1 . Tổng quan lý thuyết về quá trình xử lý cáu cặn

• Mục đích xử lý nước cho hệ thống:

Máy lạnh (chiller) hay tháp giải nhiệt (cooling tower) là các thiết bị sử dụng nhiều nguồn nước. Nước sẽ đi vào trong lòng các thiết bị trên nên sau một thời gian vận hành, trong môi trường nước hình thành nên cáu cặn, rong rêu, vi sinh hoặc xuất hiện hiện tượng ăn mòn trên bề mặt vật liệu bên trong thiết bị mà nước tiếp xúc. Vì vậy đặt ra vấn đề sử dụng hóa chất ức chế ăn mòn, cáu cặn, và ức chế rong rêu, vi sinh.

Tính toán phương án cho việc xử lý nước cho thải giải nhiệt nhằm nâng cao chất lượng nguồn nước tránh sự ảnh hưởng của các tác hại không mong muốn như: cáu cặn, sự ăn mòn đường ống, sự phát triển của vi sinh vật, sự đóng bám của tạp chất (tắc nghẽn) bên trong thiết bị. Các vấn đề này thường làm giảm hiệu suất (chi phí vận hành cao hơn), tăng ngân sách thay mới thiết bị và giảm độ an toàn sản xuất. Nếu không được quan tâm đúng mức sẽ dẫn đến tình trạng shutdown hệ thống

Nguyên nhân chính gây ra cáu cặn là do các muối cacbonat hòa tan có nước. Những muối này ở trong nước với nồng độ thấp tuy nhiên do quá trình hoạt động, một phần nước bị bay hơi khiến nồng độ muối hòa tan trong nước tăng lên tạo điều kiện cho các tạp chất kết tủa, muối kết tinh,… hình thành nên lớp cặn đóng cứng bám chặt trong lòng ống và thiết bị. Các loại cặn thường là muối cacbonat kim loại, muối silicat, lớp cặn này có đặc điểm như sau: khó vệ sinh loại bỏ bằng các phương pháp thông thường, lớp cặn bám chắc, chặt với thành ống, xuất hiện nhiều hơn ở những vị trí góc cạnh, đáy nồi, thành đường ống.

Các phản ứng ăn mòn diễn ra do sự hòa tan của kim loại trong nước, các phản ứng đóng bám dẫn đến sự hình thành cáu cặn trên bề mặt trao đổi nhiệt và một số vấn đề khác. Nguyên nhân của các vấn đề trên đều xuất phát từ các tạp chất có mặt trong nước bao gồm các chất rắn, các chất lơ lửng, và các muối khoáng hòa tan trong nước.

Ví dụ như muối của Canxi và Magie được biểu thị bằng nồng độ của CaCO3, là tác nhân chính gây ra cáu cặn trên bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, nồi hơi, đường ống.

Cặn cứng silic, sunfat, khi có silic trong nước (dạng axit silic, oxit silic) thì cả độ cứng cacbonat và phi cacbonat đều tạo cặn canxi / magie silicat (cặn silic) và giảm hệ số truyền nhiệt. Các cáu cặn sulfat thì cứng và đặc hơn cáu cặn cacbonat. Cáu cặn sulfate thì giòn và không sủi bọt trong dung dịch axit. Còn cáu cặn silic nhìn tương tự như sứ. Loại cáu cặn này rất giòn, không tan trong acid và tan chậm trong môi trường kiềm. Cáu cặn silica rất khó loại bỏ, muốn loại bỏ phải dùng HF và tiềm ẩn nhiều rủi ro khi sử dụng.

Các gốc kiềm như HCO3-, CO32- được biểu thị bằng nồng độ CaCO3 sẽ tạo bọt và bị cuốn theo các chất rắn.

Axit vô cơ tự do như HCl, H2SO4, được biểu thị bằng nồng độ CaCO3 sẽ gây ăn mòn đường ống.

Thành phần lơ lửng (Không) sẽ gây đóng bám trên thiết bị, đường ống nước.

Tổng sắt (Fe tổng) tạo cặn, gỉ sét, ăn mòn trong nồi hơi và hệ thống làm mát tuần hoàn.

Các tạp chất khác: các gốc oxi tự do, các ion kim loại,…. ảnh hưởng xấu đến hiệu suất nhiệt của thiết bị.

• Tác hại của cáu cặn gây ra: Tổn thất nhiệt (do hiệu quả truyền nhiệt của lớp cáu cặn kém); tổn thất áp bơm (làm tăng áp suất đẩy của bơm); trao đổi nhiệt kém làm tăng nhiệt độ đầu ra (giảm chênh lệch nhiệt độ trước và sau khi ra khỏi thiết bị); gây mất an toàn, dễ gây cháy nổ thiết bị khi nồi hơi hoạt động ở áp suất cao; tiêu tốn nhiều năng lượng hơn, gia tăng chi phí sản xuất; lớp cáu cặn làm giảm tuổi thọ của đường ống và thiết bị giải nhiệt, xuất hiện ăn mòn bên dưới lớp cáu cặn,…

• Tác hại của vi sinh: cách ly bề mặt trao đổi nhiệt, giảm tốc độ dòng chảy và khả năng truyền nhiệt gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới khả năng vận hành của máy móc và năng suất làm việc. Giảm hiệu suất giải nhiệt, bào mòn các bộ phận, làm giảm tuổi thọ tháp giải nhiệt. Giảm hiệu quả làm mát khiến cho thiết bị tiêu tốn thêm nhiều điện năng hơn, tắc nghẽn van lọc, ăn mòn (bên dưới lớp vi sinh).

2 . Quy trình xử lý cáu cặn trong hệ thống tháp giải nhiệt (Chiller, Cooling Tower)

Bước 1: Cô lập khu vực cần tẩy và tháo một phần nước ra khỏi hệ thống

Bước 2: Tiến hành bơm hóa chất tẩy cáu cặn VCS Descaler theo tỷ lệ vừa đủ vào hệ thống Chiller / Cooling tower. Chạy tuần hoàn hóa chất trong vòng từ 3 – 5 giờ. Tỉ lệ hóa chất : nước là từ 1 : 3 (25%) hoặc 1 : 1 (50%) tùy thuộc vào lượng cáu cặn có trong hệ thống.

Bước 3: Cứ 1 giờ phải kiểm tra pH dung dịch tẩy trong thiết bị 1 lần, nếu pH giảm xuống 4 thì lượng VCS Descaler đang thiếu nên cần phải cấp thêm vào hệ thống. Nếu mức pH đo 2 lần liên tiếp đều < 2 thì hóa chất đang dư và quá trình tẩy kết thúc. Lúc này tiến hành xả 1 phần dung dịch tẩy ra khỏi hệ thống và bơm hóa chất trung hòa và thụ động hóa bề mặt vào. Chia hóa chất trung hòa và thụ động hóa bề mặt thành nhiều lần thêm dần dần vào hệ thống chạy tuần hoàn trong 1 giờ. Cứ 30 phút lại kiểm tra pH 1 lần, pH dung dịch đạt trong khoảng từ 7 đến 7.6 thì dừng cấp thêm hóa chất trung hòa và thụ động hóa bề mặt.

Bước 4: Sau đó, xả dung dịch tẩy và cáu cặn đã bị bong tróc trong hệ thống ra môi trường. Cấp nước sạch vào hệ và chạy tuần hoàn trong 1 giờ, sau đó xả nước thải ra khỏi hệ và tiến hành đo pH của dòng nước thải này, pH đạt chuẩn trong khoảng ở 7.0 – 7.6, dòng thải đạt chuẩn khi không bị đục hoặc khi không có cáu cặn xuất hiện. Nếu pH không đạt chuẩn hoặc dòng thải vẫn còn bị vẩn đục thì tiến hành bơm nước vào hệ để tiếp tục vệ sinh.

Bước 5: Sau khi tẩy rửa và xả dung dịch bên trong ống dùng máy thông chuyên dụng thông sạch đường ống, kiểm tra sự an toàn của hệ thống sau khi vệ sinh (không bị rò rỉ hay hở ở các khớp nối)

Bước 6: Mở thiết bị đã được tẩy rửa và chụp ảnh nghiệm thu

Bước 7: Kết thúc quá trình tẩy rửa, cấp nước, đưa hệ thống hoạt động trở lại bình thường.

• Hóa chất chúng tôi đề cập đến trong phần 2 ở đây gồm có 2 loại:

Hóa chất tẩy cáu cặn VCS Descaler (VCS-2130), Quy cách đóng gói: Can 25L

Hóa chất trung hòa và thụ động hóa bề mặt (VCS-2131), Quy cách đóng gói: Can 25L

Hai sản phẩm trên đều do công ty cổ phần VCS Việt Nam chúng tôi sản xuất, có chứng nhận giấy tờ MSDS, COA đầy đủ, uy tín.