了解正确选择凉水塔填料的重要性
作者：晶杰冷却塔 时间：2021-09-02 08:29 阅读：
选择首先必须考虑水的污染倾向。本文向您展示了解并正确为凉水塔选择填料是多少的重要！凉水塔在许多化工厂中发挥着重要作用。与任何其他热交换器一样，从设备设计和防止结垢、结垢和腐蚀的角度来看，最大限度地提高效率至关重要。对于凉水塔，填料选择是这方面的一个关键方面。乍一看，高效薄膜凉水塔填料似乎是最理想的选择。但是，如果水质不佳导致这种凉水塔填料物迅速结垢和堵塞，则可能会产生过多的维护成本。因此，在这里，我们将研究凉水塔填料类型的基本原理，并研究影响选择的重要化学问题。适当的补充水预处理可以选择比其他方式更高的凉水塔填料效率。一、环境湿球温度
环境温度和湿度会影响性能，通常凉水塔中 65-90% 的传热来自一小部分 (1-3%) 再循环水的蒸发。因此，所有凉水塔的基本准则是加强空气/水接触。一开始，这是通过使用飞溅凉水塔填料来实现的——一系列木板条以交错的形式放置在喷水嘴下方。当水撞击板条时，它会分解成小水滴，从而增加表面积。
填料已经从那个基本的飞溅凉水塔填料设计有了显着的发展。大多数凉水塔现在利用薄膜凉水塔填料来增强空气/水的接触。薄膜凉水塔填料，顾名思义，就是诱导冷却水在材料表面形成一层薄膜。成膜机制使液体表面积最大化。凉水塔填料设计和选择背后的指导原则是“增加空气与水的接触，促进对流和蒸发冷却，同时减少系统中的压降”[1]。凉水塔填料物通常由聚氯乙烯制成，因为它的成本低、耐用、润湿性好和固有的低火焰蔓延率。
二、凉水塔填料选择
填料设计的选择在很大程度上取决于冷却水的结垢趋势。展示了各种凉水塔填料设计，从现代飞溅凉水塔填料到非常高效的材料。
基本和便宜的是塑料飞溅凉水塔填料。这项技术的一个进步是“线框”凉水塔填料。在一种线框设计中，水膜在钢绞线表面层叠；冷却主要通过薄膜生成发生，液滴生成只是偶然发生。这种凉水塔填料通常采用模块化交叉凹槽设计。另一种线框设计使用多个集成滴点来产生紧凑的液滴体积 (2b)。这些“模块化飞溅”(M/S) 填料通常具有偏移凹槽几何形状，并且本质上比交叉凹槽填料更耐污染。参考文献 1 提供了更多信息。
其他选项包括胶片凉水塔填料。这些具有称为长笛的空气/水通道。有多种凹槽配置可供选择，每种配置都反映了热性能和抗污性之间的不同权衡。
垂直薄膜凉水塔填料，如垂直凹槽 (VF, 2c) 为水和空气流动提供了一条直线路径。热性能低于更高效率的设计，但 VF 凉水塔填料具有出色的防污特性。
XF 隔离填料 (2d) 专为横流式凉水塔制造，具有高比表面积和中等至良好的防污性能，具体取决于水负载。
填料的选择很大程度上取决于冷却水的结垢趋势。
填料的选择很大程度上取决于冷却水的结垢趋势。
1、偏移槽 (OF, 2e) 也具有高比表面积，并迫使水和空气通过适度曲折的路径。因此，防污特性也适中。
2、横槽 (CF, 2f) 通常提供高比表面积和高热性能，但由于几何形状迫使流动路径出现许多偏差，因此防污特性较差。
凹槽间距显着影响凉水塔填料性能；较小的间距会增加表面积，但也会增加潜在的污垢严重性。
许多研究人员指出，生物沉积物是薄膜凉水塔填料污染的关键触发因素。结垢的情况是：由于细菌分泌物的固有粘附特性，在凉水塔填料表面形成生物膜并从冷却水中收集悬浮固体。
通过沉积物表面的水膜的速度影响生物沉积物的稳定性。较高的水速使生物膜厚度最小。因此，填料制造商开发了最大化水膜速度和由此产生的高剪切应力的设计。这些低污染填料的凹槽几何形状具有垂直方向，而不是高效填料的倾斜方向（横向凹槽）。这些较高的水流速设计比 CF 设计表现出较低的热性能。
CF 填料提供最大的传热表面积，但通过塔的压降比其他设计更高。此外，在这些凉水塔填料物内形成的较低水膜速度会导致低流量区域，从而增加结垢的可能性。
选择合适的设计需要仔细评估水的条件。表 1 列出了各种优质水的凉水塔填料选择指南，范围从 <1,000 ppm 到 <25 ppm 的总悬浮固体 (TSS) 和 0 到 <50 ppm 的油和油脂。
该表强调了生物控制对凉水塔填料选择的影响。然而，正如我个人可以证明的那样，冷却系统中的微生物控制，即使是直通网络，也可能是一个挑战。然而，在设计和选择化学进料程序和补给水预处理设备时适当小心，可以在应用中使用更高效率的凉水塔填料物，否则它们将毫无意义。
氧化杀菌剂处理对于所有冷却水系统都是必不可少的。氯，通常作为漂白剂提供或现场产生，是最常见的选择，尽管随着 pH 值升高到 7.5 以上，氯的有效性会迅速降低。许多天然水的 pH 值接近 8，这通常会导致选择替代氧化剂，最显着的是氯活化溴、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。在许多情况下，氧化剂进料限制为每天两小时，这让微生物有时间在休息时间沉淀并形成菌落。非氧化性杀菌剂的补充饲料，例如，每周一次，可以非常有效地控制微生物。表 2 列出了一些最常见的非氧化剂的特性。
必须仔细评估冷却水中的微生物种类，以确定最有效的杀菌剂。未经相关监管机构批准，请勿测试，更不用说使用任何这些化学品。它们必须纳入工厂的国家污染物排放消除系统许可证。此外，与所有化学品一样，在处理非氧化剂时，安全性是绝对关键的问题。
四、凉水塔填料选择考虑的其他因素
使用淡水替代品进行植物补水正变得越来越普遍。一种越来越受欢迎的来源，无论是出于选择还是强制要求，都是来自公有处理厂的污水，即市政污水处理厂的排放。这些溪流通常含有大量的氨、亚硝酸盐/硝酸盐、磷酸盐和有机物，或者用行业术语来说，就是“臭虫食物”。未经处理，这种补充水会导致冷却系统中微生物的爆炸性增长。通常需要对植物成分进行复杂的预处理，两种越来越常见的选择是膜生物反应器和移动床生物反应器。
影响结垢的另一个因素是水中悬浮固体的浓度。任何在凉水塔填料物或热交换器中建立的微生物菌落通常都会分泌一层粘稠的薄膜来保护。这种粘液自然地捕获淤泥。经常推荐用于凉水塔的一种处理方法——但通常不被采用——是侧流过滤。