مقاله بررسی دو پدیده رسوب و خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن در یک نمونه موردی صنعتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

  مقاله بررسی دو پدیده رسوب و خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن در یک نمونه موردی صنعتی دارای ۱۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله بررسی دو پدیده رسوب و خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن در یک نمونه موردی صنعتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی دو پدیده رسوب و خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن در یک نمونه موردی صنعتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

بخشی از متن مقاله بررسی دو پدیده رسوب و خوردگی در برج خنک کننده و کنترل آن در یک نمونه موردی صنعتی :

چکیده:

برجهای خنککننده از جمله مهمترین تجهیزات موجود در صنایع نفت میباشند. بسیاری از تجهیزات و فرایندها برای کار نیازمند خنککاری هستند و عمده سیال موجود برای این کار در صنعت، آب است. وظیفه خنک کردن آب به عهده برج خنککننده است.

در این بین مشکلات مختلفی از جمله مشکل رسوب و همچنین پدیده خوردگی۱ در برج اتفاق میافتد. این مقاله به بررسی علل و عوامل رسوب و خوردگی و تشریح و تعریف انواع آنان در برج خنککننده میپردازد. در صنایع بزرگ از جمله صنعت نفت هزینه زیادی برای حذف این دو پدیده و عوامل مخرب ناشی از آن پرداخته میشود بنابراین سعی در کم کردن و یا از بین بردن علل و عوامل آنها بسیار مفید خواهد بود. همچنین به بررسی پرکن۲ها در برج و توصیف انواع آن با ذکر مزایا و معایب آنان پرداخته و در نهایت با استفاده از یک نمونه موردی۳ به بررسی غلظتهای آلاینده۴ و عوامل خوردگی در برج میپردازیم و با نرمافزار غکژکA طکصهح شبکهایی برای نمونه موردی گفته شده ارائه میکنیم. این سیستم بر اساس تلفیق معادلات غیرخطی بهدست آمده از انتگراسیون۵ جرمی بوده و شبکه ارائه شده با توجه به کنترل میزان آلاینده در برج، میزان آب مصرفی و پساب تولیدی در برج را نیز کاهش میدهد. نتایج و تحلیل به دست آمده این موضوع را نشان میدهد.

کلمات کلیدی: برج خنککننده، رسوب، خوردگی، پرکن، زیرآب.۶

مقدمه:

غپطکپططپه

؟غطفطهب ۲yأصک ککهه صغهصأئئپب غپطصهط؟کصغع غwپw2پئB

ذ

ل

ص

خ

ز

خ

۱

برج خنککننده همانطور که از نامش پیداست برای خنک کردن به کار میرود. تجهیزاتی که در صنعت به منظور انتقال حرارت به کار میروند از جمله تجهیزات مهم بوده که در این میان برج خنککننده برای ادامه و تداوم عملیات و دیگر فرایندها موثر و کاربردی است. بسیاری از واحدهای عملیاتی نیاز به خنک کاری دارند. این خنک کاری توسط سیالاتی چون آب، روغن، هوا و غیره انجام میشود. در برجهای خنککننده آب در تماس با ها قرار گرفته و خنک میشود. به عبارت دیگر آبی که در فرایندهای متعدد گرم شده و دمای آن بالا رفته مجددا خنک شده و به واحدها باز میگردد. یک برج خنککننده از قطعات و بخشهای مختلفی ساخته میشود. همچنین دارای طبقهبندی و انواع مختلفی بوده که بر حسب کاربرد آن در صنعت انتخاب میس شوند اما شیوه عملکرد در همه آنها کمابیش مثل هم است. آبی که از فرایندها به درون برج خنککننده وارد میشود در اثر تماس با آلایندههای گوناگون حاوی مقادیری از آلایندهها میباشد. از اینرو با ورود مداوم و پیوسته به برج در طول مدت زمان زیاد بر روی بخشهای درون برج که در تماس مستقیم با آب هستند رسوب تولید میشود. ایجاد رسوب در تجهیزات سبب ایجاد یک مقاومت اضافی شده که این خود باعث کاهش شدید نرخ انتقال حرارت میشود. از سوی دیگر این آلایندهها موجب تشدید پدیده خوردگی در برج شده و موجب بالا رفتن هزینههای نگهداری و عملیاتی میشود. از اینرو دو عامل ایجاد رسوب و پدیده خوردگی در برج خنککننده همواره بزرگترین مشکلات پبش رو در این برجها میباشد. برای جلوگیری و یا توقف این دو پدیده تا کنون راهس کارهای زیادی پیشنهاد شده و آزمایش گردیده است. در ادامه به بررسی این دو پدیده، علل و عوامل ایجاد آن و همچنین نحوه مقابله و برخورد با آنان توضیح داده میشود.

عوامل رسوب و کنترل آن:

رسوب از جمله مهمترین مشکلات برجهای خنککننده است. تشکیل رسوب در برج موجب ایجاد مقاومت اضافی در برابر انتقال حرارت شده و بازدهی برج را به شدت کم میکند از سوی دیگر رسوب موجب بروز خوردگی در قطعات و لولهها در برج میشود. ترکیباتی که به صورت رسوب در این برجها مشاهده میشود شامل مواد زیر است:

-۱ کربنات کلسیم

-۲ فسفات کلسیم و فسفات روی

-۳ سیلیکا و سیلیکات منیزیم

-۴ سولفات کلسیم

در برجهای خنککننده از مفهومی به نام سیکل تغلیظ استفاده میشود که عبارت است از نسبت هدایت الکتریکی۱

آب گرم ورودی به برج به هدایت الکتریکی آب جبرانی. هرچه مقدار عددی سیکل تغلیظ در برج بالاتر باشد هزینههای عملیاتی کمتر شده و از نظر زیست محیطی نیز عملکرد بهتری دارد. هنگامی که برج در حالت سیکل تغلیظ بالا کار میکند میزان رسوبات در برج افزایش مییابد. از اینرو برای جلوگیری از ایجاد و تشکیل رسوب در برج از مواد ضد رسوب۲ استفاده میشود.بذم

مواد ضد رسوب همانطور که از نامشان پیداست به عنوان عاملی جهت ایجاد یک مانع برای رسوب عمل کرده و فرایند رسوب را متوقف و یا کاهش میدهند. در جدول (۱) برای هر کدام از رسوبات در برج، ماده ضد رسوب آن آورده شده است.

جدول(:(۱ انواع رسوب و ماده ضد آن

yصطهطصطأ۲غپه ذ صغهکطکژکطخ ل

۲

نوع رسوب بازدارنده مناسب
کربنات کلسیم فسفوناتها، هموپلیمرهای انیدرید مالئیک، هموپلیمرهای اسید اکریلیک
سولفات کلسیم پلیفسفاتها، فسفوناتها، هموپلیمرهای اسید اکریلیک
سیلیکات منیزیم کوپلیمر اسید اکریلیک، هموپلیمر اکریل آمید، کوپلیمر انیدریدمالئیک
فسفات کلسیم و فسفات روی کوپلیمر و تری پلیمرهای اسید اکریلیک، کوپلیمرهای انیدرید مالئیک

مکانیسم عملکرد این بازدارندهها در برج متفاوت بوده و به طور کلی به سه دسته تقسیم میشود:

-۱ جلوگیری از ایجاد و تشکیل هسته کریستال

-۲ جلوگیری از رشد و توسعه کریستال رسوب

-۳ جلوگیری از بهم پیوستن و تجمع رسوب و تشکیل کریستالهای بزرگتر

اثرات مواد ضد رسوب با توجه به نوع ماده تشکیل دهنده و نوع رسوب فرق میکند. این مربوط به کیفیت ماده ضد رسوب است که در جدول (۲) به برخی از آنان اشاره شده است.

جدول(:(۲ برخی از رسوبهای مهم و اثر ضد رسوب آنها

نوع رسوب نوع ماده ضد رسوب مکانیسم عمل و کیفیت ضد رسوب
کربنات کلسیم، هیدروکسید لیگنینها۱، تانینها۲ اثرات بازدارندگی در حد کافی و پایداری ندارند
روی
کربنات کلسیم پلیفسفاتها در صورتی که زمان ماند آب در برج زیاد باشد و یا دما بالا باشد هیدرولیز شده و تاثیر
مفید ندارند
کربنات کلسیم و فسفات پلیاولفسفات به ندرت هیدرولیز شده و تاثیر بازدارندگی پایداری دارد
کلسیم استرها،فسفوناتها

برخی از عوامل در برج خنککننده سبب تغییر در میزان سرعت رشد رسوب میشود از جمله مهمترین این عوامل به سه مورد

اشاره میشود:

:PH -1

به طور کلی حلالیت رسوبات با کاهش میزان دب افزایش مییابد. به عبارتی میزان رسوب در برج با کاهش دب کم میشود.

البته محدودیتهایی نیز وجود دارد.

-۲ دما:

کغطغ؟طع ذ کغطغغه۱ ل

۳

حلالیت ترکیبات رسوبدهنده در آب با افزایش دما کاهش مییابد. به عبارتی دیگر، میزان رسوب در برج با افزایش دما زیاد میشود.

-۳ سرعت:

با افزایش سرعت آب، میزان رسوب کم میشود. از ایرو تشکیل رسوب در فضاهای مرده۱ در برج که سرعت آب در آنجا کم است مانند حوضچه، بیشتر است.

رسوبات بیولوژیکی:

دسته دوم از رسوبات برج خنککننده رسوبات بیولوژیکی است که ناشی از تجمع و تهنشین شدن گل و لای و رشد میکروارگانیسمها و باکتریها میباشد. این نوع رسوب نیز به نوبه خود باعث کاهش نرخ انتقال حرارت و خوردگی میشود.

اصولا رسوب بیولوژیکی را به دو دسته گل و لای۲ و لجن۳ تقسیمبندی میشود. جدول (۳) به شرح این نوع رسوب میپردازد.

جدول(:(۳ انواع رسوب بیولوژیکی و کیفیت آنها

نوع رسوب ویژگی رسوب محل تشکیل رسوب
بیشتر شامل مواد غیرآلی و غیر باکتریایی بوده و کف حوضچه آب سرد، سیستم توزیع آب گرم،
گل و لای بیشتر در مناطقی از برج رشد میکند که در آن سطح خارجی لولهها و صفحات جداکننده و تیغهس
نواحی سرعت آب کم بوده و یا ساکن است های بافل
بیشتر شامل مواد ارگانیکی بوده و به صورت یک
لایه چسبنده که حاصل از میکروارگانیسمها است دیواره حوضچه آب سرد، پرکنها، سیستم توزیع
لجن به سطوح و لولهها در برج میچسبد. این رسوب آب گرم، سطح خارجی لولهها و صفحات جداس
در نواحی با سرعت بالای آب نیز مشاهده میس کننده و تیغههای بافل
گردد