Uzdatnianie wody chłodniczej dla przemysłu
W czasie użytkowania instalacji chłodniczych może pojawić się szereg problemów związanych z jakością wody chłodniczej. Są to problemy związane z korozyjnością materiałów, osadzaniem kamienia czy rozwojem środowiska mikrobiologicznego. Wszystkie te procesy wiążą się z pogorszeniem wydajności systemu chłodniczego. Aby je wyeliminować niezbędne jest wcześniejsze uzdatnienie wody chłodniczej. Ważny jest również stały nadzór nad jakością wody chłodniczej ponieważ z biegiem czasu jej parametry mogą się zmieniać.
Woda chłodnicza – wymagania
Producenci urządzeń chłodniczych, takich jak skraplacze, wieże chłodnicze, chillery najczęściej określają wymagania dla wody chłodniczej:
- woda bez mętności, bez zapachu, bez zanieczyszczeń biologicznych;
- pH w zakresie 6,5 do 8,5;
- twardość ogólna poniżej 25 mg/l CaCO3;
- przewodnictwo elektryczne poniżej 10uS/cm.
Parametry mogą się różnić w zależności od typu urządzenia, zastosowanych materiałów.
Problemy wody chłodniczej
Najczęstszym procesem obniżającym wydajność urządzeń chłodniczych jest osadzanie kamienia. Składa się on najczęściej z nierozpuszczalnych soli wapnia i magnezu. Osadzają się wewnątrz instalacji tworząc izolacyjną powłokę, przez co bezpośrednio obniżają wydajność układu. Aby temu zapobiec należy stosować wodę zmiękczoną bądź demineralizowaną.
Kolejnym problemem jest korozja. Prowadzi do trwałych uszkodzeń urządzeń takich jak sprężarki, pompy, zawory. Za korozję odpowiada odczyn pH, stężenie tlenu rozpuszczonego oraz stężenie chlorków i siarczanów. Odczyn pH nie powinien być ani zbyt kwaśny ani zbyt alkaiczny. Optymalny odczyn zawiera się w przedziale 6,5-8. Stężenie tlenu rozpuszczonego jest szczególnie wysokie w otwartych układach chłodzenia. Aby zapobiec korozji niezbędne jest dozowanie inhibitorów.
Woda chłodnicza – sposoby uzdatniania
Istnieje kilka metod na uzdatnianie wody chłodniczej. Najbardziej odpowiednie są metody prowadzące do jak największej redukcji zasolenia. Dodatkowo często niezbędne jest dozowanie środków korekcji chemicznej.
- Dekarbonizacja na słabo kwaśnym kationicie. Całkowicie likwiduje twardość węglanową (związków wapnia i magnezu). Usunięcie wodorowęglanów prowadzi wapnia i magnezu prowadzi do obniżenia przewodnictwa wody. Metoda ta nie eliminuje jednak twardości stałej – pochodzącej anionów silnych kwasów (chlorków i siarczanów wapnia i magnezu). Twardość stała jest często wyższa niż twardość węglanowa. Metoda ta nie jest już zalecana w nowoczesnych instalacjach. Wiąże się z koniecznością stałej obsługi i nadzoru ze strony użytkownika.
- Jonowe zmiękczanie wody na silnie kwaśnym kationicie regenerowanym za pomocą NaCl. Usuwa z wody twardość węglanową oraz stałą ponieważ usuwa jony wapnia i magnezu. Zastępuje je jonem sodowym (NaOH4), który nie powoduje wytrącania kamienia. Prowadzi jednak do wzrostu odczynu wody – alkalizacji. Metoda ta również wymaga wiele uwagi ze strony obsługi technicznej.
- Odwrócona osmoza jest obecnie najlepszą metodą uzdatniania wody chłodniczej. Jest to technika membranowa pozwalająca na uzyskanie wody demineralizowanej. Nadaje się do odsalania wód silnie zasolonych. Charakteryzuje się niskimi kosztami eksploatacji oraz bezobsługowym działaniem.
Korekcja chemiczna wody chłodniczej
Korekcja chemiczna powinna być stosowana kolejno po uzdatnianiu wody chłodniczej. Można wyróżnić 4 kategorie korekcji:
- inhibitory korozji, są substancjami spowalniającymi lub całkowicie zatrzymującymi procesy korozyjne. Wyróżnia się inhibitory pasywujące, odtleniające, adsorpcyjne.
- stabilizatory twardości i antyskalanty – substancje, które zapobiegają osadzaniu trudno rozpuszczalnych soli na powierzchni wymiany ciepła. Zapobiegają narastaniu kamienia wewnątrz instalacji.
- środki dyspergujące – przeciwdziałają wzrostowi i osadzaniu cząstek stałych obecnych w wodzie. Zmieniają ich ładunek elektryczny w wyniku czego cząstki odpychają się i nie podlegają procesowi aglometacji.
- biocydy utleniające oraz nieutleniające. Dodawane do wody w celu likwidacji porostów biologicznych typu mikroflory i makroflory.
