本文探討了在結(jié)垢造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞之前清潔 FRP 冷卻塔填料的方法。

初級冷卻是過去一個世紀許多冷卻塔的共同特征，而有關(guān)進氣和排氣問題的環(huán)境法規(guī)基本上迫使新項目過渡到冷卻塔或在某些情況下使用水冷冷凝器.適當?shù)幕瘜W控制對于冷卻塔中的穩(wěn)定傳熱及其物理穩(wěn)定性至關(guān)重要。但即使有嚴格的化學品供給和監(jiān)控，冷卻塔，尤其是冷卻塔的玻璃纖維冷卻塔填料，仍會積聚阻礙熱交換的水垢和微生物沉積物，在最壞的情況下，會導致塔的一部分倒塌。

冷卻塔的性能在很大程度上取決于熱交換器返回的熱水與通過冷卻塔吸入或吹出的冷空氣之間的接觸效率。通過使用冷卻塔填充物來增強熱傳遞，冷卻塔填充物經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已發(fā)展成為能夠最大限度地提高空氣與水接觸的復雜設(shè)計。高效 PVC 薄膜填充的圖示如下所示。

從早期的飛濺填充設(shè)計過渡到現(xiàn)代高效類型可減少冷卻塔投資和運營成本。然而，提供空氣和水之間良好接觸的曲折路徑也使這些 FRP 冷卻塔填料極易結(jié)垢。嚴重結(jié)垢會使重量增加約 10 倍，導致 FRP 冷卻塔填料塌陷到水槽中，需要更換昂貴的 FRP 冷卻塔填料。

適當?shù)幕瘜W處理

雖然這篇文章的重點是清潔已經(jīng)開始積累沉積物的

FRP冷卻塔填充物的方法，但最重要的是了解正確的化學處理方法正常操作期間的化學處理對于防止嚴重或突然結(jié)垢和結(jié)垢問題至關(guān)重要。關(guān)于冷卻系統(tǒng)中的水垢（和腐蝕）控制，已有 40 年歷史的磷酸鹽/膦酸鹽處理方法已被非磷聚合物基化學品所取代，主要原因有兩個。一是由于困擾許多水體的有毒藻華問題，磷向環(huán)境中的排放越來越受到監(jiān)管和限制。其次，事實證明，新的聚合物項目對于冷卻系統(tǒng)中的結(jié)垢和腐蝕控制更為有效。

冷卻系統(tǒng)中最嚴重的問題通常與微生物污染有關(guān)。因此，幾乎所有系統(tǒng)都將某種形式的氧化性殺菌劑作為主要處理劑，最常見的是漂白劑，但也可能是氣態(tài)氯、漂白劑/溴化鈉、二氧化氯、一氯胺和一溴胺。這在許多裝置中都是一個問題，尤其是在電力行業(yè)，美國環(huán)境保護署 (USEPA) 制定并制定了每天 2 小時內(nèi)有效氯平均值的規(guī)定 殘留水平不得超過 0.2 ppm 因為“最佳可用技術(shù)”。由于植物受到如此限制，每天允許的處理量不到 9%，從而使微生物有機會定居并開始形成保護性粘液層。

處理污染的玻璃纖維冷卻塔填料的選項

許多設(shè)施都受到多孔性的影響FRP 冷卻塔填料的塑料污染。替換物理填充是一種潛在的解決方案，但可能會導致重復出現(xiàn)的情況。另一種選擇是切換到低污垢填充設(shè)計，這種設(shè)計通常具有更高的垂直流型、更少的表面紋理，有時板之間的間距更大，所有這些都是以犧牲一些冷卻效率為代價的。由于 FRP 冷卻塔填料的更換在材料和停機時間方面可能很昂貴，因此其他人選擇以化學或機械方式清潔 FRP 冷卻塔填料。在更換與清潔和清潔方法之間進行選擇需要仔細考慮。該決定取決于結(jié)垢程度、結(jié)垢劑的物理和化學性質(zhì)、填料類型以及處理冷卻塔排污時的環(huán)境因素。例如，在嚴重污染的薄膜包裝中，一些通道可能會完全堵塞，從而阻止清潔溶液流過，并可能充當過濾器以去除包裝其他部分中去除的固體。如果立即將全部沉積物釋放到循環(huán)水流中，將導致懸浮固體含量非常高，排污必須在排放前轉(zhuǎn)移或處理。污垢的類型也因循環(huán)水的性質(zhì)和所使用的處理化學品而有很大差異。隨著時間的推移，污垢基質(zhì)將充當過濾介質(zhì)，將額外的懸浮固體截留在 FRP 冷卻塔填料的縫隙中，并阻礙空氣和水的流動。此時，構(gòu)成選擇 FRP 冷卻塔填料的驅(qū)動力的效率標準變得無效。

隨著時間的推移，高效的 FRP 冷卻塔填充物的效率將越來越低，可能會增加其初始重量的 10 倍，開始擠壓支撐梁周圍，并最終塌陷到水槽中。當操作員注意到性能下降或冷卻塔填充物開始變形時，再進行清潔已為時已晚。需要更換包裝。但是，如果在早期和中期發(fā)現(xiàn)污垢，根據(jù)污垢的性質(zhì)，有多種清洗方法可供選擇。

多孔塑料 FRP 冷卻塔填料的清潔選項

清潔塔架 FRP 冷卻塔填料的最合適方法取決于幾個因素，包括安全問題、系統(tǒng)冶金、在役和非服務(wù)清潔、對工廠運營的潛在影響、清潔液的處置、環(huán)境影響以及污染物的化學和物理特性。

礦垢

硬礦床最常見的是二氧化硅/硅酸鹽或碳酸鈣（方解石）。二氧化硅在低溫下的溶解度最低，沉積物通常出現(xiàn)在逆流填充袋底部附近，那里溫度最低，水濃度最高，水/空氣分布不均勻會導致干點或局部集中區(qū)域。方解石沉積物通常存在于整個 FRP 冷卻塔填充物中，但通常在底部最重。填料頂部附近的較高溫度具有最低的方解石溶解度并促進更快的沉積動力學。然而，當水通過 FRP 冷卻塔填料時，礦物質(zhì)會因蒸發(fā)而略微濃縮，并且隨著過量的 CO2 被汽提，pH 值會略微升高。

一種可以在任何類型的硬沉積物早期有效使用的技術(shù)是應(yīng)用某些類型的表面活性劑，這些表面活性劑會滲透硬沉積物并使其從略微柔軟的塑料轉(zhuǎn)變?yōu)閺幕纳蟿冸x.除正常阻垢程序外，表面活性劑一般應(yīng)延長60-180天。該程序永遠不會 100% 有效，但通常會去除 70-80% 的結(jié)垢礦物質(zhì)。在執(zhí)行清潔過程之前，必須確定并糾正污垢情況。

對于主要沉積物是方解石的大型水冷卻系統(tǒng)，可以通過降低運行 pH 值和/或增稠循環(huán)來清潔 FRP 冷卻塔填料，直到水在填料條件下相對于方解石不飽和直到。方解石通常充當沉積基質(zhì)的粘合劑，因此將碳酸鈣溶解在沉積基質(zhì)中可能會產(chǎn)生不成比例的效果。原則上，任何程度的去飽和都會隨著時間的推移而起作用。對于許多已經(jīng)將其用于 pH 控制的工廠來說，硫酸是顯而易見的選擇，但在使用這種危險化學品之前，需要非常仔細的計劃，包括工廠人員、化學品供應(yīng)商和任何外部承包商。其他工廠可能更喜歡使用更安全、腐蝕性更小的酸，例如有機酸或受抑制的氨基磺酸。 [4] 某些有機酸在中等 pH 值下比無機酸更有效，并且與硫酸具有協(xié)同作用。在 pH 值為 5 時，與單獨使用硫酸相比，應(yīng)用適當?shù)挠袡C酸會使方解石的溶解速率提高 10-20 倍。

對于輕質(zhì)碳酸鈣結(jié)垢，離線泡沫酸清洗非常成功，至少在較小的色譜柱上是這樣。填充包裝頂部的熟練專家使用強酸泡沫。泡沫的性質(zhì)允許酸在緩慢向下通過 FRP 冷卻塔填充物時接觸水垢。根據(jù)工廠安全和環(huán)境要求，相對少量的用過且大部分已中和的泡沫清潔溶液將收集在集水槽中并進行處理，或與可能在使用中的相鄰塔單元分開與其他循環(huán)水混合。

礦物水垢也可以通過機械方式就地或異地清除。由于其相對于軟質(zhì) PVC 的脆性，可以通過從下方就地機械清潔填充包來成功去除除垢。

微生物/有機沉積物基質(zhì)

微生物生長或有機物充當沉積物基質(zhì)粘合劑的沉積物具有柔軟的、有時像油灰一樣的稠度。與礦物薄片不同，微生物來源的沉積物往往主要積聚在 FRP 冷卻塔填料的中間。噴嘴正下方的水流速度通常足夠高以防止微生物粘附。因此，有時無法檢測到微生物引起的污垢，因為在從灑水噴頭頂部向下看的檢查中看不到它。隨著 FRP 冷卻塔填充物幾英寸內(nèi)的水速降低，微生物開始在表面定植，在懸浮固體通過 FRP 冷卻塔填充物時充當懸浮固體的過濾器。 FRP 冷卻塔填料中間??的污垢往往比底部更嚴重，因為懸浮固體在到達底層之前被過濾掉，并且因為 FRP 冷卻塔填料的最后幾英寸不能物理支撐厚而軟的沉積物。無法從頂部或底部清楚地看到微生物污染，再加上檢查填充夾層的困難，通常使這種類型的污染直到過程后期才被發(fā)現(xiàn)。工廠人員試圖在塔運行期間使用懸掛在稱重傳感器上的填料部分監(jiān)測填料污染，方法是在塔蓋末端切開一個檢修窗，以便使用手動升降機定期移除中間部分進行檢查，或者將一部分懸掛起來玻璃鋼冷卻塔填料位于主玻璃鋼冷卻塔填料包下方，便于檢查和稱重。所有這些方法都可以使用，但沒有一個被證明是完全令人滿意的。

有幾種有效的方法可以去除冷卻塔 FRP 冷卻塔填料中的生物污泥基質(zhì)沉積物。超鹵化是一種廣泛嘗試的方法，但其有效性通常令人失望。重要的考慮因素是系統(tǒng)組件的潛在腐蝕和排放前脫氯的需要。

微生物基質(zhì)通常含水量高，徹底干燥后會收縮并從表面脫落。然而，即使冷卻塔位于低濕度氣候中，即使在風扇的幫助下有效地干燥冷卻塔填充物也會導致問題。二氧化氯也已成功用作冷卻塔生物膜的清潔劑。然而，使用微生物或有機粘合劑對沉積物進行最廣泛實踐和最有效的清潔方法是過氧化氫 (H2O2)，因為它的氧化強度和化學物質(zhì)與有機沉積物反應(yīng)時產(chǎn)生的氧氣微氣泡的物理作用。過氧化氫的積極環(huán)境特征包括其快速分解成水和氧氣，以及易于使用是促使過氧化物用作柱填料清潔劑的其他因素。典型劑量在 500-3,000 ppm 活性 H2O2 范圍內(nèi)。與大多數(shù)清潔操作一樣，添加少量表面活性劑將有助于減少沉積物。通常添加聚合物分散劑以幫助將去除的固體保持懸浮狀態(tài)，直到它們可以被吹出。

許多生物質(zhì)由細胞外和細胞內(nèi)的水和有機物組成，這些物質(zhì)將被過氧化物洗滌溶解。沉積物的很大一部分通常包含大量釋放到水中的污垢和淤泥。圖 5 和圖 6 顯示了清潔前后在中度污染的高效冷卻塔填料上形成的粘土基質(zhì)的外觀。

在礦藏中礦物質(zhì)含量高的情況下，循環(huán)水會變得很渾濁。在清潔嚴重污染的系統(tǒng)時，應(yīng)在工作計劃范圍內(nèi)預(yù)期并考慮冷卻塔排污中存在高懸浮固體的可能性。

總結(jié)

首先應(yīng)盡一切努力防止沉積。應(yīng)指定適合系統(tǒng)合理預(yù)期的填充類型，同時考慮進水水質(zhì)、微生物控制、預(yù)處理設(shè)備的存在以及外部污染物可能通過空氣污染物或過程進入色譜柱的可能性流體。泄漏。

應(yīng)嚴格監(jiān)控微生物和沉積物控制計劃，以確保它們在預(yù)期限度內(nèi)并提供預(yù)期結(jié)果。

應(yīng)檢查任何預(yù)處理和側(cè)流固體去除設(shè)備的性能，以確保其能夠輸送和維持懸浮固體在規(guī)格范圍內(nèi)。

工廠人員應(yīng)積極進行檢查和監(jiān)控。及早發(fā)現(xiàn)結(jié)垢時，可以以更低的成本獲得更多選擇。

應(yīng)考慮對塔填料清潔進行定期、輕度、預(yù)防性維護。隨著時間的推移，大多數(shù)高效玻璃纖維冷卻塔填料往往會逐漸增加重量。年度預(yù)防性維護清潔可以穩(wěn)定或扭轉(zhuǎn)這一趨勢。

如果需要清潔，必須充分考慮安全和環(huán)境因素。清潔需要工廠人員和化學品供應(yīng)商/顧問之間的仔細計劃和協(xié)調(diào)。人員的安全是最重要的。同樣，清潔會釋放許多懸浮固體，如果不小心控制，可能會弄臟設(shè)備或在沒有事先計劃的情況下導致處置問題。

如果發(fā)生結(jié)垢，應(yīng)考慮所有補救措施，但通常應(yīng)從適合沉積物性質(zhì)和數(shù)量的成本最低和最積極的方法開始。在早期階段識別和糾正結(jié)垢條件成本最低，如果允許持續(xù)存在，則比積極清潔或最終填充更可取。

所有系統(tǒng)都不同，應(yīng)優(yōu)先與清潔供應(yīng)商和水處理專家進行仔細咨詢。

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