Kerak dan korosi telah mempengaruhi sistem pendingin. Karena permasalahan lingkungan yang semakin serius, semakin sulit untuk membuktikan keabsahan penggunaan reagen kimia untuk mencegah permasalahan tersebut.
1.Perkenalan
Gelembung nano telah digunakan dalam banyak aplikasi teknik, lingkungan, biologi, dan medis, dan banyak hasil bermanfaat yang telah dilaporkan. Meski manfaat tersebut terkadang melebihi alasan ilmiah di balik munculnya nanobubbles. Partikel dan gelembung yang lebih kecil dari 1 mikron adalah gelembung nano. Gelembung nano dapat diukur menggunakan metode serupa, seperti hamburan cahaya dinamis; Gas dalam gelembung nano terkonsentrasi dan berada dalam kondisi tekanan-tinggi, dan gas tersebut ditransfer ke cairan di sekitarnya hingga cairan jenuh dengan gas dan kehilangan gradien konsentrasi atau tekanan internal gelembung nano seimbang dengan tekanan fluida. Gas-gas ini mengubah lingkungan kimiawi cairan di sekitarnya.
2. Sifat fisik dan kimia gelembung nano
a.Waktu tinggal yang lama di dalam air
b.Stabilitas yang baik dalam air
c.Dapat bertindak sebagai penghambat korosi dan sebagai lapisan pelindung
Gelembung nano dapat sangat mempengaruhi aliran cairan di sepanjang permukaan mikro yang kasar namun hidrofobik. Umur gelembung nano yang menempel pada permukaan bisa beberapa jam, hari, dan bulan, serta dapat menahan suhu mendekati titik didih. Selain itu, dengan bantuan “pinning”, gelembung nano dapat bertahan di permukaan kasar untuk jangka waktu yang lebih lama. Ketika beberapa gelembung nano muncul di permukaan baja, gaya gesekan pada permukaan baja dapat berkurang. Panjang slip akan bertambah seiring bertambahnya cakupan permukaan, dan sudut kontak gelembung nano pada permukaan kasar akan berkurang. Akibat erosi/korosi pada baja, gesekan dinding akan berkurang dan keterbasahan permukaan baja kasar akan meningkat. Setelah injeksi gelembung nano secara terus menerus, panjang slip semakin meningkat ketika gelembung nano menutupi sebagian besar permukaan baja. Oleh karena itu, gelembung nano permukaan bertindak sebagai bahan pelapis pada permukaan baja, membawa efek berikut
(1) Menghambat korosi dengan menambah panjang slip
(2) Dengan bertindak sebagai gelembung, ini mencegah antarmuka aktif terkena cairan termal asam
d.Membantu membentuk presipitasi silika
Silikon dioksida, yang umumnya terdapat dalam air pendingin, dapat diendapkan oleh gelembung nano, yang sangat padat dan membantu menekan korosi logam dalam cairan asam.
Pengendapan silika amorf biasa terjadi di pembangkit listrik, di mana cairan didinginkan dengan cepat selama proses produksi. Masalah kerak silika ini sama pentingnya dengan korosi logam. Pada suhu sedang di pembangkit listrik,-baja karbon rendah cenderung berskala dan menimbulkan korosi. Selain itu, beberapa penelitian juga menemukan bahwa setelah lapisan presipitasi silika amorf awal terbentuk, hal ini dapat menghambat reaksi lebih lanjut antara permukaan baja di bawahnya dan fluida panas. Oleh karena itu, endapan silika memang dapat berperan dalam menghambat korosi pada fluida panas bersuhu medium asam.
Dengan mempertimbangkan batas korosi tertentu dan masa pakai 20-tahun, laju korosi material yang dapat diterima biasanya dianggap kurang dari 0,1 milimeter per tahun. Namun, korosi sangat parah di lingkungan fluida panas yang bersifat asam, mulai dari beberapa milimeter per tahun di lingkungan fluida sedang hingga lebih dari 100 milimeter per tahun di lingkungan bersuhu tinggi dan kecepatan fluida tinggi. Oleh karena itu, pengaturan pH adalah salah satu metode yang paling umum digunakan untuk menekan korosi yang kuat ini, namun juga dapat dengan mudah mengubah sifat kimia fluida, yang berpotensi menghasilkan produk yang tidak diinginkan. Sebaliknya, kami menemukan bahwa nanobubbles, sebagai bahan kimia yang ramah lingkungan, mudah digunakan, dan aditif berbiaya rendah, memiliki efek penghambatan korosi yang baik, mungkin dicapai dengan bertindak sebagai pelapis gas dan mendorong sedikit pengendapan silika pada baja.
e.Ini memiliki fungsi sterilisasi dan pembersihan
Gelembung nano membawa muatan negatif dan mengumpulkan zat positif (+). Gelembung kecil memiliki berbagai fungsi, seperti penghilang minyak, pelepasan sedimen antara benda yang masuk dan pembersih, serta gaya dan gelombang kejut saat gelembung pecah.
Salah satu manfaat utama gelembung nano adalah daya pembersihnya yang tinggi. Mekanisme pembersihannya dianggap sebagai berikut:
Saat membersihkan polutan yang menempel pada permukaan wafer silikon, gaya dan gelombang kejut saat gelembung pecah sangat meningkatkan gaya pembersihan saat menggunakan pancaran air ultra murni yang mengandung UFB (gelembung ultra-halus/nanobubbles).
Gelembung nano menembus ke dalam minyak dan menembus di antara batas permukaan perekat, menunjukkan efek pemisahan dan penghilangan minyak. Selain itu, dapat menembus ruang sempit antar benda yang saling bersentuhan erat. Ketika gelembung skala nano bergabung menjadi gelembung mikro, gelembung mikro dapat bertindak sebagai irisan untuk memisahkannya. Karakteristik ini meningkatkan kekuatan pembersihan. Saat ini digunakan untuk membersihkan kamar mandi/pancuran rumah tangga, piring, dan bagian-bagian mesin. Ia juga memiliki efek bakterisidal yang tinggi. Tidak hanya bakteri yang menempel di permukaan, gelembung-gelembung kecil juga bisa menembus tubuh udang dan mensterilkannya. Dengan air keran dan atmosfer, hampir 90% bakteri berhasil disterilkan dengan gelembung kecil.
Eksperimen Perbandingan Pembersihan (Air Murni vs. Air Murni Gelembung Nano): Hasil Pembersihan Wafer Silikon dengan Semprotan Air Ultra Murni
Karakteristik tekanan tinggi di dalam gelembung ultrahalus digunakan untuk memverifikasi secara eksperimental efek gelombang tekanan dalam menghilangkan partikel kecil pada permukaan padat. Ditemukan bahwa semua partikel kecil di atas 1 mikron telah dihilangkan, dan proporsi area yang dapat dicuci mencapai 92%.
3.Manfaat langsung yang dibawa oleh sistem
Aliran gelembung nano dalam sistem, yang membawa muatan negatif dan dapat melepaskan radikal bebas, secara efektif dapat menghilangkan kotoran yang ada dan mencegah penumpukan biofilm, sehingga meningkatkan efisiensi menara air dan memberikan keuntungan sebagai berikut:
1. Kurangi penskalaan pipa
2. Mengurangi korosi pipa
3.Menjaga kualitas air bersih
4. Mengurangi permintaan bahan kimia.
5.Meningkatkan efisiensi perpindahan panas dapat menghemat biaya energi pelanggan hingga 30%.
6. Memperpanjang masa pakai menara pendingin
4.Pengantar peralatan nanobubble khusus untuk sistem pendingin yang dikembangkan oleh JMFILTEC
Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia berasal dari para ahli teknis dalam solusi pengolahan kavitasi hidrolik global, yang dikembangkan oleh Zhejiang Jianmo Technology Co., Ltd. untuk peralatan oksidasi mikro dan penghilangan kerak. Teknologi ini telah melewati banyak paten. Kami memberikan solusi yang telah terbukti untuk sistem pengolahan antarmuka pertukaran pipa, penukar panas, dan gas-cair, yang dapatmemaksimalkan efisiensi, keamanan, dan keandalan pengoperasian peralatan.
Keunggulan sistem kondensor evaporatif ini antara lain biaya murah, ramah lingkungan, menyediakan air bersih, dan tidak memerlukan bahan kimia,
Keuntungan menara pendingin: pengurangan pengisian air sebesar 50%, pengurangan pembuangan limbah sebesar 50%, penghambatan pengotoran, polusi biologis, dan korosi.
Digunakan untuk jaringan pipa air panas, dapat mengatasi masalah kerak pada pipa air sadah.
Perangkat ini telah divalidasi selama lebih dari 3 tahun di berbagai industri.
1, Memecahkan masalah polusi membran ultrafiltrasi dan membran osmosis balik dalam proyek desalinasi.
2, Penerapan proyek MBR pengolahan limbah dan pengolahan air tambang MBR secara signifikan meningkatkan fluks membran ultrafiltrasi.
3, Dalam proyek pabrik air, setelah mengadopsi perangkat anti penyumbatan dan kerak, proses flokulasi dengan flokulan telah dihilangkan, menghasilkan air minum yang sepenuhnya ramah lingkungan dan bebas bahan kimia, sehingga mengurangi biaya pengoperasian secara signifikan.
4, Dalam uji pembersihan kerak menara pendingin, selain mengurangi pengotoran secara signifikan, pengotoran pada penukar panas juga teratasi. Teknologi sistem pembersihan kerak oksidasi mikro dengan sistem filtrasi silikon karbida telah terbukti efektif dalam membunuh alga, mengoksidasi bahan organik, menghilangkan pengotoran ion kalsium dan magnesium, dan memperlambat korosi, sepenuhnya menggantikan metode pengolahan air tradisional. Ini mencakup rentang kualitas air dari pengolahan membran, pengolahan air minum, air panas, pembekuan, pendinginan proses, dan HVAC (HVAC).
Solusi terintegrasi untuk sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia secara efektif mengendalikan kerak, korosi, dan kontaminasi mikroba, sekaligus menyediakan aliran air bebas bahan kimia yang dapat didaur ulang untuk aplikasi air minum.
5.Prinsip kerja
Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia. Gelembung nano dihasilkan melalui kavitasi, yang secara dinamis terbentuk dan hancur dalam cairan. Gelembung runtuh melalui proses yang intens, menghasilkan gugus hidroksil. Karena tekanan internal gelembung nano mencapai lebih dari 25mPa, gelembung nano bertindak seperti pasir, bergesekan dengan pipa yang mengalir untuk menghilangkan kotoran. Sedangkan karena gugus hidroksilnya dapat mengoksidasi bahan organik, membunuh bakteri, virus, dan alga. Ketika benar-benar runtuh, suhu uap di dalam gelembung mungkin beberapa ribu derajat Fahrenheit, dan tekanannya mungkin beberapa ratus atmosfer, sehingga melepaskan energi yang cukup untuk menghancurkan bakteri.
Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia mempercepat air melalui nosel sambil membelok, menghasilkan gaya sentrifugal yang sangat tinggi. Dinding pipa ditutupi dengan-film silikon karbida skala nano yang kami kembangkan sendiri, dan gas terkompresi dipotong melalui film tersebut untuk mencampurkan gas dan air sepenuhnya. Dengan-rotasi berkecepatan tinggi, ruang hampa dihasilkan di dalam tabung kavitasi, tempat gelembung dipotong untuk membentuk gelembung berskala nano. Proses ini memanfaatkan energi proses kavitasi dan mengarahkan energi tersebut ke arah aliran air relatif terhadap permukaan material. Pengendalian energi ini merupakan inti dari sistem yang digunakan untuk mengendalikan pengotoran dan korosi. Teknologi ini dapat mencapai konsumsi energi terendah di industri, dengan head loss 3-8 meter untuk keseluruhan sistem.
Keuntungan Sistem Pengolahan Air Sirkulasi Bebas Bahan Kimia
①Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia untuk menekan pengotoran
Kotoran berukuran 1/32 inci dapat mengurangi efisiensi energi sebesar 30%. Pada sistem air pendingin, seiring dengan meningkatnya suhu air, kalsium akan mengendap dari larutan dan membentuk kotoran pada permukaan penukar panas. Metode pengolahan kimia berupaya mempertahankan ion kalsium dalam larutan untuk mencegah pembentukan kerak kalsit, yang meningkatkan konsumsi energi dan biaya. Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia meningkatkan nilai pH air yang bersirkulasi, sehingga menyulitkan kalsium karbonat (CaCO3) untuk larut. Saat gelembung terbentuk dan pecah di ruang kavitasi, energi kinetik dan suhu lokal mendorong kalsium karbonat membentuk padatan CaCO3 yang tidak berperekat, yang menarik ion kalsium dan karbonat terlarut dan kemudian menyaringnya keluar dari aliran air.
②Penghambatan korosi pada sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia
Selama proses tumbukan aliran air di ruang pemrosesan sistem, terbentuk area vakum yang kuat (27,5-29,5 "Hg), yang memisahkan CO2 terlarut dari air dan membantu menjaga nilai pH dalam lingkungan basa. Biasanya, bahan kimia korosif diperlukan untuk mengolah kotoran dan bakteri, namun tidak diperlukan dalam sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia. Sistem ini menghambat bakteri dan membantu mencegah korosi lokal yang disebabkan oleh mikroorganisme, yang biasa dikenal dengan Microbial Corrosion (MIC). Sistem ini menggunakan sistem filtrasi terintegrasi untuk menghilangkan partikel padat dari air pendingin untuk menjaga kebersihan permukaan peralatan. Sistem filtrasi ini merupakan konfigurasi standar untuk setiap program pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia.
③Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia menghambat bakteri
Tekanan dan suhu yang sangat tinggi yang dihasilkan oleh kavitasi hidrolik yang terkontrol dapat merusak bakteri dan mikroorganisme secara fisik. Mikroorganisme dan bakteri dapat mengembangkan resistensi terhadap bahan kimia tradisional, sehingga memerlukan penyesuaian metode pengobatan yang sering. Namun, penggunaan sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia tidak menimbulkan kekhawatiran ini - bakteri tidak dapat mengubah atau mentolerir tekanan fisik ketika melewati ruang pengolahan sistem.
6.Komposisi sistem
Sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia sangat mudah dipasang, hanya dengan membuka bypass, termasuk sambungan aliran samping ke saluran masuk peralatan, sambungan aliran samping ke saluran keluar peralatan, dan sambungan ke tangki pengumpul atau tangki air menara pendingin, kondensor evaporatif, scrubber udara, atau pendingin cair. Dalam bypass, air melewati ruang perawatan sistem dan kembali ke bak cuci atau tangki pengumpul sistem pendingin melalui bypass. Tentu saja, filter yang cocok juga dapat ditambahkan untuk menghilangkan endapan kalsium karbonat bersama dengan residu lain yang dapat menyebabkan polusi dan menyebabkan pertumbuhan mikroba. Sistem pembersihan wastafel yang efisien mengarahkan kotoran dan residu ke saluran masuk filter, menjaga kebersihan sistem air pendingin.
Catatan: Karena struktur bypassnya, meskipun terjadi malfungsi, hal ini tidak akan berdampak pada keseluruhan perangkat
7.Kasus aplikasi
(1) Studi kasus sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia JMFILTEC
1)1)Menara pendingin JMFILTEC seberat 240 ton dilengkapi dengan sistem pengolahan air bersirkulasi bebas bahan kimia, yang dapat membersihkan kotoran yang telah beroperasi selama hampir satu tahun hanya dalam satu bulan. Siklus penggantian air diperpanjang lebih dari setengahnya, mengurangi konsumsi air dan dampak lingkungan, serta mengurangi masalah keselamatan karyawan. Suhu keluar air pendingin telah menurun secara signifikan, dan tidak ada pertumbuhan alga yang teramati. Konsumsi energi bersih berkurang sebesar 3kW:
Selain itu, pengontrol konduktivitas telah dipasang pada aliran balik tangki pengumpul utama, dan braket penggantung korosi telah dipasang untuk mendeteksi laju korosi berbagai logam. Selama pengaktifan pertama sistem, kondensor mengalami perlakuan pasivasi yang sangat baik. Ketika sistem dipasivasi dan dioperasikan sesuai persyaratan, hasilnya dapat memenuhi semua persyaratan yang diharapkan:
a.Tingkat korosi lebih rendah dari standar industri: baja karbon rendah dan baja galvanis<3.0mpy; 304 stainless steel<0.03mpy.
bbPertumbuhan mikroba juga terhambat dengan baik; Dibandingkan dengan sistem pengolahan kimia lama yang digunakan sebelumnya, jumlah bakteri aerob (jumlah koloni total) mengalami penurunan sebesar 80% (CFU/ml). Melalui beberapa pengamatan visual, tidak ada kotoran yang dihasilkan.
ccDibandingkan dengan metode pengolahan kimia konvensional, pengguna telah mencapai penghematan air lebih dari 1000m ³ per tahun. Penghematan biaya tahunan melebihi 100.000 RMB, dan periode pengembalian investasi seluruh proyek adalah 12 bulan.
(2) Air Pendingin Perawatan Jinhua Yonghe (200m ³/jam)
Tujuan Proyek:
Mengurangi dan/atau menghindari perlakuan kimia terhadap air menara pendingin pada sistem pendingin pabrik, mengurangi pembuangan bahan kimia ke lingkungan, dan meningkatkan keselamatan kerja dengan mengurangi perlakuan terhadap zat berbahaya.
Hasil proyek:
1)Setelah memasang sistem pengolahan air sirkulasi bebas bahan kimia ke dalam sistem menara pendingin pendingin, diperoleh hasil sebagai berikut:
2)Hindari penggunaan bahan kimia beracun dan berbahaya (fungisida, bahan penghilang alga, dan penghambat korosi) dalam sistem pendingin dan menara pendingin.
3) Konsumsi air menara pendingin evaporatif telah berkurang sebesar 40%, dan hal ini berdampak pada aliran masuk dan limbah domestik pabrik.
4) Kurangi jumlah air lunak yang digunakan di menara pendingin, sehingga mengurangi jumlah pelembut yang digunakan.
5) Memperbaiki lingkungan kerja bagi pekerja.
6) Pabrik menghemat sekitar 120.000 RMB setiap tahunnya.
7) Jangka waktu pengembalian proyek ini kurang dari satu tahun.