رسوب زدایی

با امواج رادیویی بدون استفاده از مواد شیمیایی

کشتی و خنک کاری آب دریا
در کشتی‌‌ها، سکو‌های نفتی دریایی و نیروگاه‌‌های کنار دریا، از آب دریا جهت خنک کنندگی تجهیزات و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود. در کشتی‌ها و سکو‌ها علاوه بر سیستم‌های خنک کننده، آب دریا توسط دستگاه آب شیرین کن FWG تبدیل به آب شیرین جهت استفاده خدمه می‌گردد. آب دریا که دارای املاح معدنی بالای سولفات، کلراید و کربنات است به مرور زمان در مبدل‌ها رسوب می‌گذارد. از سوی دیگر آب دریا دارای میکروارگانیسم‌های بسیار زیادی است که وارد مبدل‌های حرارتی خنک کننده می‌گردد و با توجه به اینکه دمای حدود 30 الی 35 درجه سانتیگراد برای رشد باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌ها بسیار مناسب است به سرعت بر روی سطوح مبدل رشد و تکثیر می‌گردند. مقاومت حرارتی یک لایه 1 میلیمتری بایوفیلم از یک لایه 1 میلیمتری رسوبات سیلیسی بیشتر است بنابراین رشد بایوفیلم در سیستم‌های آب دریا یک عامل اصلی کاهش راندمان مبدل و انتقال حرارت است. رسوبزدای هیدروفلو با ارسال سیگنال‌های رادیویی از روی هر جنس لوله فلزی یا غیرفلزی به داخل آب باعث می‌شود یون‌های سختی آب تشکیل توده‌های یونی داده و املاح سختی آب به حالت فوق اشباع در اثر افزایش دما برسند، این توده‌ها تبدیل به کریستال‌های پایدار شده که علاوه بر اینکه به سطوح نمی‌چسبند بلکه باعث رسوب گیری نیز می‌گردند. همچنین امواج رادیویی باعث تحریک لایه‌های بایوفیلم گردیده و به مرور زمان لایه‌های چسبنده و لزج بایوفیلم از سطوح جدا می‌گردد. همچنین باکتری‌ها و جلبک‌هایی که از داخل فریت‌های سختی گیر هیدروفلو عبور می‌کنند، بار الکتریکی مثبت و منفی با فرکانس 150 هزار بار در ثانیه دریافت می‌کنند که این امر باعث تغییر فشار سریع فشار اسمزی باکتری‌ها شده و سیتوپلاسم‌ها را متلاشی می‌کند. رسوب زدا و گندزدای الکتریکی هیدروفلو یک سیستم کاملا غیر شیمیایی است که بدون استفاده از مواد آنتی اسکالانت و بایوساید رسوبات و باکتری‌ها را از بین می‌برد.

سیستم خنک کننده آب دریا جهت خنک کاری موتور کشتی و سیستمهای تهویه و تبرید و کمپرسورهای هوا از آب دریا به صورت غیر مستقیم استفاده می‌گردد. آب دریا توسط لوله "12 اصلی وارد مبدل صفحه‌ای می‌شود و باعث خنک شدن مدار می‌گردد. در جولای 2011 مبدل صفحه‌ای اصلی آب دریا باز و مقادیر زیادی رسوب، بایوفیلم و صدف در مبدل دیده شد که توسط مواد شیمیایی و ضد رسوب و آنتی اسکالانت تمیز گردید. 1 دستگاه رسوبزدای هیدروفلو با امواج رادیویی مدل HM-12” که مخصوص سیستم‌های خنک کاری آب دریا است برروی لوله "12 مبدل نصب شد. در اوت 2012 مبدل صفحه‌ای جهت بازبینی باز شد اسکرین فیلتر داخل مبدل که همیشه مملو از بایوفیلم و صدف‌های زنده و رشد پیدا کرده بود، کاملا تمیز و بدون هیچگونه صدفی مشاهده شد و براحتی فیلتر صافی با آب شسته شد. حذف مواد شیمیایی ضد رسوب و آنتی اسکالانت در کاربردهای آب دریا از مهمترین ویژگی رسوب زدای هیدروفلو است، که با ارسال امواج رادیویی در طول مدار لوله کشی، علاوه بر از بین بردن باکتریها و جلبکها، اجازه تشکیل رسوب چسبنده را نمی‌دهد. تزریق مواد شیمیایی ضد رسوب و بایوساید موجب آلودگی آب برگشتی به دریا می‌شود که تهدیدی برای زندگی جانداران دریایی است. رسوبگیر هیدروفلو بر روی کشتیMV Hoegh America نصب و کارفرما و همچنین شرکت سازنده آب شیرین کن (FWG) که شرکت APV است عملکرد سختی گیر هیدروفلو را تائید نموده‌اند.

 

برای کشتی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های تجاری و حمل خودرو که مدت زیادی بر روی دریا هستند، مسئله تامین آب بهداشتی و شرب بسیار مهم است. به طور عمومی ‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کشتی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها از آب شیرین کن آب دریا (Fresh Water Generator) استفاده می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. در یک محفظه که خلأ نسبی در آن ایجاد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود 2 مبدل صفحه‌ای تعبیه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود. آب مدار خنک کن موتور، معمولاً حرارت ژاکت موتور، سر سیلندر و اویل کولر را جذب نموده به دمای تقریبی 70 درجه سانتیگراد می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌رسد. آب با این دما وارد آب شیرین کن شده و در مبدل صفحه‌ای، آب دریا را تبخیر می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌نماید. رسوبات بسیار زیادی در این قسمت مبدل تشکیل می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شود و به طور معمول هر 2 هفته یکبار آب شیرین کن باز شده و پروسه اسید شویی و تمیز کاری فیزیکی مبدل 24 ساعت طول می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کشد که مقادیر زیادی مواد شیمیایی خطرناک و ضد رسوب و آنتی اسکالانت مصرف می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گردد. همچنین در این مدت تولید آب شیرین نیز متوقف می‌شود.
یک دستگاه رسوبزدای هیدروفلو مدل HM-120 در نوامبر 2011 برروی"4 آب دریا ورودی به سیستم آب شیرین کن نصب گردید. 2 هفته بعد از نصب، مطابق زمانبندی اورهال، آب شیرکن باز و سیستم طبق روال قبلی تمیز گردید. عملکرد بسیار عالی سختی گیر هیدروفلو باعث شد که دستگاه آب شیرین کن به مدت 10 ماه مداوم، بدون افت دبی آب تولید کار نماید. در اوت 2012 آب شیرین کن آب دریا جهت بازبینی باز شد هیچگونه اثری از بایوفیلم مشاهده نگردید، رسوب بسیار کمی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ بر روی سطوح تشکیل شده بود که به راحتی با دست و بدون نیاز به مواد شیمیایی و آنتی اسکالانت تمیز گردید. باز کردن، دمونتاژ و بستن آب شیرین کن تنها 3 ساعت زمان برد. بنا بر گفته بهره‌بردار تأسیسات، هزینه سرمایه گذاری و خرید رسوب زدای هیدروفلو در کشتی تنها معادل یکبار هزینه تمیز کردن آب شیرین کن است که در این پروژه معادل دو هفته است. رسوب گیر هیدروفلو بر روی کشتی خودروبر Ray با مدیریت شرکت استامکو یونان نصب و عملکرد آن مورد رضایت کارفرما و بهره‌بردار بوده است.

 


آب دریا به عنوان خنک کننده در مبدل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حرارتی کندانسورهای خلأ نیروگاه برق دالین تایوان مورد استفاده قرار می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گیرد. در خنک کننده‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های آب دریا، بهره برداران با مشکلات متفاوتی مواجه خواهند بود. تأسیسات خنک کن نیروگاه برق Da Lin در شهر تایوان به صدف آلوده شده است. اینگونه صدف‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها به اندازه‌ای بزرگ هستند که درصورت جدا شدن در مسیر آب کولینگ به کندانسورها منتقل می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌شوند می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌توانند لوله‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های کندانسور را ببندند. این مسئله نیازمند صرف نیروی انسانی، ساعت بسیار زیاد و پر هزینه برای پاک سازی کندانسور‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های خلأ و مبدل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های حرارتی است که تولید برق نیروگاه را کاهش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد. مشکل اصلی نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های برق در کنار ساحل دریا، بایوفیلم است. راندمان کندانسورهای نیروگاه‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های برق و مبدل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های گرمایی تحت تاثیر بایوفیلم به شدت کاهش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌یابد. با توجه به اینکه که دمای درون مبدل زیر 50 درجه سانتیگراد است، در این کندانسورهای نیروگاه بایوفیلم مشکل اصلی است. بررسی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ها نشان داده که یک لایه از بایوفیلم به ضخامت 250 میکرون می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تواند راندمان انتقال گرما را تا 25% کاهش دهد. علاوه بر این بایوفیلم دبی آب را کاهش و خوردگی را افزایش می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌دهد. در نیروگاه برق مذکور هر مبدل تنها به مدت زمان دو ماه در سرویس بوده و کار می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کرد، سپس از مدار خارج گردیده و پروسه تمیز کردن کندانسور خلأ 3 الی چند روز زمان احتیاج داشت. در نوامبر 2003، یک دستگاه رسوبزدای امواج رادیویی هیدروفلو بر روی لوله ورودی آب دریا به کندانسور نصب گردید. بعد از دو ماه کندانسور خلأ به منظور بازرسی باز شد. نتیجه عملکرد سختی گیر هیدروفلو بدون هیچگونه آنتی اسکالانت بسیار عالی بود. بایوفیلم  کاملا از بین رفته بود و پاک سازی توسط جت اسپری آب، تنها طی یک ساعت انجام شد. دوره بعدی توقف و پاک سازی مبدل از دو ماه به 6 ماهه افزایش گردید.
بایوفیلم یک بستر لزج و چسبنده، همانند یک ژل شفاف از جنس باکتری است که می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌تواند تا ضخامت چندین سانتیمتر رشد کند. بایوفیلم محل نشستن و اتصال جانداران دریایی بزرگتر مانند لارو انواع صدف، توتیا و حتی خزه و جلبک است. به همین منظور در تلاش برای جلوگیری از رشد بایوفیلم، به آب دریا کلر اضافه می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌کنند. کلر و محصولات جانبی آن، جانوران دریایی و محیط زیستی که در مجاورت نیروگاه برق قرار دارند را از بین می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌برد و حد مجاز کلر افزوده به سیستم که یک تهدید محیط زیستی است، شدیداً کنترل می‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گردد.