سختی گیر مغناطیسی

سختی گیری و رسوب زدایی در تاسیسات و صنعت :

آب مهمترین سیال در حرارت و برودت است که وظیفه انتقال گرما در مبدلهای حرارتی را به عهده دارد . در برج های خنک کن ، بویلرها و چیلرها و کولینگ تاورها از آب به عنوان مایع مبدل استفاده می شود به طوریکه گردش آب موجب تبادل حرارتی می گردد . معمولا آب استفاده شده درکاربردهای حرارتی و برودتی از نوع آب سخت است ، آبهای سخت تشکیل پوسته کربنات کلسیم می دهند که مشکلات متعددی را بوجود می آورد. این پوسته به شکل رسوب بر روی سطوح داخلی لوله های حامل آب باعث کاهش ظرفیت انتقال جریان آب و انتقال جریان حرارت می شود که باید از سختی گیر مغناطیسی ( رسوب زدا RG1  پکیج چیلر و …) استفاده کرد.

هنگامی که آبهای سخت حرارت داده می شوند تشکیل پوسته، خیلی سریعتر انجام می گیرد که مشکلات زیادی را به وجود می آورند.

یک پوسته به قطر یک میلیمتر بر روی سطوح گرم کننده بصورت عایق حرارتی عمل کرده و در نتیجه تقریبا ۰۱ % افزایش هزینه به وجود خواهدآمد . معمولا کاتیون های کلسیم و منیزیم در آب عامل رسوب هستند کاتیون کلسیم صرف نظر از نمک های آن که شامل سولفات کلسیم ، کلرور کلسیم و سایر نمکهای کلسیم می شود سختی کلسیم را تشکیل می دهند . همچنین کاتیون منیزیم باعث سختی منیزیم می گردد.

و چون عامل اصلی سختی آب ترک یبات معدنی این دو عنصر است لذا بطور کامل فرض می گردد که سختی کل آب از سبک کردن به کمک آب آهک و خاکسترکربنات سدیم و سبک کردن با استفاده از مبادله کننده های یونی به وجود می آید . روشهای دیگری مانند الکترو دیالیز ، تقطیر ، انجماد و اسمزمعکوس وجود دارد که به علت پیچیدگی و گران بودن فقط در شرایط خاص بکار برده می شود .

در روشهای معمول از مواد افزودنی استفاده میشود که علاوه بر پایین بودن بازدهی مشکلات زیست محیطی نیز ایجاد می گردد . در حال حاضر سختی گیری و رسوب زدا یی مغناطیسی به عنوان یک روش غیر شیمیایی و بدون ن یاز به مواد شیمیایی افزودنی به آب و سازگار با محیط زیست با خواص بسیار مفید دیگر برای صنایعمختلف همواره به عنوان جایگزین مناسبی برای روشهای پیشین مطرح است.

اصول سختی گیری و رسوب زدایی مغناطیسی :

در این تکنولوژی از میدان مغناطیسی بعنوان مانعی جهت جلوگیری ا ز تشکیل رسوب بر دیواره سطوح حامل آبهای سخت استفاده می شود.

انتقال میدان مغناطیسی به داخل لوله های حاوی آبهای سخت بوسیله یک سختی گیر مغناطیسی با قدرتی معادل ۰۲۱۱۱ گوس صورت میگیرد.

سختی گیر مغناطیسی RG1  (رسوب زدا  پکیج ) از سرامیک ویژه با خاصیت مغناطیسی بالا ساخته شده اس ت که با میدان قطبی منحصر به فرد خود و بدون نیازبه نیروی  برق پشتیبانی عمل رسوب زدایی و حذف رسوبات پیشین را به سهولت انجام می دهد.

برای تحلیل عملکرد رسوب زدایی لازم است که ساختار مولکولی آب مورد توجه بیشتر قرار گیرد .

مولکولهای آب ذراتی دو قطبی هستند. اتماکسیژن با جذب الکترون های باند والانس خاصیتی منفی پیدا کرده و نقش قطب منفی را بازی میکند در حالی که اتمهای هیدروژن با داشتن هسته مثبت تنها یک الکترون در گردش دارد  .

لذا هنگامیکه الکترون آن در باند والانس توسط اتم اکسیژن جذب می شود خاصیت مثبت پیدا کرده ونق ش قطب مثبت دو قطبی را بازی میکند .

به همین دلیل مولکولهای دو قطبی آب یکدیگر را از طرف قطبهای مخالف جذب کرده و تشکیل پیوندهای هیدروژنی یا نیروی واندروالس را میدهند . اشکال سختی آب وابسته به همین پیوند می باشد در فاز بخار این پیوند بسیار ضعیف استدر حالیکه د ر فازهای مایع و جامد این پیوند به ترتیب متوسط و قوی است.

هنگامیکه یک نمک در آب حل میشود همین خاصیت دو قطبی بودنباعث تجزیه نمک به یونهای مثبت و منفی و جذب و احاطه آن توسط مولکول آب میشود به این فرایند حل شدن در آب یا هیدراته شدن میگویند هر چه تعداد مولکو لهای آزادی که کم تر در پیوند هیدروژنی شرکت کرده باشند بیشتر باشد خاصیت هیدراته شدن بیشتر بوده و حلالیت آب بالاتر میرود .

در صورتیکه از سختی گیر مغناطیسی RG1 ( رسوب زدا ) استفاده شود به دو دلیل حلالیت آب افزایش پیدا میکند . اولا با تشکیل کریستالهای خنثی ، فراوانی مول کولهای آزاد آب بیشتر میشود زیرا مولکولهایی که درگیر فرایند حلالیت یا هیدراته شدن بوده اند ، آزاد میشوند علت دیگر افزایش درصد مولکولهای آزاد در اثر میدان مغناطیسی است.

میدان مغناطیسی باعث وارد شدن نیرو به مجموعه ای از مولکولهای آبکه تشکیل پیوند هیدروژنی د اده اند میشود . با افزایش فراوانی مولکولهای آزاد آب ، خاصیت حلالیت به شدت افزایش پیدا کرده و آب شروع به حل کردن رسوبهای پیشین موجود در دیواره ها میکند ، به این ترتیب فرایند رسوب زدایی به مرور زمان تکمیل تر می شود.

عدم استفاده از مواد شیمیایی:

به علت استف اده از میدان مغناطیسی در فرایند سختی گیری مغناطیسی RG1  هیچ ماده شیمیایی به آب اضافه نمی شود لذا کاملا سازگار بامحیط زیست بوده و یک روش کاملا فیزیکی محسوب می شود و با توجه به اینکه از نوع مغناطیسی می باشد هیچ گونه نگهداری نیاز ندارد ودارای عمر طولانی می باشد . ( رسوب پکیج )

کاهش هزینه راهبردی:

از نظر هزینه اولیه و راهبردی به علت کوچک بودن دستگاه سختی گیر مغناطیسی RG1  و استفاده نکردن از برق شهر بسیار مقرون به صرفهبوده و به علت عدم نیاز به مواد شیمیایی و نگهداری، بی نیاز از هزینه راهبردی و نگهداری است که این امر باعث افزایش بهره وری اقتصادی منتجاز استفاده این فن آوری می شود حال آنکه در روش متداول که استفاده از مبادله کننده های یونی است از مواد مبادله کننده یون مانند ر زین هایپلی استیرن استفاده می شود که با عبور آب از میان لایه های رزین کاتیونهای کلسیم و منیزیم ج انشین کاتیون سدیم می شوند .

مبادله کنندههای یونی بعد از مدتی مضرب ظرفیت تبادل یونها را از دست می دهند که اصطلاحا به این خاصیت اشباع شدن می گویند و در این حالت نیازمن دفرایند بازیابی است لذا برای استفاده از یک سختی گیر رزینی نیاز به نصب تاسیسات اولیه ، مخازن مربوطه ، پیچیدگی های لازم در سیستمهمچنین مواد شیمیایی جهت فرایند احیاء می باشد که به این ترتیب از نقطه نظر اقتصادی ، هزینه های اولیه روش مغناطیسی در مقایسه باروشهای دیگر بسیار نازل و مقرون به صرفه است .

فرایند رسوب زدایی و حذف رسوبات پیشین:

در فن آو ری سختی گیری مغناطیسی RG1  همراه با فرایند سختی گیری فرایند رسوب زدایی نیز رخ می دهد به این ترتیب که به مرور زمانرسوب های قبلی موجود در سیستم نیز در آب حل شده و از دیواره ها جدا می شوند که با فرایند تخلیه آب یا فیلتراسیون در ابعاد میکرونی ازسیستم خارج می شود. ( رسوب پکیج )

این در حالیست که تقریبا هیچ یک از روشهای معمول توانایی چنین فرایندی را ندارند و تنها راه حل موجود استفاده ازاسید شویی است که این روش علاوه بر خسارت فراوان ناشی از خوردگی ، هزینه تعطیلی و راه اندازی مجدد را نیز به تاسیسات تحمیل می کند درصورتیکه ا ستفاده از سختی گیری مغناطیسی RG1 نیاز به اسید شویی را برطرف کرده و سیستم را از راه اندازی مجدد بی نیاز می کند.

سختی گیرهای مغناطیسی RG1 ( رسوب زدا ) و چیلرها:

در تاسیسات حرارتی و برودتی، چیلر یکی از ضروری ترین و گران قیمت ترین اجزاء سیستم می باشد که در صورتیکه از نوع آب خنک باشدمعمولا از یک برج خنک کن در کنار آن استفاده می شود که همین امر باعث انتقال مشکلات سختی و رسوب آب از برج خنک کن به چیلر میشود که زیان حاصل از این فرایند در چیلرها به مراتب سنگین تر و گران تراز برجهای خنک کن است .کاهش بازدهی چیلرها ، ایجاد رسوب درلوله های مسی کندانسور ، ایجاد خوردگی و فرسایش در چیلر ، نیاز به اسید شویی و هزینه ناشی از آن از عمده ترین مشکلاتی است که در اثرسختی و رسوب در چیلرها ظاهر میشود .

استفاده از RG1 در چیلر

در صورتیکه از فن آوری سختی گیری مغناطیسی RG1 ( رسوب زدا پکیج ) در چیلرها به خصوص در ورودی کندانسورآنها استفاده شود ، نه تنها از بروز لایه های رسوب در آنها جلوگیری می شود بلکه به مرور زمان رسوبهای موجود نیز از بین رفته و نیا ز به سختیگیری شیمیایی یا اسید شویی برطرف می شود . همچنین این امر باعث افزایش بازدهی برودتی چیلر شده و به مرور زمان شاهد افت راند م انسیستم نخواهیم بود.

سختی گیری مغناطیسی RG1 در بویلرها:

معمولا بین اجزاء موتور خانه دیگ های آب داغ و بخار به علت کاهش حلالیت مواد معدنی در آب با افزایش دما بیشترین رسوب را تولید می کنند.

یعنی با افزایش دما میزان حلالیت کربنات کلسیم و منیزیم که عمده ت رین مواد سازنده رسوب هستند کاهش پیدا کرده و به صورت لایه ایسخت که عایق حرارتی نیز محسوب می شود در دیواره ها تشکیل می شوند . داده های آماری نشان می دهند که در صورت تشکیل لایه رسوب بهاندازه یک شانزدهم اینچ به اندازه پانزده درصد به میزان سوخت مصرفی افزوده خ واهد شد . در صورت استفاده از سختی گیر مغناطیسی RG1 در بویلر ها  و پکیج میتوان بسیاری از اثرات مضر و مخرب سختی را رفع نمود که از مهمترین مزایای کاربرد فن آوری میتوان به مواد ذیل اشاره نمود .

کاهش مصرف سوخت:

با شروع فرایند سختی گیری مغناطیسی RG1  در بویلرها شاهد کاهش مصرف سوخت بین ۵% تا ۰۲ % خواهیم بود که علت عمده این امررفع اثرات مخرب سختی کاهش پیوند هیدروژنی مولکولهای آب و افزایش بازدهی بویلرها به دلیل افزایش ضریب تبادل حرارتی مولکولهای آباست .

عدم نیاز به سختی گیرهای معمولی:

با استفاده از روش سختی گیری  مغناطیسی RG1  میتوان به راحتی سختی گیرهای معمول و تاسیسات مربوط به آنها را که عمدتا از نوعتعویض یونی ( سختی گیرهای رزینی ) هستند را حذف نمود و مهمتر اینکه شاهد فرایند رسوب زدایی نیز خواهیم بود به عبارت دیگر با گذشت زمان رسوب های موجود در سیستم نیز به مرو ر از بین می روند که این فرایند با روشهای معمول امکان پذیر نیست.

نگهداری آسان و اقتصادی بویلر:

در بویلرها به دلیل بالا بودن دمای آب میزان رسوب تشکیل شده بیشتر از قسمتهای دیگر موتور خانه ها است و با توجه به اینکه تقریبا ا نرژیاصلی تاسیسات از طریق بویلرها ت امین می شود لذا نگهداری و راهبری این قسمت بسیار مهم و حائز اهمیت است معمولا خاموش کردن بویلرها، سرویس آن و راه اندازی مجدد آنها یکی از پر هزینه ترین مراحل نگهداری است که علاوه بر صرف هزینه مواد شیمیایی و هزینه های انسانی، هزینه توقف کل تاسیسات را که از ا نرژی بویلرها استفاده می کردند را نیز به سیستم تحمیل میکند . در صورت نصب سختی گیر های مغناطیسی RG1 علاوه بر رفع مشکل سختی و رسوب آب هزینه نگهداری ، مخارج توقف و راه اندازی مجدد سیستم نیز بر تاسیسات تحمیل نمی شود.

کاهش آب مصرفی بویلرها :

با توجه به کمبود آب ، میزان آب مصرفی در تاسیسات یکی از مهمترین مسائلی است که پروژه های مسکونی و صنعتی با آن روبرو هستند . یکی ازمهمترین دلایل افزایش مصرف آب در چنین مواردی استفاده از آبهای سخت است که علاوه بر کاهش بازدهی مبدلها جهت حفظ کیفیت آب نیازتخلیه مقدار زیادی از آ ب بویلرها است که این امر به نوبه خود باعث مصرف مقدار زیادی آب در تاسیسات میشود.

فن آور رسوب زدا RG1

در صورت استفاده از فن آوری سختی گیری مغناطیسی RG1 می توان از آبهای سخت به صورت مستقیم در تاسیسات و بخصوص بویلرها ( رسوب پکیج ) استفاده نمود که به دلیل عدم نیاز به تخلیه حذف فیزیکی مشکلات سختی و رسوب ، میتوان در میزان آب مصرفی به مقدار زیادی صرفه جویی نمود .