xem tiếp

GIỚI THIỆU

Sự có mặt của các chất khoáng tan trong nước như ion canxi, magiê, sắt, mangan là nguyên nhân hình thành cáu cặn trong đường ống và hệ thống bình chứa, thiết bị trao đổi nhiệt.

Khi thay đổi trạng thái của nước như gia tăng nhiệt độ hoặc có sự thất thoát khí CO2 thì phản ứng tạo kết tủa CaCO3 lắng đọng trong thành ống là điều không tránh khỏi:

Ca2+ + 2HCO3- <=> CaCO3 + H2CO3
H2CO3 <=>
 H2O + CO2 ­

Vấn đề nước cứng và hiện tượng đóng cáu cặn trên đường ống và trong các thiết bị trao đổi nhiệt gây thiệt hại rất lớn cho các doanh nghiệp, cụ thể là tăng chiều dày thành ống / bình chứa, giảm đường kính ống dẫn đến việc giảm hiệu suất trao đổi nhiệt, tăng chi phí sử dụng điện năng (22-30%), gây ăn mòn và rút ngắn thời gian sử dụng thiết bị.

Để khắc phục tình trạng này, phổ biến nhất hiện nay là phương pháp tẩy rửa thủ công kết hợp với việc sử dụng hóa chất. Đây là chỉ là biện pháp thụ động nhằm khắc phục hậu quả sau khi cáu cặn đã làm tắc hệ thống và gián đoạn hoạt động sản xuất. Ngoài ra, phương pháp này còn có nhiều yếu điểm như: kéo dài thời gian ngừng máy, tốn kém chi phí hóa chất và nhân công, gây ăn mòn thiết bị, gây ô nhiễm môi trường,…

Một trong những kỹ thuật mới có tác dụng ngăn ngừa cáu cặn là ứng dụng thiết bị hiệu ứng từ. Đây là một phương pháp xử lý không cần dùng hóa chất, điện năng và an toàn về mặt môi trường.

Sau khi chảy qua thiết bị hiệu ứng từ, chất lượng nước không thay đổi, nhưng những phần tử gây cáu cặn (các ion tạo nên độ cứng trong nước) sẽ không còn khả năng đóng bám vào hệ thống ống dẫn và thiết bị mà kết lại thành dạng tinh thể lơ lửng trong nước. Các tinh thể này không mang điện tích, có diện tích bề mặt rất lớn và phân tán đều trong nước, trở thành hạt nhân kết dính các ion can xi, magiê, hạn chế việc đóng bám vào thành ống. Lớp cặn cũ trước đây cũng dần dần tan ra và trở nên tơi xốp, dễ tẩy rửa hơn.

Thiết bị hiệu ứng từ đặc biệt phát huy hiệu quả trong trường hợp nước có độ cứng tạm thời (chứa thành phần Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2) chứ không phải độ cứng vĩnh cửu (CaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4). Hiệu quả sử dụng thiết bị hiệu ứng từ phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

  • Thành phần tính chất của nước (hàm lượng ion canxi, magiê, dạng độ cứng tạm thời hay vĩnh cữu).
  • Nhiệt độ, áp suất của dòng nước.
  • Vận tốc dòng nước chảy qua thiết bị hiệu ứng từ.
  • Thời gian dòng nước tiếp xúc thiết bị hiệu ứng từ.
  • Cường độ từ trường của thiết bị hiệu ứng từ.
  • Vị trí lắp đặt của thiết bị hiệu ứng từ trên đường ống (trước hoặc sau bơm).
  • Khả năng chống đóng bám cáu cặn có thể duy trì trong thời gian 2-10 ngày, sau đó chất lượng nước trở lại trạng thái ban đầu.

Hiệu quả chống cáu cặn sẽ giảm trong các trường hợp sau:

  • Nhiệt độ nước cao hơn 75oC: thường xảy ra trong trường hợp cấp nước cho lò hơi, đường ống dẫn nước nóng. Cáu cặn có thể hình thành dưới dạng lớp mỏng nhưng tơi xốp.
  • Trong hệ thống có lắp đặt bơm hoàn lưu: Dòng chảy rối và hiện tượng nước va do bơm tạo ra có thể làm hỏng cấu trúc các tinh thể hút ion canxi, magiê. Do vậy thường lắp đặt thiết bị hiệu ứng từ vào vị trí phía sau bơm.
  • Khi vận tốc dòng chảy không phù hợp với thông số thiết kế của thiết bị.
  • Khi trong quy trình có sử dụng các chất oxy hóa nước.

PHẠM VI ỨNG DỤNG

Thiết bị hiệu ứng từ có thể lắp đặt tại các vị trí sau để ngăn ngừa hiện tượng đóng cáu cặn và làm tan rã lớp cặn cũ đã bám dính lâu ngày:

  • Trên đường ống cấp nước, hệ thống nước nóng/lạnh, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống nước cấp cho máy giặt.
  • Đường ống cấp nước cho lò hơi.
  • Hệ thống nước làm mát.
  • Sử dụng kết hợp với thiết bị làm mềm nước để kéo dài chu kỳ làm việc của các bể lọc cation, giảm thiểu lượng hóa chất tái sinh.

Cần lưu ý là thiết bị hiệu ứng từ chỉ có tác dụng ngăn ngừa hiện tượng đóng cáu cặn chứ không làm mềm nước.

Ưu điểm của thiết bị hiệu ứng từ là:

  • Lắp đặt đơn giản.
  • Không sử dụng năng lượng điện.
  • Không sử dụng hóa chất để xử lý nước.
  • Không cần bảo trì.
  • Thời hạn sử dụng lâu dài, có thể đến 20 năm.
  • Là giải pháp xử lý nước an toàn về mặt môi trường.

Ưu điểm của thiết bị hiệu ứng từ MSW so với các thiết bị khác cùng loại:

- So sánh với thiết bị điện từ:

  • Thiết bị điện từ sử dụng dòng điện để tạo ra từ trường, từ trường này chỉ có hiệu quả trong một khoảng cách nhất định, do vậy cần phải bố trí nhiều thiết bị ở các vị trí khác nhau để ngăn ngừa cáu cặn cho cả hệ thống đướng ống.
  • Thiết bị hiệu ứng từ tạo một từ trường cố định từ một hay nhiều nam châm lắp đặt bên trong thiết bị. Hiệu quả chống cáu cặn được duy trì trong 2-10 ngày, không phụ thuộc khoảng cách từ thiết bị đến vị trí dòng nước đi qua.

- So sánh với thiết bị hiệu ứng từ của các hãng khác: Có cường độ từ trường cao (khoảng 12.500 gauss so với 2.300-3.700 gauss của các thiết bị khác) do nam châm được chế tạo từ hợp chất các kim loại quý có từ tính cao, đảm bảo thiết bị gọn nhẹ nhưng hiệu quả cao.

Hiệu quả của thiết bị hiệu ứng từ trong các trường hợp sau:

1. Lắp đặt trên đường ống dẫn nước:

a. Ống mới: Sau khi lắp đặt thiết bị hiệu ứng từ :

  • Hạn chế hiện tượng đóng cáu cặn, tăng thời gian sử dụng đường ống lên 3-4 lần, ngoài ra chỉ cần dùng vòi nước áp lực cao là có thể làm sạch, không cần sử dụng hóa chất hoặc viên bi sắt.
  • Tạo lớp màng oxyt bảo vệ đường ống.

b. Ống cũ: Sau khi lắp đặt thiết bị hiệu ứng từ :

  • Lớp cặn cũ mềm dần và biến mất sau 1-6 tháng.
  • Tuy nhiên để đạt hiệu quả sử dụng cao, cần làm sạch bề mặt đường ống trước và sau khi lắp đặt thiết bị trong vòng 2-3 tháng đầu tiên.
  • Sau khi tan hết lớp cặn cũ sẽ hình thành lớp màng oxyt bảo vệ đường ống.

2. Lắp đặt trong đường ống cấp nước cho hệ thống trao đổi nhiệt, lò hơi:

a. Hệ thống mới: Sau khi lắp đặt thiết bị hiệu ứng từ :

  • Nếu nhiệt độ < 70oC, sẽ không có cặn đóng bám thành ống trao đổi nhiệt.
  • Nếu nhiệt độ > 70oC, sẽ hạn chế hiện tượng đóng cặn tại bề mặt lò hơi, thiết bị đun, ống trao đổi nhiệt, tăng thời gian sử dụng 3-4 lần. Nếu có xuất hiện, cặn cũng rất tơi xốp và dễ làm sạch bằng vòi phun nước.

b. Hệ thống cũ: Sau khi lắp đặt thiết bị hiệu ứng từ sẽ:

  • Lớp cặn cũ trở nên tơi xốp, mềm và dễ dàng rửa sạch.
  • Lắp đặt cùng với thiết bị làm mềm nước:

+ Kéo dài chu kỳ làm việc của hệ thống làm mềm thêm 20-25%, do đó giảm lượng hóa chất tái sinh.
+ Tăng cường bảo vệ đường ống by-pass, đường ống trong các hệ thống làm mềm sơ bộ, hoặc khi chậm thực hiện tái sinh hệ thống làm mềm.

3. Lắp đặt trong hệ thống làm lạnh:

  • Tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.
  • Tăng lưu lượng dòng chảy.
  • Tăng mức an toàn trong sản xuất.
  • Giảm chi phí điện năng so với trường hợp đóng cáu cặn.
  • Giảm thời gian và chi phí kiểm tra, bảo trì đường ống.

4. Lắp đặt trong hệ thống cấp nước cho xưởng giặt:

  • Làm giảm sức căng bề mặt của nước nên tiết kiệm hóa chất giặt 30%.

5. Lắp đặt trong hệ thống đường ống có sử dụng bơm:

  • Tăng hiệu quả sử dụng do giảm hiện tượng đóng cặn trong bơm.
  • Giảm chi phí tiêu thụ điện năng.
  • Hạn chế số lần bảo trì.

Cùng mục đích chống cáu cặn, hiệu quả của các phương pháp xử lý khác nhau có thể đánh giá như sau:

Chỉ tiêu
so sánh

TB hiệu ứng từ

Thiết bị
điện từ

Thiết bị trao đổi
cation

Chi phí đầu tư

Thấp

Thấp

Cao

Vận hành

Đơn giản

Đơn giản

Phức tạp
Theo dõi chu kỳ lọc,
pha chế hóa chất

Bảo trì

Không

Phức tạp hơn,
Thay thế vật liệu lọc

Đóng bám cáu cặn

Không

? tuỳ thuộc vào từ trường tạo ra bởi cuộn dây & vận tốc dòng chảy

Không

Chi phí vận hành

Không

Điện năng

Điện năng+hóa chất

Thay đổi tính chất nước

Không

Không

Làm mềm nước

Xả chất thải ra môi trường

Không

Không

Hoá chất tái sinh

Comments