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Verità nascoste sulla filtrazione dell'acqua del sistema di raffreddamento

Molti proprietari e operatori di torri di raffreddamento e sistemi di raffreddamento sono abbastanza a proprio agio nella convinzione che stiano operando un sistema idrico efficace e sicuro, ma quanto sono sicuri?

John Wilson di Amiad Water Systems UK discute alcune delle verità nascoste.

Direttore vendite di John Wilson, Regno Unito e Irlanda

Di John Wilson di Amiad Water Systems UK

Per la natura della loro azione, i sistemi di raffreddamento possono subire notevoli livelli di contaminazione del sistema. Ciò può essere causato dai solidi sospesi nell'acqua di reintegro, dall'azione "scrubbing" delle torri di raffreddamento o dalle perdite di processo che incoraggiano l'attività microbica.

Con gli operatori che desiderano impiegare ciò che ritengono una "soluzione rapida", ciò che vediamo regolarmente sono gli operatori che si concentrano su un solo aspetto del regime di trattamento delle acque.

Non si rendono conto che ciò potrebbe in effetti peggiorare la situazione, come viene accuratamente sottolineato dal consiglio dell'HSE (Health and Safety Executive):

"Un appropriato programma di trattamento dell'acqua di raffreddamento deve essere in grado di controllare non solo la legionella e altre attività microbiche, ma anche la corrosione, la formazione di incrostazioni e incrostazioni e includere misure appropriate, come pulizia e disinfezione fisica regolare, per mantenere la pulizia del sistema. Questo è molto importante dal momento che questi aspetti sono spesso correlati e il mancato controllo di un aspetto spesso porta ad altri problemi e aumenterà il rischio di legionella ".

In realtà, ciò che vediamo comunemente sono installazioni di sistemi di raffreddamento che si sono concentrate sulla conformità, con operatori che lanciavano trattamenti chimici estesi al problema nella convinzione che ciò assicurerebbe che non fallissero i test microbiologici.

Piuttosto che considerare l'efficienza o addirittura le implicazioni di correre con un sistema pesantemente contaminato, le tecniche chimiche convenzionali impiegate potrebbero comportare l'aggiunta di inibitori per controllare la corrosione e la formazione di incrostazioni, i biocidi per controllare la crescita microbica ei disperdenti per controllare il fouling.

Qui si nascondono i problemi nascosti e spesso ignorati di scarso trasferimento di energia, blocchi e spegnimenti del sistema causati da una scarsa circolazione dell'acqua di raffreddamento.

Per aiutare a combatterli, molti operatori si sentono sicuri di aver installato tecnologie tradizionali come la filtrazione a flusso laterale, dove un volume di acqua di raffreddamento ricircolante viene fatto passare attraverso un'ansa "side-stream" per rimuovere questi contaminanti dall'acqua e così facendo ridurre complessivamente caricamento di solidi.

In genere si tratta di separatori cinetici o centrifughi o di altre tecnologie quali filtri a schermo autopulenti, filtri a disco o persino filtri multimediali convenzionali. Come pratica standard tali sistemi sono quindi combinati con il trattamento chimico.

Filtrazione dell'acqua del sistema di raffreddamento

Illustrazione delle soluzioni di filtrazione tipiche utilizzate nelle torri di raffreddamento

Installando una soluzione di filtrazione a flusso laterale, ovviamente, migliorerai notevolmente le prestazioni complessive e consentirai ai prodotti chimici di funzionare in modo più efficace. Tuttavia, è necessario comprendere appieno le implicazioni di ciò che si trova all'interno dell'acqua di raffreddamento prima che possa essere implementata una soluzione di filtrazione del flusso laterale corretta.

Generalmente, quando guardi un sistema di raffreddamento, scoprirai che 80-90% delle particelle ha dimensioni inferiori a 10 micron e sono queste particelle a causare la maggior parte dei problemi.

Nella maggior parte dei sistemi l'acqua di raffreddamento del processo viene fatta passare attraverso un sistema di tubazioni e quindi se è presente una torre di raffreddamento, viene fatta passare attraverso l'area di raffreddamento della torre o attraverso un refrigeratore o un riscaldatore.

Ora, anche nel migliore dei sistemi, e la maggior parte non rientra in questa categoria, le tubazioni saranno di plastica, acciaio, inossidabile o, come in molti sistemi, una combinazione di tutti e tre. Tutti questi materiali hanno una sola cosa in comune, le loro superfici non sono completamente lisce. Le particelle più grandi, che hanno una superficie più ampia, si raccolgono in una massa che viene trascinata attraverso il sistema dal flusso d'acqua.

Tuttavia, osservando un microscopio vedrete inclusioni e rugosità superficiali ed è proprio in queste posizioni dove le particelle più piccole, in genere inferiori al micron 5-6, si fissano da sole. Ciò che ora avete sono particelle più piccole alloggiate nelle tubazioni e nelle superfici di raffreddamento del sistema.

Alcuni potrebbero essere uccisi dalle sostanze chimiche ma mantengono ancora la loro posizione, spesso costruendo per dare una superficie liscia interna del tubo. Questo è ciò che chiamiamo biofilm, qualcosa con cui ogni operatore avrà familiarità.

E peggiora. Sotto questo biofilm, ora liscio, rimane una superficie ruvida che ora è colonizzata da batteri vivi ed è questo i batteri vivi in ​​cui si trova il problema. Non solo sono protetti dalle sostanze chimiche, ma i batteri colonizzano felicemente perché vengono tenuti caldi e alimentati su base continua.

Dove si è formato il biofilm ci si può aspettare gravi problemi con gli impianti e le attrezzature, nonché la stabilità del raffreddamento e vi è un aumentato rischio di violazione delle attuali norme HSE.

La domanda è: dovremmo filtrare a meno di 5 micron? Beh, non necessariamente.

Qui è dove devi fare qualche analisi dell'acqua significativa. È abbastanza comune per gli operatori eseguire occasionalmente un test TSS (Total Suspended Solids) che indica solo la quantità di particolato solido presente nell'acqua.

Quello che devi veramente capire è il volume dei solidi e la dimensione delle particelle che sono presenti. Una distribuzione di particelle (PSD) ti aiuterà a capire quale volume di solidi hai nell'acqua di raffreddamento.

Quando guardi un PSD, vedrai spesso che una percentuale considerevole delle particelle solide è molto piccola e bassa quanto quella di 1 micron. Tuttavia, non è solo la dimensione delle particelle che conta ma il volume delle particelle.

Ad esempio, potresti trovare il conteggio delle particelle per <5 Le particelle micron sono molto alte ma questo rappresenta solo una piccola parte del volume. I seguenti grafici illustrano che dove quasi il 95% delle particelle ha dimensioni <10 micron questo in realtà rappresenta solo meno del 10% del volume delle particelle.

per tabella ML - Filtrazione dell&#39;acqua del sistema di raffreddamento

Grafico PPMv - Filtrazione dell&#39;acqua del sistema di raffreddamento

La filtrazione efficace del flusso laterale dovrebbe essere basata sulla scelta della tecnologia più appropriata per l'applicazione e sulla garanzia che possa rimuovere efficacemente il tipo di solidi nell'acqua.

Ecco una breve lista da considerare quando si sceglie una filtrazione del flusso laterale e le opzioni disponibili:

  • Qual è la natura delle particelle? Organico o inorganico?
  • Quanto è veramente necessario un buon livello di filtrazione?
  • Quanto spazio è disponibile?
  • Il sito è sensibile alle perdite d'acqua?
  • Avete bisogno di filtrazione ininterrotta?
  • Quale sarebbe il costo della manutenzione e l'impatto sul funzionamento?

Come la maggior parte dei tipi di apparecchiature, vi è un'ampia scelta di tecnologie tra cui scegliere con ciascun tipo, con pro e contro distinti. La tabella seguente fornisce una guida su varie opzioni di filtraggio disponibili e su come vengono eseguite in diverse applicazioni.

Tecnologia di filtrazione Dimensione delle particelle rimosse Orma OPEX Backwash / sostituzioni Applicazioni
Filtri a sabbia tradizionali 20 micron alto alto Particelle di 20 micron, organiche e inorganiche
Filtri schermo automatici 10-800 micron Basso Basso Ampia gamma di applicazioni per solidi non deformabili
Separatori centrifughi / idrocicloni > 100 micron Basso Basso La rimozione di particelle più grandi e pesanti richiede un funzionamento costante
Filtri disco automatici 20-400 micron medio Basso Ottimo per le particelle organiche
Filtri di consumo / filtri a cartuccia Fino a 0.1 micron alto V. Alto Limitato a portate inferiori, ottimo per installazioni piccole o temporanee
Filtri disco automatici Fino a 1 micron medio medio Elevate prestazioni di filtrazione, basso controlavaggio rispetto ai filtri a sabbia

Insomma, ci deve essere una migliore comprensione delle implicazioni di un approccio "quick fix" alla torre di raffreddamento e alla filtrazione dell'acqua di raffreddamento. Gli operatori possono ritenere di aver raggiunto il controllo biologico, ma il biofilm nelle tubazioni, a meno che non venga trattato a fondo, può improvvisamente apparire e causare problemi importanti non solo per un processo, ma in modo più allarmante per la salute pubblica.

Il sistema di filtrazione del flusso laterale migliore e più efficiente è quello che offre il miglior ritorno sull'investimento possibile migliorando l'efficienza degli impianti, riducendo i costi operativi e di manutenzione e, soprattutto, rispettando i requisiti HSE.

Process Industry Informer

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