了解正确的冷却塔填料的重要性（防结垢）
冷却填料的选择首先必须考虑水的结垢趋势。冷却塔在许多化工厂中起着至关重要的作用。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，最大化效率至关重要。对于冷却塔，填料选择是这方面的关键方面。乍一看，高效薄膜填料似乎是最理想的选择。但是，如果不良的水质导致该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使效率填料比其他可能的选择更高。两种最常见的工业冷却塔类型：机械送风横流和机械送风逆流。两者都使用空气来消除送入塔中的水的热量。
环境温度和湿度会影响性能，通常冷却塔中65-90％的热传递来自一小部分（1-3％）的循环水的蒸发。因此，所有冷却塔的基本指导原则是增强空气/水的接触。最初，这是通过使用飞溅填料来实现的，飞溅填料是将一系列木板以交错的形式放置在喷水喷嘴下方。当水撞击到板条上时，水会破碎成小滴，从而增加表面积。
填料已从基本的初始填料设计中得到了显着发展。现在，大多数冷却塔都利用薄膜填料来增强空气/水的接触。顾名思义，薄膜填料会引起冷却水在材料表面形成薄膜。成膜机制使液体表面积最大化。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]。填料通常由聚氯乙烯制成，因为它的成本低，耐用性好，润湿性好并且固有地火焰蔓延率低。
冷却塔填料选择
填料设计的选择很大程度上取决于冷却水的结垢趋势。图2展示了各种填料设计，范围从现代飞溅填料到非常高效的材料。
最基本，最便宜的是塑料飞溅填料（图2a）。该技术的一项进步是“线框”填料。在一种线框设计中，水膜会在线束表面层叠；冷却主要通过成膜而发生，而液滴的产生只是偶然的。这种填料物通常采用模块化的横槽设计。另一种线框设计使用大量集成的滴点来产生紧凑的液滴体积（2b）。这些“模块化飞溅”（M / S）填料物通常具有偏移的凹槽几何形状，并且比交叉凹槽填料物具有更强的抗污垢性。参考资料1提供了更多信息。
其他选项包括胶片填料。这些有被称为长笛的空气/水通道。槽纹的配置多种多样，每一种都反映了热性能和防污性能之间的不同权衡。
垂直薄膜填料物（例如垂直凹槽（VF，2c））为水和空气流动提供了一条直线路径。热性能低于高效设计，但VF填料具有出色的防污特性。
XF支座填料（2d）是专门为横流式冷却塔制造的，具有较高的比表面积和根据水量而定的中等至良好的防污趋势。
偏置凹槽（OF，2e）也具有较高的比表面积，并迫使水和空气通过适度的曲折路径。因此，防污特性也适中。
横槽（CF，2f）通常提供较高的比表面积和较高的热性能，但由于其几何形状会迫使许多流路偏离，因此其防污性能较差。
凹槽间距会显着影响灌装性能；较小的间距会增加表面积，但也会增加潜在的结垢严重性。
许多研究人员指出，生物沉积物是薄膜填料物结垢的主要诱因。结垢的情况是：由于细菌分泌物固有的粘附特性，生物膜会在填料表面上形成并从冷却水中收集悬浮的固体。
水膜通过沉积物表面的速度会影响生物沉积物的稳定性。较高的水速度可最大程度地减少生物膜的厚度。因此，灌装制造商已经开发出使水膜速度和所产生的高剪切应力最大化的设计。这些低结垢填料的槽纹几何形状具有垂直方向，与高效填料的成角度的方向（交叉槽纹）相反。这些较高的水速设计显示出比CF同类产品更低的热性能。
填料可提供最大的传热表面积，但与其他设计相比，通过塔的压降更高。同样，在这些填料物中形成的较低的水膜速度会导致流量较低的区域，从而增加了结垢的可能性。
选择合适的设计需要仔细评估水的状况。表1概述了使用各种优质水进行填料选择的准则，其总悬浮固体（TSS）的含量范围<1,000 ppm至<25 ppm，油和脂的含量范围为0至<50 ppm。
该表强调了生物控制对填料选择的影响。但是，正如我本人可以证明的那样，冷却系统（甚至是一次性通过的网络）中的微生物控制可能是一个挑战。但是，在设计和选择化学进料程序和补充水预处理设备时要格外小心，可以在其他情况下没有意义的应用中使用更高效率的填料。
氧化杀菌剂处理对于所有冷却水系统都是必不可少的。氯通常是漂白剂或现场产生，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值都接近8，这通常会导致选择其他氧化剂，尤其是氯活化的溴，二氧化氯，一氯胺和一溴胺。在许多情况下，氧化剂的进料时间限制为每天两小时，这使微生物有时间在停工时间沉淀并形成菌落。例如，每周一次补充非氧化性杀菌剂的补料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性能。
为了确定最有效的杀菌剂，必须仔细评估冷却水中的微生物种类。未经相应监管机构的许可，请勿对这些化学物质中的任何一种进行测试，更不要使用。必须将它们纳入工厂的《国家污染物排放消除系统许可证》中。同样，与所有化学药品一样，在使用非氧化剂时，安全性绝对是至关重要的问题。
其他因素
使用淡水替代品进行植物补妆变得越来越普遍。无论是选择还是强制执行，一种日益流行的来源都是来自公共处理厂的废水，即市政废水处理厂的废水。这些物流通常含有高浓度的氨，亚硝酸盐/硝酸盐，磷酸盐和有机物，或者在行业中通常称为“臭虫食物”。未经处理的此类补充水会导致冷却系统中微生物的爆炸性增长。通常需要对植物组成进行精密的预处理，其中两种越来越普遍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物的浓度。确实在填料或热交换器中建立起来的任何微生物菌落通常都会分泌一层粘稠的薄膜以进行保护。这种粘液自然会捕获淤泥。冷却塔通常推荐使用的一种处理方法-但通常不采用-侧流过滤。有关侧流过滤的信息可从许多来源获得，其中最著名的是冷却技术研究所。
上一篇：高质量食品加工的冷却技术 下一篇：冷却塔：类型，工作过程和工业应用
.png)
