personelu, obsługującego układ chłodzenia. Szczególnie groźne są egzystujące w dolnej warstwie biofilmu bakterie beztlenowe, które mogą przyspieszać nawet kilkudziesięciokrotnie procesy korozyjne. Dużym zagrożeniem są również bakterie z rodzaju Legionella, przenoszące się w sprayu wodno-powietrznym, które mogą wywoływać u ludzi objawy podobne do zapalenia płuc (legionelloza). Rysunek 1. Wpływ grubości osadu na wydajność pracy skraplacza 4/2007 przegląd mleczarski 37

Sposoby przeciwdziałania niewłaściwej jakości wody Metody fizykochemiczne przygotowania wody uzupełniającej Wodę zasilającą obiegi chłodzenia można przygotować różnymi metodami, z tym że najbardziej odpowiednie będą metody prowadzące do jej jak największego odsolenia oraz korekcji za pomocą środków chemicznych, które zwiększą termostabilność wody obiegowej i zmniejszą jej korozyjność. Stosowane metody uzdatniania wody dla celów uzupełniania wody na potrzeby chłodnictwa mogą być następujące: Dekarbonizacja na słabo kwaśnym kationicie należy do metod jonitowych. Prowadzi do całkowitej likwidacji twardości węglanowej, a więc związków wapnia i magnezu związanych z wodorowęglanami. Słabo kwaśny kationit jest regenerowany kwasem solnym. Powstały kwas węglowy ulatnia się na wyjściu z kolumny wskutek procesu desorpcji dwutlenku węgla, prowadzonego za pomocą przedmuchu wody powietrzem. W wyniku usunięcia z wody rozpuszczonych w niej wodorowęglanów wapnia i magnezu spada silnie przewodnictwo wody. Metoda nie wprowadza anionów kwasu używanego do regeneracji kationitu, np. kwasu solnego lub siarkowego, które przechodzą do ścieków. Zachodzące reakcje chemiczne są następujące: Kt-H 2 +Ca(H ) 2 Kt-Ca+2H 2 H 2 H 2 O+CO 2 Gdzie: Kt-H 2 kationit w formie kwaśnej, Kt-Ca kationit w formie wapniowej Metoda ta nie likwiduje twardości wody pochodzącej od anionów silnych kwasów, a więc chlorków i siarczanów wapnia i magnezu, pozostawiając tzw. twardość stałą, której wartość w wodzie może być znacznie wyższa od twardości węglanowej. Jonitowe zmiękczanie wody na silnie kwaśnym kationicie regenerowanym NaCl jest bardzo często stosowane szczególnie w mniejszych instalacjach. Z wody jest usuwana twardość węglanowa i stała, gdyż usuwane są jony wapnia i magnezu w myśl reakcji: Kt-Na 2 +Ca(H ) 2 Kt-Ca+2NaH Kt-Na 2 +CaCl 2 Kt-Ca+2NaCl Usunięcie jonów wapnia i magnezu, a więc kationów osadotwórczych i zastąpienie ich jonem sodowym, posiadającym wysoką rozpuszczalność w połączeniu z wieloma anionami, np. 2-, SO 4 2-, gwarantuje brak możliwości wytrącania się osadów w wodzie. Wymieniony przez jonit kation sodu tworzy w wodzie wodorowęglan sodowy NaH. Związek ten zarówno na ciepło, jak i na zimno w wodzie hydrolizuje prowadząc do wzrostu odczynu wody. Reakcja przesuwa się cały czas z lewa na prawą stronę, gdyż ulatnia się uwolniony dwutlenek węgla, powstały z rozkładu słabego kwasu węglowego wskutek przedmuchu wody powietrzem. NaH +H 2 O NaOH + H 2 H 2 H 2 O+CO 2 Stąd też uzdatnianie wody tą metodą prowadzi do jej alkalizacji, o ile jest równocześnie w instalacji prowadzony przedmuch wody np. skraplacze wyparne, chłodnie wyparne. Odwrócona osmoza jest metodą membranową wykorzystywaną szczególnie do odsalania wód silnie zasolonych. Nadaje się zarówno do odsalania wód uzupełniających obieg chłodzenia, jak też do odsalania części zładu chłodniczego, o ile będzie umiejscowiona na by-passie chłodni. Koszty eksploatacyjne odsalania wody tą metodą są niskie, choć najczęściej wysoki jest koszt samej inwestycji. Korekcja za pomocą środków chemicznych Korekcja chemiczna wody obiegowej powinna być zawsze nieodłącznym elementem uzdatniania wody w obiegach chłodzenia, niezależnie od prowadzonej odrębnie obróbki fizykochemicznej wody uzupełniającej. Ogólnie środki chemiczne przeznaczone do uzdatniania wody chłodzącej podzielić można na cztery podstawowe kategorie: Inhibitory korozji substancje chemiczne posiadające zdolność do znacznego spowolnienia lub całkowitego zahamowania procesów korozyjnych w środowisku wodnym, ze względu na specyfikę działania wyróżnia się substancje odtleniające, inhibitory pasywujące, inhibitory tworzące szczelne warstewki tlenkowe na chronionej powierzchni oraz inhibitory adsorpcyjne. Tradycyjnie w charakterze inhibitorów korozji stosowano sole metali (cynku, miedzi, chromu, molibdenu), obecnie ze względu na ich dużą toksyczność związki te wypierane są przez szereg nowych inhibitorów, m.in. związki fosfoniowe, polifosforany, azole i polimery organiczne. Stabilizatory twardości i antyskalanty substancje chemiczne, które dodane do wody zapobiegają wypadaniu i osadzaniu trudno rozpuszczalnych soli na powierzchniach wymiany ciepła i elementach konstrukcyjnych; najczęściej stosowane są produkty oparte na polifosforanach, związkach fosfoniowych, a także polimerach organicznych, środki dyspergujące związki, które przeciwdziałają wzrostowi i osadzaniu się cząstek stałych obecnych w wodzie, poprzez zmianę ich ładunku elektrycznego, w rezultacie czego cząstki odpychają się i nie podlegają procesowi aglomeracji; głównie stosowane są związki kopolimerowe, często w połączeniu z surfaktantami, biocydy wyróżniamy tu dwie podgrupy: biocydy utleniające najczęściej substancje nieorganiczne, dodawane do wody w celu likwidacji porostów biologicznych typu mikro- i makroflory, działają na organizmy w sposób niespecyficzny, poprzez atakowanie ściany komórkowej bądź organelli komórkowych, dzięki temu działają szybko i są skuteczne w stosunku do szerokiego spektrum organizmów; najczęściej spotykanymi są chlor i brom oraz ich związki, a także nadtlenek wodoru, ozon, dwutlenek chloru oraz kwas nadoctowy. Wszystkie tu wymienione są najczęściej silnie korozyjne dla materiału konstrukcyjnego układu chłodzenia, biocydy nieutleniające najczęściej są to substancje organiczne, ich działanie w stosunku do mikroorganizmów jest znacznie bardziej specyficzne, aniżeli biocydów utleniających, ich skuteczność w stosunku do różnych grup mikroorganizmów może być bardzo zróżnicowana, działanie tego typu biocydów polega najczęściej na reakcji z określonymi elementami komórkowymi, bądź na blokowaniu specyficznych szlaków metabolicznych; do najczęściej spotykanych biocydów nieutleniających należą izotiazole, DBNPA, aldehyd glutarowy, czwartorzędowe związki amonowe, polimerowe pochodne guanidyny. 38

Odsalanie Odsalanie jest bardzo istotnym procesem regulującym całkowite stężenie soli w układzie oraz redukującym ilość nierozpuszczalnych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych. Przez to spełnia niebagatelną rolę w optymalizacji wydajności systemu chłodzenia oraz uzdatnianiu wody chłodzącej. Krótkie przybliżenie zasad odsalania ilustruje rysunek 2. Objętość wody chłodzącej (Q c ) jest cyrkulowana w obrębie systemu w m 3 /min. Po przejściu przez wymiennik ciepła woda jest schładzana w wieży chłodniczej poprzez odparowanie i konwekcję. Odparowanie (E), porywanie z powietrzem oraz drobne wycieki, zmniejszają ilość wody chłodzącej, a w konsekwencji zasolenie wody wzrasta, co może prowadzić do strącania osadów bądź korozji. Zapobiega się temu przez zrzuty z systemu, które określamy jako odsalanie (B przy stężeniu C b ) oraz przez dodatek wody świeżej, określany jako uzupełnianie (M przy stężeniu C m ). O tym czy system pracuje w warunkach zrównoważonych decyduje wielkość wskaźnika zasolenia danego wzorem: CR = M/B = C b /C m (ponieważ M x C m = B x C b ). W warunkach równowagi wodnej M = E+B, stąd CR = (E+B)/B = E/B+1, z czego wynika, że: B = E/CR 1 Jest to bardzo użyteczne równanie w uzdatnianiu wody chłodzącej. Po określeniu cykli zatężania w oparciu o znane wartości zasolenia wody uzupełniającej i obiegowej, można wyliczyć aktualny, wymagany zrzut odsolin z systemu, bądź zrzut wymagany dla zachowania przez system założonej liczby cykli. W praktyce proces odsalania realizuje się za pomocą układów automatycznych, w których elektrozawór odsalający sprzężony jest z układem pomiarowym, mierzącym zasolenie wody obiegowej. Otwarcie zaworu następuje po przekroczeniu zadanego zasolenia krytycznego. Odsalanie ręczne, najczęściej obecnie spotykane w Polsce, w sposób decydujący zależy od czynnika ludzkiego, przez co zwykle jest mało efektywne i nie spełnia swojej roli a powoduje przede wszystkim niepotrzebnie zużycie dużych ilości wody. Rysunek 2. Równowaga w układzie z odparowaniem i odsalaniem w systemach chłodzenia z wieżami wyparnymi. [Dokument Referencyjny BAT dla najlepszych dostępnych technik w przemysłowych systemach chłodzenia Rysunek 3. Wykres przedstawiający stężenie substancji uzdatniającej wynikające z niewłaściwie prowadzonego monitoringu i dawkowania. [Dokument Referencyjny BAT dla najlepszych dostępnych technik w przemysłowych systemach chłodzenia Rysunek 4. Wykres przedstawiający stężenie substancji uzdatniającej wynikające z właściwie prowadzonego monitoringu i dawkowania. [Dokument Referencyjny BAT dla najlepszych dostępnych technik w przemysłowych systemach chłodzenia Filtracja bocznikowa Woda w obiegu chłodzącym powinna być stale filtrowana na boczniku pomp obiegowych z wydajnością 5-15% przepływu w obiegu głównym. 4/2007 przegląd mleczarski 39

Filtrację bocznikową najwygodniej jest prowadzić z wykorzystaniem pojedynczych lub połączonych z sobą kilku filtrów workowych usytuowanych w bezpośrednim sąsiedztwie pomp obiegowych wody obiegowej. Wielkość oczek filtra powinna być jak najmniejsza korzystnie powinna wynosić od 50 µm do 5 µm. Początkowo należy filtrować wodę z wyższymi wartościami oczek filtra i stopniowo po oczyszczeniu się wody przechodzić na filtrację używając filtrów z oczkami 10 µm i ostatecznie 5 µm. Można również stosować inne rodzaje filtrów na boczniku pomp cyrkulacyjnych. Podsumowanie czyli jak osiągnąć bezpieczeństwo eksploatacyjne układu chłodzenia? Na końcowy sukces użytkownika, czyli długotrwałą, bezawaryjną pracę układu chłodzenia, przy utrzymaniu jego pełnej wydajności, składa się cały szereg czynników, związanych z zapewnieniem odpowiedniej jakości wody. Projektując rozwiązania służące temu celowi należy określić wymagane procesy obróbki, dla wody uzupełniającej i obiegowej. Zasadnicze znaczenie będą tu miały jakość i pochodzenie wody, którą układ chłodzenia jest zasilany. Czynnikami bezpośrednio mającymi wpływ na bezpieczeństwo eksploatacyjne układu chłodzenia są: Poprawna technologia uzdatniania wody uzupełniającej optymalne jest podawanie do układu wody uzupełniającej o twardości pomiędzy 2 n a 4 n, uzyskanej poprzez częściowe podmieszanie strumienia wody po zmiękczaczu z wodą surową (twardą). Gdy jakość wody uzupełniającej jest niska (obecność zawiesiny, skażenie mikrobiologiczne) celowa jest dodatkowa obróbka z wykorzystaniem filtracji mechanicznej bocznikowej oraz z dawkowaniem szokowym biocydu utleniającego. Profilaktyczne dozowanie środków korekcyjnych powinny być spełnione trzy podstawowe cele dozowania środków korekcyjnych do wody obiegowej: ochrona przeciwkorozyjna, zabezpieczenie przed wytrącaniem osadów oraz zahamowanie rozwoju życia mikrobiologicznego. Dobór oraz wielkość dawki środków korekcyjnych jest warunkowany przez szereg czynników między innymi: rodzaj materiałów konstrukcyjnych wykorzystanych w układzie chłodzenia warunkuje dobór inhibitorów korozji, a także w niektórych przypadkach biocydów, jakość wody uzupełniającej szczególnie istotnymi parametrami jest twardość ogólna i zasolenie oraz obecność materii organicznej decydująca o doborze biocydu, stopień zatężenia i jakość wody obiegowej zbyt wysokie zatężenie wody obiegowej może być czynnikiem wykluczającym stosowanie niektórych antyskalantów, np. fosfonianów; odczyn ph limituje stosowanie niektórych biocydów, np. podchloryn sodu, a także inhibitorów korozji różna będzie skuteczność działania inhibitora w zależności od ph, stopień skażenia mikrobiologicznego wody oraz rodzaj mikroorganizmów egzystujących w wodzie obiegowej jest istotnym kryterium doboru biocydu. Poza ww. czynnikami należy brać pod uwagę również możliwe wzajemne interakcje między poszczególnymi dozowanymi środkami chemicznymi. Mogą być to zarówno interakcje wzajemnie wzmacniające efektywność działania określonych środków, jak i poważnie ją obniżające, np. podczas stosowania ozonu jako biocydu wszystkie organiczne antyskalanty i inhibitory korozji obecne w układzie zostają utlenione i tracą efektywność. Odsalanie niezbędne jest prowadzenie ciągłego procesu odsalania w systemie automatycznym. Zapobiega to nadmiernemu zatężeniu wody obiegowej, pozwala usunąć stałe zanieczyszczenia z obiegu, a także umożliwia stosowanie mniejszych dawek środków korekcyjnych. System filtracji bocznikowej pozwala usunąć z wody obiegowej zanieczyszczenia stałe wytrącone z wody (osady mineralne lub organiczne), wniesione z otoczenia np. poprzez wiatr, wniesione z materią organiczną do układu np. poprzez nieszczelne wymienniki jonitowe a także zmniejsza ładunek martwej materii organicznej pochodzącej z uśmierconych przez biocydy mikroorganizmów. Okresowe chemiczne usuwanie osadów mineralnych i biofilmów przeprowadzanie zabiegu oczyszczania układu z osadów mineralnych i organicznych odpowiednimi preparatami. Monitorowanie układu chłodzenia prawidłowe prowadzenie eksploatacji układu chłodzenia wymaga ciągłego monitorowania najważniejszych parametrów wody obiegowej. Pozwala to uniknąć przykrych niespodzianek, jak np. niespodziewane wytrącenie osadów w wyniku przedawkowania antyskalanta, czy nagły zakwit mikroorganizmów w wyniku naniesienia z wodą uzupełniającą dużego ładunku materii organicznej. Do podstawowych parametrów, które powinny podlegać monitoringowi należą: odczyn ph, temperatura, twardość ogólna, twardość wapniowa, zasadowość, zasolenie, przewodnictwo, stężenie chlorków i siarczanów, stopień i rodzaj skażenia mikrobiologicznego. Uzyskane z monitoringu wyniki pozwalają określić tendencję całego układu do strącania osadów lub korozji, poprzez wyliczenie odpowiednich indeksów stabilności wody (indeks Langelier a, Ryznar a, Larsona-Skolda), a w konsekwencji dają podstawę do korekcji w górę lub w dół stosowanych dawek środków korekcyjnych bądź zwiększenia lub zmniejszenia częstotliwości odsalania. Wskazane jest również prowadzenie monitoringu substancji dozowanych do wody obiegowej. W dłuższej perspektywie pozwala to nie tylko uniknąć efektu przedawkowania bądź niedodawkowania, ale również osiągnąć wymierne korzyści ekonomiczne, dzięki optymalizacji procesu dozowania. Efekt ten zilustrowano na rysunkach 3 i 4. Najkorzystniejszą sytuacją jest, gdy proces monitoringu jest w pełni zautomatyzowany i sprzężony z procesem dawkowania środków korekcyjnych. Jednak w praktyce jest to trudne do zrealizowania, przede wszystkim ze względu na wysokie koszty takiego rozwiązania. Dobrą alternatywą może być powierzenie całości czynności związanych z monitoringiem i obróbką wody wyspecjalizowanej firmie zewnętrznej. Outsourcing tego typu daje znaczne korzyści, bowiem użytkownik i jego instalacja korzystają z wiedzy i doświadczeń nabytych przez firmę zewnętrzną na wielu różnorodnych obiektach. mgr inż. Jan Marjanowski, Centrum Badawczo-Wdrożeniowe UNITEX Sp. z o.o. mgr Arkadiusz Nalikowski, Przedsiębiorstwo MARCOR 40