本文探討了在結(jié)垢造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞之前清潔 FRP 冷卻塔填料的方法。

初級(jí)冷卻是過(guò)去一個(gè)世紀(jì)許多冷卻塔的共同特征，而有關(guān)進(jìn)氣和排氣問(wèn)題的環(huán)境法規(guī)基本上迫使新項(xiàng)目過(guò)渡到冷卻塔或在某些情況下使用水冷冷凝器.適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)控制對(duì)于冷卻塔中的穩(wěn)定傳熱及其物理穩(wěn)定性至關(guān)重要。但即使有嚴(yán)格的化學(xué)品供給和監(jiān)控，冷卻塔，尤其是冷卻塔的玻璃纖維冷卻塔填料，仍會(huì)積聚阻礙熱交換的水垢和微生物沉積物，在最壞的情況下，會(huì)導(dǎo)致塔的一部分倒塌。

冷卻塔的性能在很大程度上取決于熱交換器返回的熱水與通過(guò)冷卻塔吸入或吹出的冷空氣之間的接觸效率。通過(guò)使用冷卻塔填充物來(lái)增強(qiáng)熱傳遞，冷卻塔填充物經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，已發(fā)展成為能夠最大限度地提高空氣與水接觸的復(fù)雜設(shè)計(jì)。高效 PVC 薄膜填充的圖示如下所示。

從早期的飛濺填充設(shè)計(jì)過(guò)渡到現(xiàn)代高效類型可減少冷卻塔投資和運(yùn)營(yíng)成本。然而，提供空氣和水之間良好接觸的曲折路徑也使這些 FRP 冷卻塔填料極易結(jié)垢。嚴(yán)重結(jié)垢會(huì)使重量增加約 10 倍，導(dǎo)致 FRP 冷卻塔填料塌陷到水槽中，需要更換昂貴的 FRP 冷卻塔填料。

適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)處理

雖然這篇文章的重點(diǎn)是清潔已經(jīng)開(kāi)始積累沉積物的

FRP冷卻塔填充物的方法，但最重要的是了解正確的化學(xué)處理方法正常操作期間的化學(xué)處理對(duì)于防止嚴(yán)重或突然結(jié)垢和結(jié)垢問(wèn)題至關(guān)重要。關(guān)于冷卻系統(tǒng)中的水垢（和腐蝕）控制，已有 40 年歷史的磷酸鹽/膦酸鹽處理方法已被非磷聚合物基化學(xué)品所取代，主要原因有兩個(gè)。一是由于困擾許多水體的有毒藻華問(wèn)題，磷向環(huán)境中的排放越來(lái)越受到監(jiān)管和限制。其次，事實(shí)證明，新的聚合物項(xiàng)目對(duì)于冷卻系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕控制更為有效。

冷卻系統(tǒng)中最嚴(yán)重的問(wèn)題通常與微生物污染有關(guān)。因此，幾乎所有系統(tǒng)都將某種形式的氧化性殺菌劑作為主要處理劑，最常見(jiàn)的是漂白劑，但也可能是氣態(tài)氯、漂白劑/溴化鈉、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。這在許多裝置中都是一個(gè)問(wèn)題，尤其是在電力行業(yè)，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署 (USEPA) 制定并制定了每天 2 小時(shí)內(nèi)有效氯平均值的規(guī)定 殘留水平不得超過(guò) 0.2 ppm 因?yàn)椤白罴芽捎眉夹g(shù)”。由于植物受到如此限制，每天允許的處理量不到 9%，從而使微生物有機(jī)會(huì)定居并開(kāi)始形成保護(hù)性粘液層。

處理污染的玻璃纖維冷卻塔填料的選項(xiàng)

許多設(shè)施都受到多孔性的影響FRP 冷卻塔填料的塑料污染。替換物理填充是一種潛在的解決方案，但可能會(huì)導(dǎo)致重復(fù)出現(xiàn)的情況。另一種選擇是切換到低污垢填充設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)通常具有更高的垂直流型、更少的表面紋理，有時(shí)板之間的間距更大，所有這些都是以犧牲一些冷卻效率為代價(jià)的。由于 FRP 冷卻塔填料的更換在材料和停機(jī)時(shí)間方面可能很昂貴，因此其他人選擇以化學(xué)或機(jī)械方式清潔 FRP 冷卻塔填料。在更換與清潔和清潔方法之間進(jìn)行選擇需要仔細(xì)考慮。該決定取決于結(jié)垢程度、結(jié)垢劑的物理和化學(xué)性質(zhì)、填料類型以及處理冷卻塔排污時(shí)的環(huán)境因素。例如，在嚴(yán)重污染的薄膜包裝中，一些通道可能會(huì)完全堵塞，從而阻止清潔溶液流過(guò)，并可能充當(dāng)過(guò)濾器以去除包裝其他部分中去除的固體。如果立即將全部沉積物釋放到循環(huán)水流中，將導(dǎo)致懸浮固體含量非常高，排污必須在排放前轉(zhuǎn)移或處理。污垢的類型也因循環(huán)水的性質(zhì)和所使用的處理化學(xué)品而有很大差異。隨著時(shí)間的推移，污垢基質(zhì)將充當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)，將額外的懸浮固體截留在 FRP 冷卻塔填料的縫隙中，并阻礙空氣和水的流動(dòng)。此時(shí)，構(gòu)成選擇 FRP 冷卻塔填料的驅(qū)動(dòng)力的效率標(biāo)準(zhǔn)變得無(wú)效。

隨著時(shí)間的推移，高效的 FRP 冷卻塔填充物的效率將越來(lái)越低，可能會(huì)增加其初始重量的 10 倍，開(kāi)始擠壓支撐梁周圍，并最終塌陷到水槽中。當(dāng)操作員注意到性能下降或冷卻塔填充物開(kāi)始變形時(shí)，再進(jìn)行清潔已為時(shí)已晚。需要更換包裝。但是，如果在早期和中期發(fā)現(xiàn)污垢，根據(jù)污垢的性質(zhì)，有多種清洗方法可供選擇。

多孔塑料 FRP 冷卻塔填料的清潔選項(xiàng)

清潔塔架 FRP 冷卻塔填料的最合適方法取決于幾個(gè)因素，包括安全問(wèn)題、系統(tǒng)冶金、在役和非服務(wù)清潔、對(duì)工廠運(yùn)營(yíng)的潛在影響、清潔液的處置、環(huán)境影響以及污染物的化學(xué)和物理特性。

礦垢

硬礦床最常見(jiàn)的是二氧化硅/硅酸鹽或碳酸鈣（方解石）。二氧化硅在低溫下的溶解度最低，沉積物通常出現(xiàn)在逆流填充袋底部附近，那里溫度最低，水濃度最高，水/空氣分布不均勻會(huì)導(dǎo)致干點(diǎn)或局部集中區(qū)域。方解石沉積物通常存在于整個(gè) FRP 冷卻塔填充物中，但通常在底部最重。填料頂部附近的較高溫度具有最低的方解石溶解度并促進(jìn)更快的沉積動(dòng)力學(xué)。然而，當(dāng)水通過(guò) FRP 冷卻塔填料時(shí)，礦物質(zhì)會(huì)因蒸發(fā)而略微濃縮，并且隨著過(guò)量的 CO2 被汽提，pH 值會(huì)略微升高。

一種可以在任何類型的硬沉積物早期有效使用的技術(shù)是應(yīng)用某些類型的表面活性劑，這些表面活性劑會(huì)滲透硬沉積物并使其從略微柔軟的塑料轉(zhuǎn)變?yōu)閺幕纳蟿冸x.除正常阻垢程序外，表面活性劑一般應(yīng)延長(zhǎng)60-180天。該程序永遠(yuǎn)不會(huì) 100% 有效，但通常會(huì)去除 70-80% 的結(jié)垢礦物質(zhì)。在執(zhí)行清潔過(guò)程之前，必須確定并糾正污垢情況。

對(duì)于主要沉積物是方解石的大型水冷卻系統(tǒng)，可以通過(guò)降低運(yùn)行 pH 值和/或增稠循環(huán)來(lái)清潔 FRP 冷卻塔填料，直到水在填料條件下相對(duì)于方解石不飽和直到。方解石通常充當(dāng)沉積基質(zhì)的粘合劑，因此將碳酸鈣溶解在沉積基質(zhì)中可能會(huì)產(chǎn)生不成比例的效果。原則上，任何程度的去飽和都會(huì)隨著時(shí)間的推移而起作用。對(duì)于許多已經(jīng)將其用于 pH 控制的工廠來(lái)說(shuō)，硫酸是顯而易見(jiàn)的選擇，但在使用這種危險(xiǎn)化學(xué)品之前，需要非常仔細(xì)的計(jì)劃，包括工廠人員、化學(xué)品供應(yīng)商和任何外部承包商。其他工廠可能更喜歡使用更安全、腐蝕性更小的酸，例如有機(jī)酸或受抑制的氨基磺酸。 [4] 某些有機(jī)酸在中等 pH 值下比無(wú)機(jī)酸更有效，并且與硫酸具有協(xié)同作用。在 pH 值為 5 時(shí)，與單獨(dú)使用硫酸相比，應(yīng)用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)酸會(huì)使方解石的溶解速率提高 10-20 倍。

對(duì)于輕質(zhì)碳酸鈣結(jié)垢，離線泡沫酸清洗非常成功，至少在較小的色譜柱上是這樣。填充包裝頂部的熟練專家使用強(qiáng)酸泡沫。泡沫的性質(zhì)允許酸在緩慢向下通過(guò) FRP 冷卻塔填充物時(shí)接觸水垢。根據(jù)工廠安全和環(huán)境要求，相對(duì)少量的用過(guò)且大部分已中和的泡沫清潔溶液將收集在集水槽中并進(jìn)行處理，或與可能在使用中的相鄰塔單元分開(kāi)與其他循環(huán)水混合。

礦物水垢也可以通過(guò)機(jī)械方式就地或異地清除。由于其相對(duì)于軟質(zhì) PVC 的脆性，可以通過(guò)從下方就地機(jī)械清潔填充包來(lái)成功去除除垢。

微生物/有機(jī)沉積物基質(zhì)

微生物生長(zhǎng)或有機(jī)物充當(dāng)沉積物基質(zhì)粘合劑的沉積物具有柔軟的、有時(shí)像油灰一樣的稠度。與礦物薄片不同，微生物來(lái)源的沉積物往往主要積聚在 FRP 冷卻塔填料的中間。噴嘴正下方的水流速度通常足夠高以防止微生物粘附。因此，有時(shí)無(wú)法檢測(cè)到微生物引起的污垢，因?yàn)樵趶臑⑺畤婎^頂部向下看的檢查中看不到它。隨著 FRP 冷卻塔填充物幾英寸內(nèi)的水速降低，微生物開(kāi)始在表面定植，在懸浮固體通過(guò) FRP 冷卻塔填充物時(shí)充當(dāng)懸浮固體的過(guò)濾器。 FRP 冷卻塔填料中間??的污垢往往比底部更嚴(yán)重，因?yàn)閼腋」腆w在到達(dá)底層之前被過(guò)濾掉，并且因?yàn)?FRP 冷卻塔填料的最后幾英寸不能物理支撐厚而軟的沉積物。無(wú)法從頂部或底部清楚地看到微生物污染，再加上檢查填充夾層的困難，通常使這種類型的污染直到過(guò)程后期才被發(fā)現(xiàn)。工廠人員試圖在塔運(yùn)行期間使用懸掛在稱重傳感器上的填料部分監(jiān)測(cè)填料污染，方法是在塔蓋末端切開(kāi)一個(gè)檢修窗，以便使用手動(dòng)升降機(jī)定期移除中間部分進(jìn)行檢查，或者將一部分懸掛起來(lái)玻璃鋼冷卻塔填料位于主玻璃鋼冷卻塔填料包下方，便于檢查和稱重。所有這些方法都可以使用，但沒(méi)有一個(gè)被證明是完全令人滿意的。

有幾種有效的方法可以去除冷卻塔 FRP 冷卻塔填料中的生物污泥基質(zhì)沉積物。超鹵化是一種廣泛嘗試的方法，但其有效性通常令人失望。重要的考慮因素是系統(tǒng)組件的潛在腐蝕和排放前脫氯的需要。

微生物基質(zhì)通常含水量高，徹底干燥后會(huì)收縮并從表面脫落。然而，即使冷卻塔位于低濕度氣候中，即使在風(fēng)扇的幫助下有效地干燥冷卻塔填充物也會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。二氧化氯也已成功用作冷卻塔生物膜的清潔劑。然而，使用微生物或有機(jī)粘合劑對(duì)沉積物進(jìn)行最廣泛實(shí)踐和最有效的清潔方法是過(guò)氧化氫 (H2O2)，因?yàn)樗难趸瘡?qiáng)度和化學(xué)物質(zhì)與有機(jī)沉積物反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的氧氣微氣泡的物理作用。過(guò)氧化氫的積極環(huán)境特征包括其快速分解成水和氧氣，以及易于使用是促使過(guò)氧化物用作柱填料清潔劑的其他因素。典型劑量在 500-3,000 ppm 活性 H2O2 范圍內(nèi)。與大多數(shù)清潔操作一樣，添加少量表面活性劑將有助于減少沉積物。通常添加聚合物分散劑以幫助將去除的固體保持懸浮狀態(tài)，直到它們可以被吹出。

許多生物質(zhì)由細(xì)胞外和細(xì)胞內(nèi)的水和有機(jī)物組成，這些物質(zhì)將被過(guò)氧化物洗滌溶解。沉積物的很大一部分通常包含大量釋放到水中的污垢和淤泥。圖 5 和圖 6 顯示了清潔前后在中度污染的高效冷卻塔填料上形成的粘土基質(zhì)的外觀。

在礦藏中礦物質(zhì)含量高的情況下，循環(huán)水會(huì)變得很渾濁。在清潔嚴(yán)重污染的系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)在工作計(jì)劃范圍內(nèi)預(yù)期并考慮冷卻塔排污中存在高懸浮固體的可能性。

總結(jié)

首先應(yīng)盡一切努力防止沉積。應(yīng)指定適合系統(tǒng)合理預(yù)期的填充類型，同時(shí)考慮進(jìn)水水質(zhì)、微生物控制、預(yù)處理設(shè)備的存在以及外部污染物可能通過(guò)空氣污染物或過(guò)程進(jìn)入色譜柱的可能性流體。泄漏。

應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控微生物和沉積物控制計(jì)劃，以確保它們?cè)陬A(yù)期限度內(nèi)并提供預(yù)期結(jié)果。

應(yīng)檢查任何預(yù)處理和側(cè)流固體去除設(shè)備的性能，以確保其能夠輸送和維持懸浮固體在規(guī)格范圍內(nèi)。

工廠人員應(yīng)積極進(jìn)行檢查和監(jiān)控。及早發(fā)現(xiàn)結(jié)垢時(shí)，可以以更低的成本獲得更多選擇。

應(yīng)考慮對(duì)塔填料清潔進(jìn)行定期、輕度、預(yù)防性維護(hù)。隨著時(shí)間的推移，大多數(shù)高效玻璃纖維冷卻塔填料往往會(huì)逐漸增加重量。年度預(yù)防性維護(hù)清潔可以穩(wěn)定或扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)。

如果需要清潔，必須充分考慮安全和環(huán)境因素。清潔需要工廠人員和化學(xué)品供應(yīng)商/顧問(wèn)之間的仔細(xì)計(jì)劃和協(xié)調(diào)。人員的安全是最重要的。同樣，清潔會(huì)釋放許多懸浮固體，如果不小心控制，可能會(huì)弄臟設(shè)備或在沒(méi)有事先計(jì)劃的情況下導(dǎo)致處置問(wèn)題。

如果發(fā)生結(jié)垢，應(yīng)考慮所有補(bǔ)救措施，但通常應(yīng)從適合沉積物性質(zhì)和數(shù)量的成本最低和最積極的方法開(kāi)始。在早期階段識(shí)別和糾正結(jié)垢條件成本最低，如果允許持續(xù)存在，則比積極清潔或最終填充更可取。

所有系統(tǒng)都不同，應(yīng)優(yōu)先與清潔供應(yīng)商和水處理專家進(jìn)行仔細(xì)咨詢。

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