رسوب زدایی
روش های رسوب زدایی: در صنایعي مانند نفت، گاز و پتروشیمي، همواره سعي بر پیشگیري از تشکیل رسوب با استفاده از روش هاي مختلف در تجهیزاتي مانند مبدل هاي حرارتي و دیگ های بخار می باشد. در این زمینه هزینه هاي زیادي برای مواد و افزودني های شیمیایي صرف می شود. اما بیشتر مبدل های حرارتی صنعتی به دلایل مختلف مانند کیفیت پایین آب ها در مناطق مختلف، در معرض رسوب گذاري قرار می گیرند. این رسوبات بیشتر در لوله هاي مبدل ها تشکیل می شوند. براي کاستن زیان های پدیده رسوب، مبدل باید پیوسته تحت نظارت عملکرد و تمیزکاری قرار گیرد.
انجمن تولیدکنندگان مبدل های پوسته لوله 1 توصیه میکند همواره مقداري مجاز براي رسوب گذاری در طراحي مبدل ها در نظر گرفته شود، تا این امر تأثیر زیادي در فرایند تولید نداشته باشد. اما در تمامی موارد باید تمیزکاري مبدل در فواصل زماني مناسب صورت گیرد.
در فرایندهاي صنعتي رسوب ها انواع مختلفي دارند که برخي از آنها عبارت اند از:
رسوب ذرات ریز معلق؛
رسوب ناشي از خوردگي؛
رسوب بیولوژیکی؛
رسوب به علت تشکیل بلورهای جامد؛
رسوب در اثر یک واکنش شیمیایی؛
رسوب در اثر تغییر دما مانند انجماد؛
برای مطالعه بیشتر و مشاهده محصولات رسوب زدای میتره، کلیک کنید.
زمان های مناسب تمیزکاری مبدل های حرارتی
با توجه به اینکه مبدل های حرارتی بخش مهمی از فرایندهای مختلف هستند، درصورت تشکیل رسوب در آنها و برای حفظ مقدار انتقال حرارت، لازم است دما یا جریان سیال گرم افزایش یابد. این افزایش دما یا جریان می تواند منجر به افزایش هزینة انرژي ورودي به فرایند یا کاهش میزان تولید گردد. در هر دو حالت هزینه هایي بر فرایند تحمیل می شود که آنها را هزینۀ رسوب گذاري می گویند. براي اتخاذ تصمیم های مناسب اقتصادي، این هزینه ها باید در زمان هاي مختلف و متناسب با مقدار انتقال حرارت ناشي از رسوب، محاسبه گردند.
به طور کلي زمان تمیزکاري را باید با توجه به میزان تأثیر رسوب بر فرایند محاسبه کرد، تا به مقدار بهینه برای زمان تمیزکاری دست یافت. تمیزکاري در فواصل زماني کم، باعث افزایش زمان کلی صرف شده برای تعمیرات مبدل ها می شود. بنابراین، این موضوع علاوه بر افزایش هزینه هاي تمیزکاري، با کاهش محصولات تولیدي مجتمع، درآمد کلی را هم کاهش می دهد. از سوی دیگر، تمیزکاري در فواصل زماني طولاني به دلیل افزایش رسوبات، نیاز به انرژي را برای حفظ دماي سیالات افزایش می دهد. علاوه بر این، در مواردي هم گرفتگي بیش از حد مبدل ها می تواند تولید مجتمع صنعتی را مختل کند. پس، براي افزایش کارایي مبدل هاي حرارتي رسوب گرفته، باید تمیزکاري آنها در فواصل زمانی معین انجام شود. رسوب زدایی، سطح داخلي لوله ها را به حالت اولیه خود (که در واقع سطح فلز است) برمی گرداند و معمولا باعث افزایش دوام آن می گردد. زیرا بعد از هربار تمیزکاري، لایه نازکي از اکسید در سطح لوله تشکیل می شود که عامل جلوگیري از خوردگي است. تمیزکاري لوله هاي مبدل فقط درصورتي انجام می گیرد که مبدل درحال کار نباشد.
روش های حذف رسوب
روش هاي مختلفي براي تمیزکاري مبدل های حرارتي، اعم از شستشوي مکانیکي و شیمیایي استفاده می شوند. به طور کلی انواع روش های حذف رسوب عبارت اند از:
تمیزکاری مکانیکی؛
تمیزکاری شیمیایی؛
در ادامه هر کدام از این روش ها به اختصار توضیح داده می شود.
روش های رسوب زدایی مکانیکی
انواع روش های شستشوی مکانيکي رسوب عبارت اند از:
1 ایجاد جریان معکوس
2 جت آب(فشار آب)
3 هیدروفرز مکانیکی
4 فشنگی ساینده
ایجاد جریان معکوس:
یک روش انجام رسوب زدایی، توقف و بستن واحد و تمیز کردن مبدل های آن می باشد. اما هر بار که واحد بسته و مجددا راه اندازی گردد، مقدار زیادی انرژی، مواد اولیه، وقت، تولید محصول و … تلف می شود. به این دلیل راه ساده تری وجود دارد که تا چند بار قبل از توقف واحد برای تعمیرات، قابل استفاده و مؤثر است. به این ترتیب که موقتا و تنها به مدت چند دقیقه، جهت ورود و خروج آب خنک کننده برعکس می شود. این کار از طریق باز و بسته کردن چند شیر صورت می گیرد. بخش عمده ای از رسوب ها با این روش کنده می شوند و تا مدتی می توان از انتقال حرارت نزدیک به مقدار طراحی شده بهره برد. البته هر بار که این کار صورت گیرد، بازیابی انتقال حرارت از دفعة قبل کمتر خواهد بود. همین موضوع دربارۀ بازیابی افت فشار مسیر آب نیز صادق است. بسته به طراحی خنک کننده، یکی از دو عامل کاهش انتقال حرارت یا افزایش افت فشار می تواند تاثیر منفی بیشتری بر ادامه کار واحد شیمیایی مربوطه داشته باشد، اما معمولا کاهش انتقال حرارت زودتر مشخص می گردد. برای سهولت ایجاد جریان معکوس به ویژه در واحدهایی که تعداد خنک کننده های بیشتری دارند، از یک شیر چهار راهه استفاده می شود.
روش جت آب:
از میان روش هاي مختلف شستشو، استفاده از آب فشار قوی بیشتر متداول است. شستشوی با آب به دلیل اینکه فشار (جت) آب به آرامی لوله ها را تمیز می کند، وقت گیر می باشد. باید دقت کرد که در این روش تمیزکاري، عدم آرامش و دقت، باعث تخریب لوله ها و یا صفحه نگهدارنده آنها می گردد. البته بیشتر این تخریب ها بعد از راه اندازی مجدد مبدل آشکار مي گردد.
روش فشار آب (جت آب) معمولاً برای شستشوی نهایی استفاده می شود.
معایب روش فشار آب (جت آب)
رسوب زدایی با استفاده از فشار آب گرچه در بسیاری از مواقع یک روش مناسب است، ولی معایب و محدودیت هایی دارد که عبارت اند از:
مصرف زیاد آب
مصرف زیاد انرژی
عدم رسوب زدایي از لوله های نیم گرفته و یا کاملاً مسدود
عدم رسوب زدایي از لوله های U شکل
روش های رسوب زدایی هیدروفرزمکانیکی:
روش هیدروفرز مکانیکی براي رسوبات بسیار سخت استفاده می شود. در شرایط معمولی جداسازي این رسوبات بسیار مشکل است. به این خاطر در این روش ابتدا رسوبات داخل لوله ها توسط مته هاي مناسب و برس هاي ویژه جداسازي می گردند و سپس برای خارج ساختن آنها از یک کمپرسور هوا با فشار زیاد استفاده می شود.
از مزایای این روش، می توان به ایمنی زیاد ابزار آن برای کار در داخل محوطه مجتمع، سرعت، قدرت و کارایی زیاد، قابلیت تغییر دور، هزینه های کم، امکان ساخت و تهیه کلیه لوازم آن در داخل کشور، امکان به کارگیری دو نازل به طور هم زمان، امکان کار متصدی با دستگاه از راه دور، تعمیر و نگهداری آسان و سریع، کیفیت و استحکام زیاد آن اشاره کرد.
معایب این روش:
ابزار به کار رفته در این روش به علت داشتن لوله های محکم انتقال نیرو، قابل انعطاف نبوده، در برخورد با رسوبات سخت، دچار شکستگی مته و آسیب به جدارۀ داخلی لوله می شود. به دلیل کوچک بودن منافذ خروج آب از نوک ابزار، با افزایش تعداد منافذ گرفته شده، اصطکاک و تنش حرارتی افزایش می یابد، لذا موجب شکسته شدن مته و آسیب رساندن به لوله می شود.
روش فشنگی ساینده:
در این روش توسط یک تفنگ هوای فشرده، فشنگی هایی به داخل لوله شلیک می شوند. جنس فشنگی های ساینده، پلاستیکی بوده، با سرعت جداره داخلي لوله را جاروب می کنند. استفاده از گلوله های اسفنجی با یک سطح صاف در لوله های مبدل حرارتی نتایج بهتری در کاهش رسوب دارد. قطر گلوله های اسفنجی کمی بزرگ تر از قطر داخلی لوله بوده، به گونه ای است که هر 5 تا 10 دقیقه یک گلوله شلیک می شود.
معایب این روش:
این روش برای لوله های نیم گرفته و یا کاملاً گرفته و نیز برای رسوبات سخت کاربرد ندارد.
روش های رسوب زدایی شیمیایی
برای شستشوي شيميايي تجهیزات، ابتدا بايد نوع رسوبات (اعم از رسوبات ناشي از سيالات فرایندي و يا رسوبات ناشي از خوردگي) مشخص شود. در این روش بسته به نوع رسوب، از انواع مواد شیمیایی استفاده می گردد. در روش شستشوي شيميايي با اسیدها، برای جلوگیری از اثرات نامطلوب اسید بر سطح فلز از مواد بازدارندۀ خوردگي استفاده مي شود. اسید به کار رفته در این مواد، بسته به جنس رسوبات و متالورژي سامانه ممکن است معدنی، آلی و یا مخلوطی از هر دو باشد. هر رسوبي بايد با توجه به طبيعت شيميايي و خواص فيزيكي مربوطه از روی سطوح برداشته شود. اغلب محلول هاي رسوب زدا بر پايۀ اسيدهاي آلي و معدني می باشند. در ميان اسيدهاي معدني، اسيدهاي HCl و H2SO4 بیشترین کاربرد را دارند. از اسيدهاي آلي نيز غالبا سيتريك اسيد، استيك اسيد و EDTA به كار گرفته می شوند.
هيدروكلريك اسيد يكي از مهم ترين اسيد هایي است که در شستشوی شیمیایی استفاده می شود. انتخاب بازدارنده خوردگی، بستگي به غلظت، دما، زمان اسيدشويي، متالورژي سامانه و نوع اسيدكاري دارد.
معایب روش شستشوی شیمیایی:
این روش معایبی دارد که عبارت اند از:
آسیب ديدن بدنه تجهیزات؛
مصرف زیاد آب؛
مصرف زیاد انرژی؛
خطر ناشی از کار با مواد شیمیایی؛
ایجاد آلودگی آب های سطحی و زیرزمینی توسط مواد نفتی و یا شیمیایی؛
عدم رعایت مسائل زیست محیطی؛
عدم رسوب زدایی از لوله های نیم گرفته یا کاملاً مسدود؛
