احیاء در مخازن FRP و نقش آن در عملکرد سختی گیر
از آنجا که عملکرد بهینه دیگ بخار ارتباط زیادی با کارکرد سختی گیر دارد در این مقاله مراحل احیاء در مخازن FRP بیان خواهد شد.
مخازن FRP کاربردهای مختلفی در صنعت تصفیه آب دارند. از مهم ترین کاربردهای این مخازن می توان به فیلتر شنی، فیلترکربنی و سختی گیر نام برد.
برای آشنایی بیشتر با هر یک با ما همراه باشید.
تعریف کلی مخازن FRP
مخازن FRP از دو جداره تشکیل شده اند که جنس لایه داخلی آن پلی اتیلن و جنس لایه بیرونی آن کامپوزیت می باشد. لایه داخلی مخازن FRP در برابر تمام عوامل خورنده از جمله اسیدها و فشار آب و حتی تغییرات ناگهانی آب و هوایی مقاوم هستند و کاملا از مواد بهداشتی تولید شده اند.
لایه بیرونی مخازن FRP از الیاف شیشه ای و یا الیاف نانو کربن همراه با رزین اپوکسی یا پلی استر تولید شده و الیاف به واسطه رزین به دور این مخزن تنیده می شوند.
برای تصفیه آب ها یکی از مراحلی که در نتیجه به این امر ختم می شود این است که آب را از صافی ها و فیلترهایی از جنس خاص عبور داد که در این مخازن جای گذاری شده اند.
احیاء در مخازن FRP (احیاء سختیگیر)
احیاء در مخازن FRP (احیاء سختیگیر) شامل 5 مرحله است که این مراحل یا به صورت دستی توسط اپراتور و یا به صورت اتوماتیک توسط شیر اتوماتیک صورت می گیرد.
1- شستشوی معکوس
در این مرحله جهت جریان ورود و خروج آب بر عکس شده و همین امر سبب میشود فشردگی رزین از بین برود. بدین ترتیب نمک می تواند به سادگی به کلیه بخش های رزین دسترسی پیدا کند.
جریان مورد نیاز شستشوی معکوس 5-6 گالن در دقیقه به ازاء هر فوت مربع از سطح مخزن است. این جریان زیاد آب به معلق کردن سطح رزین کمک شایانی می کند.
این مرحله تنها مرحله از مرحله احیاء است که جریان به صورت عکس حرکت می کند. حداقل زمان شستشوی معکوس 5 دقیقه است که باتوجه با سایز دستگاه و کیفیت آب و مواد معلق موجود درآب می تواند تا 20 دقیقه نیز ادامه یابد.
2- مکش نمک
شیر در حالت مکش قرار می گیرد و شروع به مکش نمک و تزریق آن به داخل سختی گیر می کند. جریان آب در این مرحله 0.5 – 1 گالن در دقیقه به ازاء هر فوت مکعب (28 لیتر) رزین است.
زمان این مرحله بستگی به حجم رزین و کیفیت نمک دارد. در شیرهای تمام اتوماتیک با پایین رفتن سطح آب نمک در مخزن و فرمان لول کنترل در داخل تانک نمک به صورت اتوماتیک مکش قطع می شود.
در این شرایط آب نمک مورد نیاز جهت احیاء کل ستون رزین وارد شده و شیر وارد مرحله بعد می شود. در حالت دستی اپراتور به صورت چشمی با نگاه به تانک نمک تصمیم به قطع مکش می گیرد. (زمان شستشوی نمک حداکثر 25 دقیقه به طول می انجامد)
3- آبکشی آرام
آبکشی آب نمک در ستون رزین در این روش در دو مرحله صورت می گیرد. مرحله اول شستشوی آرام با دبی 0.5 – 1 گالن دردقیقه به ازاء هر فوت مکعب (28 لیتر) رزین. آب ناشی از شستشو به سمت فاضلاب هدایت می شود. (زمان شستشوی آرام حداکثر 15 دقیقه به طول می انجامد)
4- آبکشی سریع
مشابه مرحله 3 است با این تفاوت که با جریان آب 1.5 – 3 گالن دردقیقه به ازاء هر فوت مکعب (28 لیتر) رزین است. (زمان شستشوی سریع حداکثر 30 دقیقه به طول می انجامد)
5- پرکن نمک
این مرحله آخرین مرحله از سیکل احیاء در مخازن FRP بوده و در آن مخزن نمک با آب نرم پر خواهد شد. در شیرهای اتوماتیک آب تا سطح از پیش تعیین شده توسط لول کنترل پر شده و در حالت دستی توسط اپراتور چک می شود.
در این مرحله آب نرم هم از مسیر خروجی به سمت تانک خارج میشود و هم از مسیر درین جهت شستشوی خط درین با آب نرم.
احیا سختی گیر مراحل متعددی داشته آب بسیار زیادی را تلف می کند. بنابراین آب نرم را می بایست در سیکل بخار و کندانس تا حد ممکن به گردش در آورد و از اتلاف آن جلوگیری نمود.
کاربرد مخازن FRP
مخازن FRP عمل تصفیه آب را انجام می دهند. از مهم ترین کاربردهای این مخازن می توان فیلتر شنی و فیلتر کربنی و سختی گیر را نام برد.
- فیلتر شنی : دستگاهی است که ذرات معلق موجود در آب نظیر گل و رنگ و باکتری ها و… که باعث خوردگی بویلر می شود را از بین می برد.
- فیلتر کربنی : از فیلتر کربنی برای از بین بردن طعم و بو و مواد آلی و کلر در آب استفاده می شود. اساس کار فیلتر کربنی جذب کردن می باشد. کربن به دلیل سطح فعال بالا در سیستمهای جذبی بسیار استفاده میشود. کربن فعال در مخازن FRP به صورت بستری تهیه میشود و آب با سرعت خطی مناسب از روی این بستر عبور میکند.
- سختی گیر : سختی گیرها مواد یا فلزاتی که ماهیت رسوبی دارند و از ترکیبات آهن , مگنز , آلومینیوم و خصوصا منیزیم و کلیسم به وجود می آیند را از درون آب حذف می کند.
به طور کلی سختی یا مواد موجود در آب باعث ایجاد مشکلات خطرناک در سیستم های تاسیساتی و صنعتی می شود.
متداولترین روش برای حذف سختی آب، استفاده از سختیگیرهای رزینی میباشد. دستگاه های سختیگیر مورد استفاده در تصفیه آب میتواند از مخازن جنس FRP باشد.
به طوری که در داخل آن، ذرات رزین را قرار میدهند و داخل سطوح آن با اپوکسی پوشش داده میشود تا از خوردگی آن جلوگیری و باعث افزایش عمر دستگاه بشود.
در دستگاه سختی گیر رزینی، فرایند تبادل یونی توسط رزینهای کاتیونی انجام میشود. رزینها وقتی در برابر آب سخت قرار میگیرند، یون سدیم آنها با یونهای رسوبگذار از قبیل کلسیم و منیزیم موجود در آب تعویض میشوند.
مبادله یونها تا زمانی ادامه مییابد که همه سدیم رزینها با کلسیم و منیزیم آب تعویض شوند. سپس، به تدریج بازده فرایند سختیگیری کاهش مییابد.
در این شرایط، رزینها میبایست دوباره بازیابی و احیاء شوند. احیاء مجدد رزینهای کاتیونی با عبور محلول غلیظ کلرید سدیم (نمک طعام) از بستر رزین انجام میپذیرد.
احیای رزین با نمک
هنگامی که آب دارای کلسیم و منیزیم می شود، اصطلاحا می گویند آب دچار سختی شده است. سختی آب باعث ایجاد مشکلات زیادی در صنعت و تاسیسات ساختمانی و خانگی می شود.
امروزه بهترین و مناسب ترین روش برای از بین بردن سختی آب، استفاده از دستگاه سختی گیر است که یکی از مهم ترین اجزای این دستگاه مخزن نمک می باشد. مخزن نمک رزین های دستگاه را احیا می کند و باعث می شود دستگاه دوباره شروع به فعالیت کند.
در زمان احیای رزین، نمک سختی گیر یا محلول غلیظ آب و نمک از بالای مخزن به داخل ریخته می شود و از رزین ها عبور می کند.
نمک سختی گیر یک ماده معدنی است که از آن برای سختی گیری آب استفاده می شود. این نمک دارای 99 درصد سدیم کلرید می باشد و در آب حل نمی شود. نمک سختی گیر که به آن نمک احیای رزین نیز گفته می شود، یک روش طبیعی و بی خطر برای احیا کردن رزین در دستگاه سختی گیر است و هیچ آسیبی به رزین ها نمی زند.
معمولا به منظور سختی گیری آب از یک فیلتر یا مبدل کاتیونی (“مبدل پایه”) استفاده می شود (با جایگزینی یون های کلسیم و منیزیم) بستر رزینی توسط یون های سدیم موجود در آب نمک معمولی غنی می شود.
در خروجی سختی گیر، تمامی یون های کلسیم و منیزیم با یون های سدیم جایگزین شده و آب سختی گیری می شود. فرایند جایگزینی یون ها تنها تا مرحله اشباع مشخصی ادامه می یابد.
وقتی که تعداد یون های تعویض شده تقریبا با تعداد یون های سدیم جذب شده برابر باشد، فیلتر به حداکثر توان جداسازی خود رسیده و دیگر سختی گیری بیشتر امکان پذیر نیست.
تجاوز از محدوده عملکرد فیلتر باعث خروج غیر مجاز یون ها از فیلتر می شود و در نتیجه آب خروجی، سخت و به عنوان آب تغذیه مناسب نخواهد بود.
معمولا فیلترهای پایه شامل دو استوانه هستند که یکی در حال کار و دیگری در حالت آماده به کار (stand by) می باشد. رزین های سختی گیر طی عملیات شستشوی معکوس (back wash) توسط آب نمک مجددا احیاء می شوند.
احیای رزین
فرآیند احیای رزین، طی مراحل ذیل انجام می شود:
- راه اندازی مجدد
- شستشو
- احیاء
- فلاشینگ
هدف از فلاشینگ آزاد سازی رسوبات و تخلیه آنها می باشد. بدین منظور عملیات احیاء توسط آب نمک معمولی با غلظت 10% انجام می شود. فرایند احیاء عکس فرایند سختی گیری است.
تمام یون های کلسیم و منیزیم جذب شده توسط رزین، توسط یون های سدیم آب نمک جایگزین شده و متعاقبا با آب شستشو و تخلیه می گردند. رزین ها باید به مقدار کافی در تماس با آب شور باقی بمانند تا بطور کامل شارژ گردند.
سازنده های رزین، زمان شارژ و میزان آب شور لازم جهت یک متر مکعب رزین را مشخص می کنند. در مرحله نهایی فرایند، آب شور توسط آب تازه جایگزین می شود و در این زمان فیلتر آماده جهت سختی گیری مجدد است. این عملیات در بسیاری از سختی گیرها بصورت خودکار انجام می شود.
در شکل 3، فرایند سختی گیری بطور مختصر نشان داده شده است. در خاتمه فرایند، تمام یون های کلسیم و منیزیم از آب جدا شده و با سولفات سدیم، نمک معمولی، سدیم هیدروکربنات و اسید سیلیسیک جایگزین می شوند. ترکیب خروجی هنوز شامل هیدروکربنات هاست که می تواند باعث خوردگی اسید کربنیکی شود.
مزایای استفاده از نمک سختی گیر
- با احیای دوباره رزین، عمر آن افزایش می یابد.
- قیمت مناسبی دارد و باعث صرفه جویی در هزینه ها می شود.
- یک ماده طبیعی است و برای محیط زیست و طبیعت ضرری ندارد.
- به شکل های مختلفی (کریستال، مکعب، گلوله، پودر، سنگ) وجود دارد و می توان از آن استفاده کرد.
- هنگامی که از نمک سختی گیر استفاده می شود، سدیم از دست رفته رزین دوباره به آن برگردانده می شود و رزین احیا می گردد.
- با از بین بردن سختی آب از به وجود آمدن مشکلات زیادی مانند مشکلات قلبی و از بین رفتن تجهیزات ساختمانی (لوله ها) جلوگیری می کند.
حفاظت در برابر سختی باقیمانده
اگر در مدت فرایند خطایی صورت گیرد (غلظت آب نمک خیلی کم باشد، زمان لازم جهت شارژ کم باشد و یا آب معمولی با آب کندانس مخلوط شود) سختی ها بصورت محلول باقی مانده و ممکن است بر روی لوله ها رسوب نمایند.
به منظور خنثی سازی سختی مازاد در بویلرها، از تزریق فسفات ها (اورتو فسفات و تری سدیم فسفات) استفاده می شود تا سختی ها بصورت لجن در زیر بویلر درآیند.
غلظت فسفات در آب دیگ بخار در حدود 25-50mg/1 است که باید بطور منظم اندازه گیری شود. کاهش ناگهانی غلظت مذکور نشان دهندهی ورود منبعی از سختی در قسمتی از سیستم است. این علت باید به سرعت شناسایی و حذف شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد تجهیزات بویلر از جمله سختی گیر با کارشناسان ما در صنایع دما بخار مشهد تماس حاصل فرمایید.
09388037440 – 05138472536